创新在美国ALS协会开发ALS疗法并帮助患者拥有最充实生活的斗争中发挥着关键作用。6月和7月期间，我们将庆祝和介绍一些帮助改变ALS性质的关键创新。
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今天，我们很高兴能对Megan McCain博士进行访谈。McCain博士是南加州大学（USC）生物医学工程、干细胞生物学和再生医学助理教授，最近获得ALS协会“研究者启动奖助金”。这些奖项旨在帮助研究人员开创自己的实验室，以回答他们自己提出的解决ALS疾病的创新问题。
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McCain博士致力于发现新的潜在ALS疗法，并通过名为 “芯片上的骨骼肌”（Skeletal Muscle on a Chip）的独特创新工具来更好地理解ALS疾病机制。
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“因为我刚刚进入骨骼肌领域，所以我的实验室很难获得这项研究的主要资助，” 她说，“来自ALS协会的资助正在帮助我的实验室收集初步数据，以便继续开发和调整我们的 ‘芯片上的骨骼肌’ 平台，这些平台随后能够发展为ALS药物发现的新系统。”
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; U6 [1 c6 o* C 作为一名ALS研究人员，是什么激励了你？
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我们的技术可能帮助为ALS开发个性化疗法，这是让我最受鼓舞的。ALS这样的疾病相对罕见，而且患者个体之间差异较大，运用传统方法（比如小鼠模型）进行有效研究非常具有挑战性。
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我们建造了 “芯片上的骨骼肌” 设备，结合患者衍生的细胞，拥有揭示不同形式ALS机制新见解的独特潜力。我们的设备还可以作为为特定患者或患者类别发现新药的平台，这将对许多患者及其家庭产生巨大影响。
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我希望有朝一日能够看到我们的平台被用于帮助为ALS和其他肌肉疾病患者开发个性化治疗方法。
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你的学术背景和目前的职位是什么？
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2006年，我获得华盛顿大学生物医学工程学士学位，2012年获得哈佛大学工程科学博士学位。随后我在怀斯生物启发工程研究所（Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering）进行博士研究。2014年，我开始担任南加州大学生物医学工程、干细胞生物学和再生医学助理教授。
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你为什么选择加入ALS领域？
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我对ALS的兴趣始于和南加州大学另一名教员Justin Ichida的交谈。在他的实验室里，他们使用来自ALS患者的细胞产生运动神经元，然后利用这些运动神经元来理解疾病在神经元内部如何发展。
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不过，这些神经元的主要功能是与骨骼肌形成连接并激活它们的收缩，但他的实验室没有构建骨骼肌或测量肌肉收缩数量的强大方法。
我们的 “芯片上的骨骼肌” 平台可以解决这些需求，所以我们建立了合作，开始了我在ALS领域的研究。
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你的研究项目的背景是什么？
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我的研究实验室专注于建造 “芯片上的器官”（Organ on Chip）平台。“芯片上的器官” 是我们用来密切模拟细胞在身体中所处自然环境的设备。随后我们在这些设备中培育人类细胞（如果可能的话，选择来自ALS患者的细胞），这些细胞会形成微型组织，以便我们在实验室里进行重复性研究。
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例如，我们不是在塑料培养皿里随机生长心脏细胞，而是在利用微型通道建模的柔软水凝胶上进行生长。微建模的通道使心脏细胞排成一行（这是它们在我们体内的组织方式），而柔软凝胶与心脏的机械特性相匹配。
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这样一来，我们建造的肌肉组织在培养中更具可再生性和稳定性。重要的是，“芯片上的骨骼肌” 设备使我们能够设计和测量患者特定人体肌肉组织响应疾病相关扰动（例如特定基因突变或药物）的功能，这对药物发现和个性化医疗非常有效。
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图：芯片上的骨骼肌。通过在微建模水凝胶上培养，鸡成肌细胞生长排列为骨骼肌纤维。红色指示肌小节，即骨骼肌中可收缩的细丝。蓝色表示细胞核。
ALS协会的支持对你意味着什么，相关奖助金将如何推动你的项目向前发展？
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在研究生阶段，我的工作主要和心脏有关。2014年开始建立自己的实验室时，我想继续从事心脏研究，但也想扩展到新的方向。
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由于心脏和骨骼肌在结构和功能上有许多相似之处，我的实验室开始将许多 “芯片上的心脏” 设备转换为建造新的 “芯片上的骨骼肌” 设备。
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一个让我们非常兴奋的应用是使用我们的 “芯片上的骨骼肌” 设备来建立疾病模型，所针对的是那些患者中存在大量遗传变异因而需要个性化药物开发方法的疾病，比如ALS。不过，因为我是骨骼肌领域的 “新人”，所以我的实验室很难获得这项研究的主要资助。
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来自ALS协会的资助正在帮助我的实验室收集初步数据，以便继续开发和调整我们的 ‘芯片上的骨骼肌’ 平台，这些平台随后能够发展为ALS药物发现的新系统。
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请介绍一下你令人兴奋的研究项目
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骨骼肌负责所有的随意身体运动，被运动神经元激活时收缩。在ALS中，运动神经元和骨骼肌之间的神经肌肉接头会变性退化。
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在目前的ALS研究中，研究人员通常使用动物模型，比如小鼠，但它们与人类疾病的相关性有限，价格昂贵而且生产能力较低。为了克服动物模型的局限性，我的实验室的目标是设计人类“芯片上的骨骼肌”平台，与衍生自ALS患者的运动神经元进行整合。
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首先，我们将优化一个平台，该平台既能在实验室中维持骨骼肌至少3周，也能让我们测量肌肉的收缩力度。接下来，我们会把衍生自ALS患者的人类运动神经元添加到骨骼肌组织中，这些神经元将由我们的合作者Justin Ichida教授提供。
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我们预计这些运动神经元将与肌肉形成神经肌肉接头，就像它们在身体中所做的那样。为了评估这些接头的健康状况，我们将测量肌肉响应神经元激活的收缩情况。
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最终，我们和其他研究人员可以将其作为新的平台，比现有动物模型更有效、更高效地理解人类疾病发展和筛选药物。重要的是，由于能够使用来自ALS患者的细胞，我们的平台还可以使得研究人员能够基于患者开发ALS疗法。
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你的研究对ALS领域的整体影响是什么以及它如何导向潜在ALS疗法？
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我们的平台将允许我们和其他研究人员直接测试有希望的疗法能否恢复具有ALS相关基因突变的神经肌肉组织的功能。这是重要的临床前数据，可以帮助加速ALS疗法的开发。
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由于可以从患者获得细胞，我们有朝一日可以基于患者进行这些实验，并开发个性化的治疗策略。这种个性化的方法对于ALS至关重要，因为在患者中观察到许多不同类型的基因突变。
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因此，我们可以根据ALS患者个体的突变帮助识别最佳治疗策略。
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发表于 2018-7-1 00:52:50
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