マサチューセッツ総合病院の遺伝学および老化研究ユニットのディレクターであり、ハーバード大学医学部の神経学教授であり、アルツハイマー病の研究分野で高い人物であるルドルフ・E・タンジは、ピアノを弾くことを拒否しています。 はい、彼は熱心に熱心なミュージシャンであり、科学に入る前に音楽のキャリアを真剣に考えていました。 彼はロックバンドのエアロスミスとキーボードを演奏し、「ジェイレノとの今夜のショー」に参加しました。手作りのベーゼンドルファーコンサートグランドで毎日自宅で練習しています。
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皿に入れたデュオのアルツハイマーは、新しい治療法をテストするための突破口です
ビデオ：スミソニアン・インジェニティ・アワード2015：ルドルフ・タンジとドゥ・ヨン・キム
しかし、彼のオフィスの近くの実験室のラウンジにある古いピアノは？ Tanziの計算によれば、神経変性疾患と同等の手段を持っています。 「それはひどいように聞こえます」と彼は言います。 「調子が悪く、調子が悪い。 プレイしません。」お願い？ ほんの数バー？ 「自分の基準がある」と彼はつぶやいた。 「自分を困らせたくありません。」
最後に、彼はため息をついて座って、ジャズクラシックの「 'Round Midnight」に着手します。あのウォームアップの鳴き声とバラードは、エレガントなハーモニーと予備の独創的なベースラインで素晴らしい音に聞こえます。 彼はビリー・ジョエルのマイルス・デイビスに移ります。 フロアのどこからでも科学者と学生がラウンジに流れ込み、Tanziが終了すると拍手が沸き起こりました。 57歳のタンジは、幸せそうで、少年っぽく、たぶんほっとします。 ボロボロのピアノから、彼は魔法のウサギの歌を摘み取った。
「ルディはある種の天才です」と、彼の密接な共同作業者であるキム・ドゥヨン・ホールは言う。 音楽的、科学的に、キムは「ルディは常に大きなアイデアを持ち、常に新しいことを試したい」と言います。45歳のキムは頻繁に微笑み、強い韓国語のアクセントで話し、いつまでも走り出す準備ができているようです。 彼は自分自身を非常にざらざらした、フラスコとビーカーのような男だと考えています。 「私は科学に焦点を合わせています」と彼は言います。 「ルディの役割はビジョンであり、私の役割は細部です。」
ペアの対pun法は暴走ヒットを証明しています。 タンジとキムは、アルツハイマー病、老人性認知症の世界の主要な原因、そして団塊世代の大群が高齢になればなるほど大きくなる医療危機に取り組むための革新的なツールを考案しました。 昨年後半に著名な雑誌Natureで国際的に称賛され、新しい技術である革新的なタイプの細胞培養は、神経変性疾患についてまだ発明されていない最も説得力のある有用な実験モデルと考えられています。 研究者は、アルツハイマー病の前例のない生化学的および遺伝的詳細の経過を追跡し、悪性の進行を阻止または少なくとも遅らせる可能性のある数千の潜在的な治療を迅速かつ安価にテストする機会を提供します。 「これは、新薬の試験に大きな可能性を持つ素晴らしいモデルです」と、シカゴ大学の教授でありアルツハイマー病の研究者であるサングラム・シソディアは言います。 「これは私たちが今まで見たことのないような絶好の機会です。」
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この物語は、スミソニアン誌の12月号からの抜粋です。
購入「皿に入れたアルツハイマー病」と呼ばれるこの新しい技術は、ねばねばしたゲルで三次元的に成長する遺伝子操作されたヒト脳細胞のコロニーを特徴としています。 日が経つにつれて、細胞はアルツハイマー病の最も顕著な2つの特徴、プラークともつれを表示し始めます。 細胞の周りと細胞の間に形成される顕微鏡的プラークは、アミロイドベータと呼ばれるキャストオフタンパク質断片で構成され、七面鳥バーガーのナブと同じくらいタフで不屈であり、同様に硬くて小さなもつれが脳細胞内で発達し、撚り線。 プラークともつれは、ドイツの神経学者Alois Alzheimerが1世紀以上前に彼の名前を冠した病気にかかった患者の剖検された脳を顕微鏡で検査したときに観察した診断上の欠陥とまったく同じです。 しかし、これまで、科学者は単一の実験室モデルで障害の両方の要素を生成することができませんでした-ペトリ皿で増殖する細胞、遺伝子組み換えマウス（もつれではなく、プラークのみを形成）で。 「私は非常に熱心です」と、ニューヨークの認知健康のためのシナイ山センターのディレクター、サム・ガンディは言います。 「ついに、マウスでは再現できなかった人間の病理学の重要な特徴を手に入れることができました。 強力なシステムです。」
TanziとKimの研究室では、皿の中で3Dで成長している脳細胞に家族性アルツハイマー病の遺伝子が宿っています。 これらの顕微鏡画像のそれぞれは、ニューロンクラスター（緑色）と毒性アミロイドプラーク（黄色/オレンジ）に異なるレベルの焦点を示しています。 （マサチューセッツ総合病院、Doo Yeon Kim博士およびRudolph Tanzi博士） 画期的な研究は、タンジのばかばかしく実り多いキャリアのさらに別のハイライトとして機能し、アルツハイマー病に関連することが現在知られている主要な遺伝子のほぼすべてを探し出し、分離するのに役立っています。 開発はまた、キムを激しい競争分野の新星としてタグ付けし、数年前に韓国の安全と親しみを残すことが正しいことであるという確信を固めています。 「当時、妻は冗談を言っていました。アメリカに行くなら、ハワイはどうでしょう？ ボストンよりも天気がいいです」とキムは言います。 「しかし、ハーバードでは、あなたはすべての中心にいるように感じます。」彼の妻、ドン・ウン・リーは、薬剤師として良い仕事をしています。 彼の娘ヘレナは、アメリカの高校生であることを愛しており、彼女の職業志望のリストから「薬剤師」と「科学者」を自由に交わすことができます。
皿の中のアルツハイマー病への道は、しばしばつらく、スイッチバックし、絶望に陥りましたが、最終的に、タンジは「データは彼ら自身に語り、私のライバルでさえも感動しました」と言います。タンジの詩に、重要な概念的飛躍はルディからではなくドゥーから来ました。
「ここに来ることは、私がこれまでにした最高の決断でした」とキムは言います。
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新しい治療法の必要性は切実です。 推定500万人のアメリカ人がアルツハイマー病に罹患しており、その数字は今後30年間で4倍になると予想されています。 ほとんどは65歳以上で、脳の退役に数十年かかる複数の未だ謎のスリングとof辱の結果である遅発型の病気に苦しんでいます。 しかし、約5パーセントという小さな割合が遺伝性アルツハイマー病の犠牲者であり、50歳以下で認知症を引き起こす可能性のあるいくつかのまれな遺伝子変異の1つを保有しています。映画スティルアリスでジュリアンムーアが美しく描いた個人的な黙示録。 国民の認知症の負担をケアするための直接的な費用は莫大で、今日では年間約2, 250億ドルであり、2050年までに年間1兆ドルに達すると予測されています。しかし、アルツハイマー病の患者はケアなしではできません：病気は慢性的な忘却の初期段階から進行し、質問を繰り返し、物事を失い、不安やいらいらを増し、運転や家に帰るなどの日常業務で無能になり、恐ろしいものになり、愛する人があなたから盗んだり、ごまかしたりする妄想に襲われたり、入浴やグルーミングが必要になったりする、トイレに行くか食べる。 「平均で8〜10年かかりますが、最終的には患者は栄養状態にあり、歩くことも話すこともできません」と、ジョージタウン大学の記憶障害プログラムのディレクターであるR.スコットターナーは言います。
「これについて何もしなければ、私たちを損なうでしょう」と、Mass Generalの神経学の元チーフであるアン・B・ヤングは言います。「そして、アルツハイマー病にかかっていない人は、する人。」
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逆説的または適切に、タンジは彼の並外れた記憶のために彼の仲間の間で有名です。 「ルディは、私がこれまでに知った中で最も詳細な記憶の1つを持っています」と、ハーバード大学の神経遺伝学者、ウィルマワスコは言います。 「彼は25年前に読んだ論文、著者が誰であるか、彼らが見つけたもの、脚注が言ったことを覚えています。これは典型的ではありません。」タンジは子供の頃の保持力を磨きながら、両親の医療転写サービスで働いていましたロードアイランド州クランストン。 「これらの医学用語をすべて覚えておきます」と彼は言います。 「それが、私が医学と科学に興味を持つようになった理由です。」
彼は音楽にも夢中になりました。 「9歳のとき、私はイタリア人の少年のようにアコーディオンを演奏し始めました」と彼は言います。 彼は急速に改善しました。 彼の父は彼にもっと大きなアコーディオンを買った。 一年か二年後、彼の父親は尋ねました。それで、あなたはまだアコーディオンが好きですか？ はい、若いルディは言った。 「じゃあ、サルとカップを持って行けばいいと思う？」と父親は言って、ルディは他のキーボードとジャズに分岐しました。 彼はピアノを取り上げ、パイプオルガンの電子版であり演奏するのが非常に難しいハモンドオルガンを習得しました。 「ハモンドオルガンで演奏しているのと同じくらい良い人を聞くのは本当に奇妙です」とエアロスミスのリードギタリスト、ジョー・ペリーは言います。 「彼とジャムするのが大好きです。 彼は私にギターで新しいことを試すように促します。」
AerosmithでレコーディングしたTanziは、2012年のチャリティーコンサートでバンドのリードギタリストJoe Perryに同行します。 （提供：Rudolph Tanzi） ロチェスター大学で、Tanziは微生物学と歴史の両方で学士号を取得し、18世紀のドイツの医師である「動物の磁気」のアイデアを促進し、その言葉を魅了するフランツメスマーについて歴史論文を書きました。 Tanziは、現実を解釈する別の方法に魅了され続けています。 彼はカルロスカスタネダの神秘的な作品を定期的に読み直しています。 彼は瞑想し、明idな夢を実践し、新時代のスーパースターであるディーパック・チョプラと協力しています。 彼らは、人気の科学とセルフヘルプを融合した2冊の本、 Super Brainと出版されたばかりのSuper Genesを共同執筆し、意識の性質について語りながらチームとして世界を旅しています。 「犬とポニーのショーを一緒に行います」とチョプラは言います。 「彼は非常に内省的な思想家であり、ほとんどの科学者よりも全体論的な考え方に寛容です。 私たちは仲間になりました。」それでも間違いを犯さないでください。 彼の研究に関しては、Chopra氏は次のように述べています。「Rudyは言語に非常に細心の注意を払っています。 タンジの多くの追求の中で、チョプラは「科学は彼の一番の愛です」と述べています。
スーパージーン
New York Timesのベストセラー「Super Brain」の著者は、私たちの遺伝子と、ライフスタイルの単純な変化がどのように遺伝子活動を後押しするかについての大胆な新しい理解を提示しています。 「根本的な幸福」への飛躍は、実現するのを待っている約束です。
購入ハーバード大学医学部の大学院生として、Tanziは遺伝学者James Gusella（「私のヒーローの1人」）と協力し、1983年に彼らのチームは、タグ付けされたDNAのビットで人間のゲノムの当惑するメガロポリスをランダムに釣り上げることによる病気の特性。 遺伝子マッパーの間で標準となったアプローチを使用して、Gusella、Tanziおよびその同僚は、フォークシンガーのウッディガスリーを殺した遺伝性神経変性障害であるハンチントン病の原因を、23組の染色体のうち4番染色体上のスポットに固定しましたそれがヒトゲノムを構成し、ほぼすべてのヒト細胞が包まれています。
その厄介なキャリアキックオフから、タンジは地図製作の才能を染色体21の解読に変えました。これは、3重に継承されたときにダウン症候群を引き起こします。 ダウン症の人はしばしばアルツハイマー病にかかることもあることを知ると、タンジは自分の人生の召しを見つけたと気づきました。 彼はアルツハイマー病の遺伝的ルーツを検索し、21番染色体への興味をそそるリンクから始めました。彼は歯内治療医と結婚し、彼らは離婚し、現在の妻ドラ・コヴァクスという神経科学者と結婚しました。 彼らには2年生の娘Lylaがいます。 毎週末、彼は彼女のパンケーキを作ります。 かつて、ライラが耳に感染したとき、彼は彼女に耳のような形のパンケーキを作りました。
1980年代後半から、タンジ、彼の同僚、および彼のライバルは、変異型で遺伝すると、アルツハイマー病の早期発症型を必然的にもたらす3つの異なる遺伝子を同定しました。 （そのうちの1つは実際に21番染色体に位置しているため、ダウン症候群の患者も定期的にアルツハイマー病を患うことになります。）これら3つの遺伝子で見つかった突然変異はいずれも、老年期の一般的なアルツハイマー病に直接関与しませんが、患者の脳は、病気がいつ襲うかに関係なく、顕微鏡的異常の類似したモザイクを表示するため、研究者は、病気の家族型を遺伝した患者がすべてに関連する手がかりを保持すると信じています。
研究者によると、その見た目では、遺伝子変異は、必須タンパク質の日常の人身売買と処理を管理する脳の能力を混乱させます。 その結果、たぶん細菌感染から脳を守るために脳が通常使用する過剰量のアミロイドベータタンパク質は、たぶん洗い流されたりリサイクルされたりするのではなく、脳細胞の周りのプラークに一緒にガム状になります。 タウと呼ばれる別のタンパク質も、不正を引き起こし、ニューロン内でもつれにねじれます。 ニューロン間の樹状突起の接続は枯渇し、短絡的な思考をします。 負傷した脳細胞は燃え上がり、小さく死にかけている太陽のように崩壊します。 脳は20、30パーセント縮小します。 自己はスーツに従います。
しかし、タンパク質の誤った処理はどのように開始されますか？ プラークは最悪の犯罪者ですか、それとも本当の悪役、もつれ、または他の何かからの気晴らしですか？ さらに重要なのは、プロセスをどのように停止できるかということです。 それに答えるために、研究者は病気をよく実験室で模倣する必要があり、3つの病気の遺伝子が手元にあったとしても、それはまだありませんでした。
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韓国で最も競争力のある大学である韓国科学技術院の細胞生物学の大学院生として、Doo Yeon Kimはニューロンに魅了されました。 「それらは非常に複雑で、体の他の細胞とは非常に異なっています」と彼は言います。 「私は、ニューロンの挙動を理解するために、ニューロンで基本的な細胞生物学を行うと思った。 韓国には神経科学者がほとんどいませんでしたが、キムは独力で立ち去りました。 コンピューター分析により、彼はアルツハイマー病に関与すると考えられる遺伝子を特定しました。 「誰かが私に言った、そうそう、それはルディ・タンジが今勉強している遺伝子だ」とキムは言う。 「ルディは本物のスターである韓国で非常に人気がありました。 KimはTanziにメールを送り、彼の研究室でのポジションを要求しました。 キムはあまり希望を持っていなかった。 彼は、タンジのような男が嘆願書と履歴書によって攻撃されたと考えた。 「彼から話を聞くとは思わなかった」とキムは言う。 「彼は一日で私に戻ってきました。 彼は言った、私はあなたがよく見えると思う。」
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タンジはアルツハイマー病を理解するためのより良いモデルを本当に望んでいました。 彼はまた、過剰なアミロイドベータが病気の中心にあるという仮説の証明を望んでいました：それはプラークを引き起こすだけでなく、タウタンパク質の腐敗を助けることによって、それも絡まりを取り除いたのです。 当時タンジの研究室のポスドクであったセ・フン・チェは、タンジが冗談めかして言った会議を思い出しました。アミロイドの分泌がタウの病理を引き起こすことを示すのは良いことではないでしょうか？ 「ルディは多くの冗談を言います。」とチェ氏は言います。
キムは、アルツハイマー病のモデル化に手を取りたかった。 彼、チェ、タンジは可能なアプローチについて議論した。 彼らは、危険なアプローチである人間のニューロンを使用することに決めました。そのような細胞は、必要な長距離にわたってペトリ皿でめったに生き残りません。 幸いなことに、韓国の別の若い研究者であるYoung Hye Kim（Dooとは関係ありません）は2年間研究室に参加し、仕事に戻ることが保証されていました：彼女は自分の専門的な将来を恐れずにプロジェクトに集中できますフロップを証明する必要があります。
研究者たちは、幹細胞に由来するヒトのニューロンから始め、それらを培養皿に単層に広げ、栄養分を詰めた液体に浸しました。 次に、特別に設計されたウイルスを使用して、2つの異なる家族性アルツハイマー病遺伝子の変異コピーを各細胞に送達しました。 ニューロンは繁栄しました。 それらは信頼できる細胞株に成長しました。 非常に素晴らしい。 しかし、時間が経ち、セルは何もしていませんでした。 プラークの兆候はありません。 もつれの痕跡ではありません。 「ヤングは本当に落ち込んでいると言えます」とキムは言います。 「私は何かを提案したい、彼女は言う、なぜわざわざ？ 違いはありません。」
そのとき、キムはブレインストーミングをしました。 たぶん問題は液体媒体だったと彼は思った。 たぶん、3日ごとに変更する必要があるため、それらのタンパク質がプラークにくっつく前に、細胞が分泌している疑わしいタンパク質を洗い流してしまいました。 「ドゥーは非常に単純な観察をしました」とタンジは言います。 「脳は液体でできていません。 研究者は、細胞を皿からゲルで満たされた小さなウェルに移しました。 彼らはパラメーターをいじりました。 細胞はこれまで以上に幸せに見え、測定可能な電気信号で脈動する羽状の樹状突起を形成しました。 6週間が経過し、研究者たちは自分自身の衝撃を受けました。
そこでは、共焦点顕微鏡を通して、紛れもない画像が観察されました。細胞はプラークを形成していました。 「自分が見ているものが信じられませんでした」とタンジは言います。 彼らは、in vitroでのプラークの手品に関する論文を発表する準備ができていました。 さらに2週間が経過しました。 Young Hyeは細胞をチェックし、タンパク質アレイをサンプリングしました。 「彼女は興奮して私を呼びました」とキムは言います。 「彼女が私の最初の名前を使用したのは初めてでした。」 早く来い！ タウのもつれがあります！ 「それはそれらのまれなahaの1つでした！ 科学の瞬間」とTanziは言います。
別の勝利がすぐに続きました。 研究者たちは、抗体でアミロイドベータの産生をブロックした場合、細胞はプラークを形成できなかっただけでなく、もつれも形成しなかったことを示しました。 「彼らは、アミロイド異常がアルツハイマー病を引き起こしているという考えを可能な限り最良の方法で検証した」とハーバード医科大学の別のアルツハイマー病研究者であるデニス・セルコエは述べた。
現在、私たちが必要とするのは、アミロイドベータの出力を調節できる薬です。 それを完全にブロックしないでください、とTanziは言います。 「それはコレステロールのようなものです」と彼は言います。 「ただダイヤルするだけです。」スタチンと同等のものが必要だ、と彼は言う。スタチンが血管からプラークを取り除くのを助けるのと同じように、脳のプラークを阻害する薬。 Tanziは現在、Cure Alzheimer's Fundと協力して、事実上すべてのFDA承認薬をスクリーニングするイニシアチブに取り組んでいます。 「喘息であろうと腰痛であろうと、それがプラークやもつれに対してシステムで機能するかどうかを確認できます」と彼は言います。 「マウスで同じテストを行うよりも10倍速く、100倍安いです。」
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皿に入れたアルツハイマー病はまだ新しいものであり、治療でまだその効果を発揮していません。 それまでの間、脳を若く保つ方法についてアドバイスを求める人のために、タンジと他の人はこれらのステップに同意します：たくさんの運動をしてください。 一晩7〜8時間眠ります。 「脳が破片を一掃するのは、深いゆっくりとした波の睡眠中です」とタンジは言います。 健康的な地中海スタイルの食事を食べましょう。 そして、学び続け、タンジが「シナプス保護区」と呼ぶものを作り続けてください。ピアノを学ぶのに遅すぎることはありません。 ベーゼンドルファーは必要ありません。 あらゆる不格好な人が行います。
