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冉冉升起的明星:Sergiu Pasca,Scientic at Play

通过/ 2015年2月19日

首选的消遣:自从Sergiu Pasca试图在罗马尼亚父母的地下室里制造火药以来,科学就给他带来了巨大的冲击。斯坦福大学

Sergiu Pasca在11岁时成立了他的第一个科学实验室,在罗马尼亚Aiud的父母150岁的房子的地下室。在一个年龄,大多数孩子想要玩运动或与朋友一起出去玩,Pasca被选中的消遣看起来很像工作 - 但是皮斯卡很难说出差异。

帕斯卡现在是加州斯坦福大学精神病学和行为科学的助理教授,他说:“我从任何地方都能得到各种试剂。“当然,我想做的第一件东西是火药。”

那些青春期前的化学实验为他的未来奠定了基础。在他高中的最后一年,帕斯卡获得了国家化学奖——这是一项享有声望的奖项,可以获得美国任何一所大学的全额奖学金。这个荣誉只是众多荣誉中的第一个。现年33岁的帕斯卡已经获得了至少12项科学奖项,并发表了同样多的论文,包括一篇登上杂志封面的论文自然医学当他还是博士后研究员的时候。这项工作是在Ricardo Dolmetsch.斯坦福大学(Stanford)的实验室首次推出了第一个自闭症模型,该模型由自闭症患者的神经元制成。这一壮举为梳理特定自闭症类型的生化基础开辟了一条新途径。

然而,Pasca的轨迹一直是一个未经传统的轨迹。“他是一个非常少的真实实验室经验,”Dolmetsch说,现在,他在波士顿的诺华生物医学研究院的全球神经科学主管。“但他必须弥补它是自闭症和[自闭症的人]真正热爱他所知道的。”

持久性的路径:

皮斯卡在1982年出生,大约六年前在罗马尼亚共产主义崩溃之前。他记得由独裁者尼古拉·卡萨斯库克(Dictator Nicolae Cequusescu)的伟大演讲的电视广播广播,夜间停电,他的母亲是小学家,烛光读给他。

帕斯卡的家庭重视学习,而他本人则顽强地高举着这一旗帜。他连续几年参加了令人筋疲力尽的化学考试,逐渐从班级奖晋升为全国奖。即使在今天,他的自信仍然来自于努力工作,而不是自负。“事实是,我不认为我做得很好,”帕斯卡在谈到获得化学奖时说。“事实上,我多次失败。”

大脑提高:帕斯卡的朋友爱德华(Eduard,又名Dudu)画了一幅素描,描绘了帕斯卡帮助自闭症儿童的想法。礼貌Ana Dragu

帕斯卡是家里第一个上大学的人。(比他小六岁的妹妹也追随他的脚步,成为了一名治疗自闭症儿童的心理治疗师。)

从他的化学奖的战利品中,Pasca参加了六年的计划,以获得他的M.D。在罗马尼亚克鲁伊 - 纳波卡的Iuliu Hatieganu大学医学和药房大学。作为一名繁忙的医学生,他恳求他的生物化学教授Maria Dronca,让他帮助她进行研究。Dronca告诉他,如果他在医学院的第一年获得最高的标志,他可以加入她的团队,这是一个没有消失Pasca的规定。

从“隆卡”身上,帕斯卡学会了一种策略,这将是他成功的关键:平衡必要与可能。他们俩花了很长时间阅读报纸,“思考我们能做些什么”。不只是什么将是一个有趣的问题,而是我们可以用我们拥有的做什么,”帕斯卡说。“当我回想起来的时候,我认为这实际上非常有用。”

他们最初的计划是研究心脏病。但他们意识到,如此普遍的情况需要大量的人才能产生显著的结果。在后共产主义时代的罗马尼亚,资金紧缺,Dronca用自己的工资购买研究用品,所以他们的样板量将会非常有限。这些担忧导致他们患上了自闭症,而这在罗马尼亚被认为是罕见的。

他们招募了12名自闭症儿童,并检测了他们血液中一种被称为同型半胱氨酸的氨基酸的升高水平。同型半胱氨酸是一种可能影响大脑的代谢问题的指标。他们发现患有自闭症的儿童与9个正常发育的对照组相比有更高的水平1。他们很快扩大了研究范围,招募了数十名自闭症儿童,并将研究范围扩大到其他可能表明自闭症患者代谢差异的血源性化学物质2,3

模型的科学家:

在研究过程中,Pasca得知许多患有自闭症儿童的父母。一些归咎于他们孩子的病情,大多数都渴望帮助。“这对我来说是一个如此令人沮丧的是一个医生训练,看看你能为这些患者做些什么,”他说。遇见这些人巩固了他的驱动器,以弄清楚是什么导致自闭症并找到更好的治疗方法。

安娜·德拉格(Ana Dragu)说,帕斯卡也对他遇到的家庭产生了影响。她向帕斯卡寻求帮助,为患有自闭症的儿子爱德华(Eduard,又称Dudu)寻找干预措施。

“他出现在我们的生活中,真正改变了我儿子的进化过程,”德拉古说,他以前是一名记者,现在是罗马尼亚自闭症资源中心的协调员。“发现实验室科学家也有心脏,并且真的关心他们的研究对象,在心理层面上是一个巨大的帮助。”

2007年帕斯卡医学院毕业后不久,研究人员就开发出了诱导多能干细胞(iPS)技术,该技术使科学家能够将皮肤细胞重新编程成任何类型的人体细胞——包括神经元。当时,多尔梅奇已经开始用干细胞进行实验,着眼于探索自闭症的起源。

“发现实验室科学家也有心脏,并且真的关心他们的研究对象,在心理层面上是一个巨大的帮助。”

然而,再次,Pasca的道路并不容易。Dolmetsch希望Pasca确保自己的研究资金 - 对外国学生的一个不太可能的壮举,特别是来自罗马尼亚等孤立国家的壮举。Pasca在赠款后申请赠款,奖学金后奖学金 - 直到他得到一个。

许多研究人员持怀疑态度,即这种复杂的脑障碍可以在菜肴中进行建模,怀疑人们看到的异常将持续在重新编程的干细胞中。皮斯卡没有被拒绝。

“Sergiu愿意打赌他的职业生涯,”克里斯汀Brennand,在纽约山山上的Icahn医学院精神病学和神经科学助理和神经科学教授研究精神分裂症的iPS细胞

Pasca和他的同事选择蒂莫西综合征 - 一种由叫做基因的单一基础变化引起的罕见疾病CACNA1C它会导致心脏异常、智力残疾,通常还会导致自闭症。这种突变会影响钙通道——一种杜尔梅茨实验室有工具和专业知识来研究的蛋白质。通过这种方式,他可以通过一个狭窄的透镜来观察自闭症的一个原因。

新维度:

实验室老鼠:帕斯卡的妻子安卡(Anca)在做实验,而他们的儿子达利斯(Darius)则在做笔记。

随着时间的推移,Pasca成为来自IPS细胞的神经元的专家 - 是一系列长期的过程,涉及在精确时间用不同的化学品鸡尾酒给药。在一个点,他设法在各个开发阶段中有15个不同的细胞系,Dolmetsch召回。

在他的自然医学2011年11月,帕斯卡首次证明iPS细胞可以重现神经发育障碍患者的一些特征。研究人员报告说,来自蒂莫西综合征患者诱导多能干细胞的神经元显示出过度活跃的钙信号传导这被认为是突变的结果4

该团队以后未发现关于这种简单突变如何导致细胞中复杂变化的细节,暗示其如何导致自闭症等多方义障碍5、6

现在在他自己的实验室上,Pasca持续到患有自闭症相关疾病的人的IPS衍生神经元,其中包括核心综合征的个体和患有染色体区域22Q11的缺失的人 - 一种导致的遗传缺陷闭闭可能是20%的病例

认识到在培养皿中产生单层神经元的局限性,他开发了一种诱导iPS细胞分化为在球体中生长的神经元的方法,更准确地模拟了大脑外皮的分层结构。他的方法尚未发表,但帕斯卡说,无论是单层培养还是三维培养,它都比过去用诱导多能干细胞培养神经元产生更多成熟细胞7

帕斯卡继续他的科学修补工作,就好像他不需要做其他任何事情一样。“我认为他从来没有在实验室外被发现过,”他说本贝尔斯,斯坦福神经生物学,发育生物学和神经学教授。巴尔斯与Pasca合作,产生叫做患者的星形细胞的星形脑细胞。

在医学院二年级的微生物课上,帕斯卡生活中工作和娱乐的自然结合让他注意到了现在的妻子安卡。Anca目前是斯坦福大学的新生儿学研究员,在帕斯卡的实验室做研究,在他的许多论文中都以合著者的身份出现。该实验室网站上的一张照片显示,这对夫妇快两岁的儿子达利斯(Darius)坐在实验室的长凳上,玩着吸管。

Pasca说,Darius将实验室视为“游乐场”,很明显,实验室的发现仍然是Pasca的主要乐趣来源。“如果我可以采取一种形式的自闭症,并找出真正的详细的信令机制并找到目标并找到小分子,也许会带到诊所,”他说,“然后我觉得我会感到快乐。”

引用:

1: Pasca……et al。生活SCI。782244 - 2248 (2006)PubMed.

2: Pasca……et al。j .细胞。摩尔。地中海。134229 - 4238 (2009)PubMed.

3: Pasca焦燕雄。et al。j .细胞。摩尔。Med.14,600-607(2010)PubMed.

4: Pasca……et al。NAT。Med。171657 - 1662 (2011)PubMed.

5:Krey J.F.et al。Nat。>。16201 - 209 (2013)PubMed.

6:田Y.et al。基因组医学。675 (2014)PubMed.

7:兰卡斯特M.A.et al。自然501373 - 379 (2013)PubMed.