转自：药明康德

The Brain Prize（大脑奖）是一项由丹麦灵北基金会（The Lundbeck Foundation）设立的国际性科学奖项，旨在表彰对于了解大脑机制及其功能异常相关疾病治疗方面做出杰出贡献的科学家。该奖项每年颁发，奖金总额高达1000万丹麦克朗（折合130万欧元），被誉为是神经科学领域中的最高荣誉之一。

大脑奖的获奖者是从全球9位不同学科的顶尖神经科学家组成的大脑奖评选委员会从世界各地提名的候选人名单中选出的，颁发对象包括个人或团队，他们的贡献可以是从基础科学到临床应用的各个方面。自2011年首次颁发以来，来自9个不同国家和地区的44名科学家获得过该奖项。

2023年的大脑奖颁发给了一个由3位神经科学家组成的国际小组，包括Michael Greenberg教授、Christine Holt教授和Erin Schuman教授。他们突破性的发现向人们展示了神经元的不同部位是如何触发新蛋白质的合成。这些新合成的蛋白质能够指导大脑的发育和塑造，并能对我们终身的行为产生影响。此外，他们的发现还为大脑神经发育和神经退行性疾病的病因提供了重要线索，因而获得了本年度的大脑奖。下面我们将逐一介绍这三位科学家及其研究成果。

Michael Greenberg教授

Michael Greenberg教授目前就职于哈佛医学院，荣膺Nathan Marsh Pusey神经生物学教授。他在活动依赖性基因转录方面的开创性发现揭示了先天和后天如何共同影响哺乳动物大脑的发育和塑造。

1984年，Greenberg教授通过一项基础研究发现哺乳动物的神经递质接收能够在极短（几分钟）的时间尺度上诱导基因表达的变化，为神经科学开创了一个新的时代。在后续的研究中，Greenberg教授的工作证明了神经递质的释放会导致突触后神经元中的钙增加，这些钙进入细胞核后会激活Fos等转录因子并启动下游转录程序。这些多种多样的转录产物进一步塑造了细胞特异性的活性，并产生控制突触成熟和稳定的蛋白质。

在随后的几十年里，Greenberg教授鉴定出的这些细胞效应物已被证明对大脑功能的许多方面至关重要，从暴露于恐惧或有奖赏的刺激后的上下文依赖性记忆的形成，到感觉输入对视觉系统的发育和塑造。

Greenberg教授的研究成果揭示了活动依赖性转录反应在动态塑造神经元连接的特定方面中的重要作用。此外，Greenberg教授之前发现的几种基因调节因子现在被认为是神经精神疾病和神经发育障碍的风险因素。他实验室目前的工作重点是探索这些变化如何能促成依赖于经验的行为的塑造，以及当这些过程出现问题时所引发的神经系统疾病的根本原因。

Erin Schuman教授

Erin Schuman教授是马克斯·普朗克大脑研究所（Max Planck Institute for Brain Research）的创始人，对控制神经元及其突触中蛋白质合成和降解的分子和细胞生物学过程有着长期的兴趣。

神经元的形态复杂，大多数突触距离细胞体非常远（数百微米），这对局部突触蛋白质组的建立、维护和修饰来说是一个挑战。Schuman教授的工作证明了神经元能够通过在树突和轴突中把重要的细胞器（例如核糖体和蛋白酶体）固定在某些地方来解决这个问题。

1996年，她进行的一项实验表明树突中局部合成的蛋白质是维持突触塑造（即长期突触强化，LTP）所必需的。在随后的研究中，她在分子细节上确定了神经元树突和轴突中存在着mRNA和核糖体群。此外，她的实验室还开发了新工具，通过使用非经典氨基酸代谢标记、点击化学和细胞生物酶突变（BONCAT和FUNCAT技术）能够标记、纯化、识别和可视化神经元和其他细胞中新合成的蛋白质。

Schuman教授还定义了蛋白质合成在调节突触自发活动中的作用，以及蛋白质合成在稳态塑造过程中重建神经元蛋白质组的作用。在她最近的工作中，她鉴定出了数千个mRNA，其中有许多是突触功能的调节因子。

在过去几十年的工作中，Schuman教授为局部蛋白质合成支持大脑塑造的方式提供了全面而令人印象深刻的信息。她的工作帮助理解了脆性X综合征和结节性硬化等神经发育障碍疾病的病因。一些科学家在她研究的基础上已经证明了这些疾病与突触翻译障碍有关。

总而言之，Schuman教授及其实验室的工作扩大并巩固了神经元中局部翻译的地位，它作为调节突触功能的关键机制，能使单个神经元管理大量的亚细胞蛋白质组。此外，她的工作推动了新技术的发展，这些新技术已在全球神经科学和非神经科学实验室中得到广泛采用。

Christine Holt教授

Christine Holt教授目前就职于剑桥大学，为生理学、发育和神经科学系（PDN）的发育神经科学教授。她的研究方向是探索神经连接是如何在大脑中形成的，以及它们是如何长期维持的。

在脊椎动物的视觉系统中，眼睛中的神经元能够将轴突延伸很长的距离，以找到它们在大脑中的目标突触。Holt教授的研究目标是探索关于轴突是如何在长距离内被引导，并最终形成正确的突触连接的分子和细胞机制。她的工作证明了局部蛋白质合成和降解是神经元轴突生长锥引导的必要部分，这使我们对理解轴突是如何生长的向前迈进了一大步。

近期，Holt教授的研究表明局部轴突蛋白合成是轴突存活所必需的，这表明成熟的轴突需要持续供应局部合成的蛋白质来维持。在离神经元细胞体最远的神经元细胞区室（例如轴突、生长锥和突触前末梢）中能够局部制造和按需制造新蛋白质的能力为其提供了适应能力和快速恢复的能力。

通过研究轴突生长的细胞生物学和局部蛋白质合成机制，Holt教授的工作让人们更好地了解了神经连接最初是如何建立的，并使视网膜神经节细胞轴突的有序生长成为了大脑中最容易理解的轴突导航示例之一。

此外，她的工作还阐明了轴突在动物的整个生命周期中是如何维持的。此类基础知识对于理解神经发育和神经退行性疾病，以及开发修复神经的临床疗法至关重要。

祝贺这三位斩获大脑奖的科学家们！他们的工作对于推进神经科学领域基础科学的进步作出了卓越的贡献，并为相关神经疾病创新疗法的开发奠定了坚实的基础。期待他们在未来的科学研究中获得进一步的突破。