Gerald Fischbach - Gerald Fischbach

Gerald Fischbach
GeraldDFischbach.jpg
Gerald Fischbach vid Simons Foundation Autism Research Initiative Conference
Född
Gerald D. Fischbach

( 1938-11-15 )15 november 1938 (82 år)
Alma mater Colgate University , Weill Cornell Medical College vid Cornell University
Ockupation Hjärnforskare

Gerald D. Fischbach (född 15 november 1938) är en amerikansk neurovetenskapare . Han fick sin läkare från Weill Cornell Medical College vid Cornell University 1965 innan han började sin forskningskarriär vid National Institutes of Health 1966, där hans forskning fokuserade på mekanismerna för neuromuskulära korsningar. Efter sin tjänstgöring vid National Institutes of Health var Fischbach professor vid Harvard University Medical School från 1972–1981 och 1990–1998 och Washington University School of Medicine från 1981–1990. 1998 utsågs han till chef för National Institute of Neurological Disorders and Stroke innan han blev vice ordförande och dekan för hälso- och biomedicinska vetenskaper, dekan för medicinska fakulteten och dekan för fakulteten för hälsovetenskap vid Columbia Universitet 2001-2006. Gerald Fischbach fungerar för närvarande som den vetenskapliga chefen som övervakar Simons Foundation Autism Research Initiative. Under hela Fischbachs karriär har mycket av hans forskning fokuserat på bildandet och funktionen av den neuromuskulära korsningen , som härstammade från hans innovativa användning av cellkultur för att studera synaptiska mekanismer.

Utbildning och erfarenhet

Fischbach gick på Colgate University i Hamilton, NY, där han var fyraårig mottagare av New York State Regents Scholarship. Han tog magna cum laude med högt betyg i matematik och fick en kandidatexamen i matematik och kemi. Fischbach valdes också till medlem i Colgate Universitys Phi Beta Kappa -kapitel 1960. Efter examen från Colgate University gick Fischbach på Weill Cornell Medical College vid Cornell University, där han mottog New York State Medical Scholarship från 1962 till 1965 och Polk Award for Undergraduate Research 1965, innan han tog sin doktorsexamen samma år. Dessutom fick Fischbach en hedersmästarexamen från Harvard University 1978 och en hedersdoktor i naturvetenskaplig examen från Colgate University 2003. Efter att ha tagit medicinsk skola praktiserade Fischbach vid University of Washington sjukhus i Seattle, Washington innan han började sin forskningskarriär vid National Institutes of Health 1966. Fischbach är gift med Ruth L. Fischbach, som för närvarande fungerar som professor i bioetik i psykiatri vid Columbia Presbyterian Medical Center . De har fyra barn.

Forskarkarriär

National Institutes of Health 1966–1973

Fischbach började sin forskningskarriär vid National Institutes of Health, där han tjänstgjorde som seniorkirurg vid National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) innan han blev stipendiat vid National Institute of Child Health från 1966 till 1973. Mycket av Fischbachs forskning koncentrerade sig på mekanismerna som styr åtgärdspotentialer och synapser , från vilka han var banbrytande för användningen av neuron och muskelcellkultur för att studera neuromuskulära övergångar. Fischbach använt denna teknik för att rekonstruera neuromuskulära korsningar från dissocierade ryggmärgs och muskelceller från kycklingembryon för att visa att funktionella synapsförbindelser reformerade och var i stånd att sända spontana eller inducerade aktionspotentialer . Kulturer innehållande isolerade ryggmärgsceller kunde emellertid inte skicka liknande åtgärdspotentialer. Denna teknik visade sig vara en viktig modell för ytterligare studier för att bestämma de väsentliga mekanismerna som styr utveckling och underhåll av neuromuskulär korsning. Mot slutet av sin tid vid National Institutes of Health började Fischbach leta efter motorneuronmolekyler som är ansvariga för att reglera antalet acetylkolinreceptorer på postsynaptiska celler. Detta forskningsprojekt kulminerade 1993 med isoleringen av proteinet ARIA (acetylkolinreceptor inducerande aktivitet), som är medlem i neuregulinfamiljen och ansvarar för att stimulera produktionen av acetylkolinreceptorer i postsynaptisk muskelvävnad.

Harvard Medical School, Boston
Harvard University Medical School Boston, MA

Harvard University 1973–1981, 1990–1998

Efter sin tid vid National Institutes of Health fick Fischbach en tjänst som docent vid Harvard Medical Schools avdelning för farmakologi 1973. År 1978 fick han tjänstgöring och blev professor och fortsatte att undervisa vid Harvard University de kommande tre åren . Efter en nio år lång tid vid Washington University School of Medicine i St. Louis, Missouri, återvände han till Harvard för att fungera som Nathan Marsh Pusey professor i neurobiologi och ordförande för neurobiologiska avdelningar vid både Harvard Medical School och Massachusetts General Hospital från 1990 till 1998. Under sina år som docent forskade han på utvecklingen av prekursormuskelceller, särskilt utvecklingen av acetylkolinreceptorer på embryonala kycklingbröstmuskler. Senare fortsatte han sin forskning om ARIA som han startade vid National Institutes of Health, speciellt med fokus på uttrycket av proteinets isoformer och deras effekter på tyrosinkinaser . 1993 var Fischbach involverad i grundandet av Mind, Brain, Behavior Institute. Detta tvärvetenskapliga program syftar till att undersöka nervsystemets olika strukturer, utveckling och utveckling för att bättre förstå mänskligt beteende.

Washington University School of Medicine 1981–1990

Gerald Fischbach tillbringade nio år vid Washington University School of Medicine, där han tjänstgjorde som Edison -professor i neurobiologi och chef för institutionen för anatomi och neurobiologi. Under sin tid här fortsatte Fischbach sitt arbete med ARIA -proteinet. När ARIA isolerat från kycklingembryohjärnan applicerades på kycklingmyotuber, som utvecklar kycklingmuskelfibrer, visade det sig öka hastigheten för införande av acetylkolinreceptorer i kycklingmyotube -membran. Detta indikerar att ARIA kan spela en roll vid acetylkolinreceptorinsättning i neuromuskulära korsningar. Dessutom demonstrerades att ARIA stimulerade transkriptionen av a -acetylkolinreceptorunderenheter som ledde till en ökning av α -subenhetens budbärar -RNA (mRNA) och prekursorer, men hade ingen effekt på mRNA -nivåerna för y- eller δ -acetylkolinreceptorunderenheterna. Detta indikerade att mängden a -acetylkolinreceptorunderenhet begränsar syntesen och efterföljande införande av acetylkolinreceptorer i kycklingmyotube -membran.

Förutom sitt ARIA -arbete undersökte Fischbach också snabb desensibilisering av glutamatreceptorer i kycklingens ryggmärg och råttahippocampusneuroner . Med hjälp av fokal jonofores och tryckinjektioner för att applicera glutamat och andra agonister inklusive NMDA , AMPA och kainat till olika regioner i neuronerna, märkte han att vissa hotspots avkänslades snabbare än andra platser på neuronet. Fischbach och hans medarbetare antog att dessa hot spots kan lokaliseras vid synapser mellan neuroner, där kluster av glutamatreceptorer var närvarande.

Epidermal tillväxtfaktordomän för heregulin alfa, en medlem av neuregulinfamiljen.

National Institute of Neurological Disorders and Stroke 1998–2001

Fischbach återvände till NIH 1998 när han utsågs till chef för National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS), en division av NIH som stöder forskning om hjärnan och nervsystemet. Medan han var direktör övervakade Fischbach en personal på mer än 700 och en årlig budget på cirka 800 miljoner dollar. Dessa pengar användes för att stödja forskning från privata och offentliga organisationer över hela landet samt forskare som arbetar i laboratorier på NINDS. Fischbach åstadkom många saker medan chef för NINDS, varav en var att hjälpa till att forma nationell politik i viktiga neurologiska forskningsfrågor. Han fick stort beröm för sin tid som direktör från både Harold Varmus, tidigare chef för NIH och nuvarande chef för National Cancer Institute (NCI), och Richard Klausner, tidigare chef för NCI. Fischbach lämnade NINDS 2001 då han utsågs till Columbia Universitys vice president för hälsa och biomedicinska vetenskaper.

Medan vid NINDS, Fischbach forskat effekterna av neuregulin , som är en familj av proteiner inkluderande heregulin , neu differentieringsfaktor, ARIA, och glial tillväxtfaktor som är kritiska för vertebrat embryogenes och specifikt för bildningen av vertebrat ryggmärgs oligodendrocyter . Fischbach och hans kollegor märkte att oligodendrocyter inte bildades hos möss som var homozygota för den mutanta neuregulingenen. När neuregulin av vildtyp tillsattes till homozygota mutanta neuregulin-explantat (isolerade vävnadscellkulturer) nio dagar efter att embryon uppfattades inträffade dock normal oligodendrocytutveckling. Detta indikerade att neuregulin inte är nödvändig för proliferationen av oligodendrocyt multi prekursorceller . När IgB4, en neuregulininhibitor, läggs till explantat av vildtyp, har oligodendrocytutveckling dessutom inte skett.

Columbia University Low Memorial Library New York City, NY

Columbia University 2001–2006

Efter att ha tjänstgjort som chef för National Institute of Neurological Disorders and Stroke vid National Institute of Health, valdes Gerald Fischbach till vice ordförande och dekan för hälso- och biomedicinska vetenskaper, dekan för medicinska fakulteten och dekan för fakulteten för hälsovetenskap vid Columbia University i New York City. Han fungerade som dekan för alla tre grenarna samtidigt. Fischbach intervjuades 2001 av tidningen för Columbia University Health Sciences, och där konstaterade han att universitetets uppdrag var "att använda alla sina resurser för att minska bördan av mänsklig sjukdom." Han förklarade att detta krävde tvärvetenskapligt och samarbete med de andra avdelningarna och resurserna vid Columbia University. Divisionen Health and Biomedical Sciences vid Columbia University inkluderar School of Nursing , Joseph L. Mailman School of Public Health , School of Dental Medicine , College of Physicians and Surgeons och Audubon Business and Technology Center. Audubon Center är den enda forskningsparken som är ansluten till ett universitet i New York City och har den enda inkubatorn för företag relaterade till bioteknik.

Forskningen som Fischbach utförde vid Columbia University härrörde från hans tidigare arbete vid Harvard University, Washington University och med National Institute of Neurological Disorders and Stroke, National Institute of Health. Det specialiserade fokuset på hans forskning låg på det inflytande som trofiska faktorer kan ha på nervcellernas överlevnad och synapsernas effektivitet. Efter hans ankomst till Columbia fokuserade Fischbach på uttrycket av neuregulin när det gäller neuromuskulära synapser, signalvägar i hjärnan, transkriptionsfaktorer samt arbete med autism . Hans forskning om Neuregulin-1 avslöjade en möjlig funktion i CNS neurogenes eftersom neuregulinerna märktes under hela spridningen med en anti-MAP2-antikropp och en antinestinantikropp föreslogs ha blivit neuronbegränsade stamfäder. Några av hans andra undersökningar undersökte sambandet mellan neuregulin och uttryck av myosin tung kedja och transkriptionsfaktorer i mänskliga muskler. Forskningen visade att behandling inklusive neuregulin ökade antalet acetylkolinreceptorer på ytan av myotuben samt en ökning av familjen tidig tillväxtrespons för transkriptionsfaktorer. Dessa fynd påverkar den tillgängliga kunskapen angående bildning av muskelspindelfiber, utveckling av tunga kedjor i myosin och möjligheten att efterlikna muskelutvecklingsprocesser in vitro .

Nuvarande forskning

Genduplikering kan orsaka kopiantalsvarianter, vilket resulterar i kromosomer med flera kopior av gener.

Simons Foundation 2006 – nutid

År 2006 gick Fischbach med i Simons Foundation som vetenskaplig chef för att övervaka Simons Foundation Autism Research Initiative. Simons Foundation är en organisation som grundades av Jim Simons och hans fru Marilyn och har tilldelat 130 miljoner dollar för autismforskning från och med 2008. Som vetenskaplig chef samarbetar Fischbach med matematiker, ingenjörer, kemister och neurovetenskapare för att försöka förstå autism mer fullständigt. För närvarande övervakar Fischbach forskning med fokus på autismens neurobiologi och hur den kan relatera till att hitta ett möjligt botemedel.

Dessutom arbetar Fischbach och hans kollegor med Simons Simplex Collection (SSC), som är utformat för att identifiera genetiska faktorer som ökar risken för autism. Över 100 forskare och 13 universitet har intervjuat och samlat blodprov från mer än 2000 familjer för att leta efter en genetisk koppling till autism. Majoriteten av testade individer har måttliga till svåra autistiska symtom och uppvisar inte höga intellektuella funktionsnedsättningar. Dessutom autistiska individer från inskrivna SSC familjer uppvisar genetiska deletioner , dubbelarbete, och antalet kopior varianter (CNVs) som inte finns i opåverkade familjemedlemmar. Syskon fungerar som ideala kontrollgrupper för att identifiera unika CNV: er associerade med autism. Även om CNV är sällsynta och finns hos endast upp till 1% autistiska individer, kan förekomsten av flera CNV hos autistiska individer stå för en större bråkdel av autismfall. I slutändan är målet med SSC att utöka antalet individer som är inskrivna i programmet i hopp om att identifiera penetrerande CNV, små de novo -mutationer och enkla nukleotidpolymorfismer som är kopplade till en högre risk för autism.

Tillsammans med denna forskning studerar Fischbach och hans kollegor vid Simons Foundation sjukdomar som har autistiska drag, såsom Rett syndrom och Fragile X syndrom . Förhoppningen är att en bättre förståelse av synapsens centrala roll i autistiska symptom kan upptäckas samt vilka specifika regioner i hjärnan som är ansvariga för dessa beteenden. Inom det närmaste decenniet är det slutliga målet med denna forskning att bestämma den exakta neuralkretsen som är involverad i autism och hur den översätts till de autistiska beteenden som visas.

Heder och publikationer

Pris och ära

Fischbach har fått följande utmärkelser:

Utvalda publikationer

Fischbach har författat eller medförfattat över hundra artiklar om sitt forskningsarbete, som enligt Web of Science har citerats över 10 000 gånger, vilket ger honom ett h-index på 57. Några utvalda publikationer är:

  • Falls, Douglad; Rosen, Kenneth; Corfas, Gabriel; Lane, William; Fischbach, Gerald (1993). "ARIA, ett protein som stimulerar acetylkolinreceptorsyntes, är medlem i neu ligandfamiljen" . Cell . 72 (5): 801–813. doi : 10.1016/0092-8674 (93) 90407-H . PMID  8453670 .
  • Loeb, Jeffery; Hmadcha, Abdelkrim; Fischbach, Gerald; Land, Susan; Zakarian, Vaagn (2002). "Neuregulinuttryck vid neuromuskulära synapser moduleras av synaptisk aktivitet och neurotrofiska faktorer" . Journal of Neuroscience . 22 (6): 2206–2214. doi : 10.1523/JNEUROSCI.22-06-02206.2002 . PMC  6758272 . PMID  11896160 .
  • Mann MA, Knipe DM, Fischbach GD, Fields BN (2002). "Typ 3 reovirus neuroinvitation efter intramuskulär ympning: direkt invasion av nervterminaler och åldersberoende patogenes". Virologi . 303 (2): 222–31.
  • Jacobson C, Duggan D och Fischbach G, (2004). "Neuregulin inducerar uttryck av transkriptionsfaktorer och myosintunga kedjor som är typiska för muskelspindlar i odlade mänskliga muskler". Förfaranden vid National Academy of Sciences i USA . 101 (33): 12218–12223.
  • Fischbach, Gerald; Fischbach, Ruth (2004). "Stamceller: vetenskap, politik och etik" . Journal of Clinical Investigation . 114 (10): 1364–1370. doi : 10.1172/JCI23549 . PMC  525749 . PMID  15545983 .
  • Liu Y, Ford B, Mann M, Fischbach G, (2005). "Neuregulin-1 ökar spridningen av neuronala stamfäder från embryonala neurala stamceller". Utvecklingsbiologi . 283 (2): 437–445.
  • Fischbach G och Lord, C, (2010). "Simons Simplex -samling: En resurs för identifiering av autismgenetiska riskfaktorer". Neuron . 68 (2): 192–195.


Referenser