轉自：藥明康德
The Brain Prize（大腦獎）是一項由丹麥靈北基金會（The Lundbeck Foundation）設立的國際性科學獎項，旨在表彰對于了解大腦機制及其功能異常相關疾病治療方面做出杰出貢獻的科學家。該獎項每年頒發，獎金總額高達1000萬丹麥克朗（折合130萬歐元），被譽為是神經科學領域中的最高榮譽之一。
大腦獎的獲獎者是從全球9位不同學科的頂尖神經科學家組成的大腦獎評選委員會從世界各地提名的候選人名單中選出的，頒發對象包括個人或團隊，他們的貢獻可以是從基礎科學到臨床應用的各個方面。自2011年首次頒發以來，來自9個不同國家和地區的44名科學家獲得過該獎項。
2023年的大腦獎頒發給了一個由3位神經科學家組成的國際小組，包括Michael Greenberg教授、Christine Holt教授和Erin Schuman教授。他們突破性的發現向人們展示了神經元的不同部位是如何觸發新蛋白質的合成。這些新合成的蛋白質能夠指導大腦的發育和塑造，并能對我們終身的行為產生影響。此外，他們的發現還為大腦神經發育和神經退行性疾病的病因提供了重要線索，因而獲得了本年度的大腦獎。下面我們將逐一介紹這三位科學家及其研究成果。
Michael Greenberg教授
Michael Greenberg教授目前就職于哈佛醫學院，榮膺Nathan Marsh Pusey神經生物學教授。他在活動依賴性基因轉錄方面的開創性發現揭示了先天和后天如何共同影響哺乳動物大腦的發育和塑造。
1984年，Greenberg教授通過一項基礎研究發現哺乳動物的神經遞質接收能夠在極短（幾分鐘）的時間尺度上誘導基因表達的變化，為神經科學開創了一個新的時代。在后續的研究中，Greenberg教授的工作證明了神經遞質的釋放會導致突觸后神經元中的鈣增加，這些鈣進入細胞核后會激活Fos等轉錄因子并啟動下游轉錄程序。這些多種多樣的轉錄產物進一步塑造了細胞特異性的活性，并產生控制突觸成熟和穩定的蛋白質。
在隨后的幾十年里，Greenberg教授鑒定出的這些細胞效應物已被證明對大腦功能的許多方面至關重要，從暴露于恐懼或有獎賞的刺激后的上下文依賴性記憶的形成，到感覺輸入對視覺系統的發育和塑造。
Greenberg教授的研究成果揭示了活動依賴性轉錄反應在動態塑造神經元連接的特定方面中的重要作用。此外，Greenberg教授之前發現的幾種基因調節因子現在被認為是神經精神疾病和神經發育障礙的風險因素。他實驗室目前的工作重點是探索這些變化如何能促成依賴于經驗的行為的塑造，以及當這些過程出現問題時所引發的神經系統疾病的根本原因。
Erin Schuman教授
Erin Schuman教授是馬克斯·普朗克大腦研究所（Max Planck Institute for Brain Research）的創始人，對控制神經元及其突觸中蛋白質合成和降解的分子和細胞生物學過程有著長期的興趣。
神經元的形態復雜，大多數突觸距離細胞體非常遠（數百微米），這對局部突觸蛋白質組的建立、維護和修飾來說是一個挑戰。Schuman教授的工作證明了神經元能夠通過在樹突和軸突中把重要的細胞器（例如核糖體和蛋白酶體）固定在某些地方來解決這個問題。
1996年，她進行的一項實驗表明樹突中局部合成的蛋白質是維持突觸塑造（即長期突觸強化，LTP）所必需的。在隨后的研究中，她在分子細節上確定了神經元樹突和軸突中存在著mRNA和核糖體群。此外，她的實驗室還開發了新工具，通過使用非經典氨基酸代謝標記、點擊化學和細胞生物酶突變（BONCAT和FUNCAT技術）能夠標記、純化、識別和可視化神經元和其他細胞中新合成的蛋白質。
Schuman教授還定義了蛋白質合成在調節突觸自發活動中的作用，以及蛋白質合成在穩態塑造過程中重建神經元蛋白質組的作用。在她最近的工作中，她鑒定出了數千個mRNA，其中有許多是突觸功能的調節因子。
在過去幾十年的工作中，Schuman教授為局部蛋白質合成支持大腦塑造的方式提供了全面而令人印象深刻的信息。她的工作幫助理解了脆性X綜合征和結節性硬化等神經發育障礙疾病的病因。一些科學家在她研究的基礎上已經證明了這些疾病與突觸翻譯障礙有關。
總而言之，Schuman教授及其實驗室的工作擴大并鞏固了神經元中局部翻譯的地位，它作為調節突觸功能的關鍵機制，能使單個神經元管理大量的亞細胞蛋白質組。此外，她的工作推動了新技術的發展，這些新技術已在全球神經科學和非神經科學實驗室中得到廣泛采用。
Christine Holt教授
Christine Holt教授目前就職于劍橋大學，為生理學、發育和神經科學系（PDN）的發育神經科學教授。她的研究方向是探索神經連接是如何在大腦中形成的，以及它們是如何長期維持的。
在脊椎動物的視覺系統中，眼睛中的神經元能夠將軸突延伸很長的距離，以找到它們在大腦中的目標突觸。Holt教授的研究目標是探索關于軸突是如何在長距離內被引導，并最終形成正確的突觸連接的分子和細胞機制。她的工作證明了局部蛋白質合成和降解是神經元軸突生長錐引導的必要部分，這使我們對理解軸突是如何生長的向前邁進了一大步。
近期，Holt教授的研究表明局部軸突蛋白合成是軸突存活所必需的，這表明成熟的軸突需要持續供應局部合成的蛋白質來維持。在離神經元細胞體最遠的神經元細胞區室（例如軸突、生長錐和突觸前末梢）中能夠局部制造和按需制造新蛋白質的能力為其提供了適應能力和快速恢復的能力。
通過研究軸突生長的細胞生物學和局部蛋白質合成機制，Holt教授的工作讓人們更好地了解了神經連接最初是如何建立的，并使視網膜神經節細胞軸突的有序生長成為了大腦中最容易理解的軸突導航示例之一。
此外，她的工作還闡明了軸突在動物的整個生命周期中是如何維持的。此類基礎知識對于理解神經發育和神經退行性疾病，以及開發修復神經的臨床療法至關重要。
祝賀這三位斬獲大腦獎的科學家們！他們的工作對于推進神經科學領域基礎科學的進步作出了卓越的貢獻，并為相關神經疾病創新療法的開發奠定了堅實的基礎。期待他們在未來的科學研究中獲得進一步的突破。