ドナルド・E・イングバー
アメリカの細胞生物学者および生物工学者（1956年生まれ）
ドナルド・E・イングバー
2010年のイングバー
生まれる1956 （1956年）
ニューヨーク州イーストメドウ
学歴
教育イェール大学およびイェール大学大学院文学科学研究科
学術研究
機関ロイヤル・マースデン病院
ハーバード大学
著名な学生サミラ・ムサー ハビエル
・G・フェルナンデス

ドナルド・E・イングバー（1956年生まれ）[要出典]は、アメリカの細胞生物学者、バイオエンジニアである。ハーバード大学ワイス生物学的にインスパイアードな工学研究所の創設所長[1] 、ハーバード大学医学部およびボストン小児病院の血管生物学ジュダ・フォークマン教授、ハーバード大学ジョン・A・ポールソン工学応用科学大学院のバイオエンジニアリング教授[2] 。また、米国医学生物工学協会、米国工学アカデミー、米国医学アカデミー、米国発明アカデミー、米国芸術科学アカデミー の会員でもある。

イングバー氏は、生物学的に着想を得た工学という新興分​​野の創始者です。メカノバイオロジー、細胞骨格生物学、細胞外マトリックス生物学、インテグリンシグナル伝達、腫瘍血管新生、組織工学、ナノバイオテクノロジー、システム生物学、トランスレーショナルメディシンなど、数多くの分野において先駆的な貢献を果たしてきました。イングバー氏は、科学雑誌や書籍に470件以上の論文を発表し、抗がん治療、組織工学、医療機器、薬物送達システム、生体模倣材料、ナノ治療薬、バイオインフォマティクスソフトウェアなど、190件以上の特許を発明しています。

イングバー氏は5つの企業の科学的な創設者である。Neomorphics, Inc. [3]は組織工学のスタートアップ企業で、その後の買収（Advanced Tissue Sciences Inc.）を通じて臨床製品に至った。Tensegra, Inc.（旧称Molecular Geodesics, Inc.）[4]は3Dプリント医療機器を製造し、最近ではEmulate, Inc. [ 5]は動物実験に代わる医薬品開発の加速、毒性の検出、個別化医療の推進を目的としたヒト「臓器オンチップ」の商品化を目指して設立された。Boa Biomedical, Inc.（旧称Opsonix, Inc.）[6]は血液から病原体を除去することで敗血症や血液感染症による死亡者を減らすことを目指している。FreeFlow Medical Devices, LLCは医療機器向けに特殊コーティングを開発し、材料上の血栓やバイオフィルムの形成を防ぐ。

教育と学術研究

イングバーはニューヨーク州イーストメドウで育った。[7]彼は1977年にイェール大学およびイェール大学大学院文学研究科で分子生物物理学と生化学の複合学位（BA/MA） 、1981年にイェール大学大学院文学研究科で細胞生物学の修士号、1984年にイェール大学医学部およびイェール大学大学院文学研究科でMD/Ph.D.を取得した。 [要出典]イェール大学では、学部生時代にポール・ハワード・フランダースとともにDNA修復について、 [8]アラン・サルトレッリとともに癌の転移について 研究を行った。

イングバーは、ベイツ・トラベリング・フェローシップの支援を受け、イギリスのロイヤル・キャンサー病院／ロイヤル・マースデン病院でケネス・ハラップと共に癌治療薬の開発に携わった[要出典]。細胞生物学科のジェームズ・ジェイミソン博士の指導の下、[9]博士論文研究を行い、ジョージ・パラデ、エリザベス・ヘイ、ジョセフ・マドリらが顧問委員会に加わった。1984年から1986年にかけて、ボストン小児病院とハーバード大学医学部の外科研究室でジュダ・フォークマン博士の指導の下、アンナ・フラー博士研究員として研修を修了した[10]。[11] [12]

科学者としてのキャリア

予約

重要な貢献

PopTech 2010 でプレゼンテーションを行うイングバー

イングバーは、発達制御と癌形成における機械的力の役割の発見、そしてこれらの原理をバイオインスパイアード医療機器、ナノテクノロジー、そして治療法の開発に応用したことで最もよく知られています。イングバーの初期の科学的研究は、建築家バックミンスター・フラーと彫刻家ケネス・スネルソンによって初めて記述されたテンセグリティ構造[16]が、個々の分子や細胞から組織、臓器、そして生物全体に至るまで、生体システムの構造を規定する基本的な設計原理であることの発見につながりました。 [ 17]

テンセグリティに関する研究を通して、イングバーは機械的力が化学物質や遺伝子と同様に生物学的制御において重要な役割を果たしているという仮説を提唱し[18]、細胞が機械的シグナルを細胞内生化学および遺伝子発現の変化に変換する分子メカニズム（「メカノトランスダクション」として知られるプロセス）を研究しました[19]。イングバーは、生細胞がテンセグリティ構造を利用してその形状と細胞骨格を安定化させ、細胞インテグリンが細胞表面で機械センサーとして機能し、細胞骨格の張力（テンセグリティ構造の安定性の中核を成す「プレストレス」）が機械的刺激に対する多くの細胞応答の基本的な調節因子であることを明らかにしました[20] 。イングバーのテンセグリティ理論はまた、1980年代初頭に、細胞外マトリックスの構造と力学の変化が組織や臓器の発達に基本的な役割を果たし、この形態の発達制御の調節不全が癌形成を促進する可能性があるという予測にもつながりました[21] 。

トランスレーショナルメディシンにおけるイングバーの貢献には、がんの臨床試験に入った最初の血管新生阻害化合物の1つ（TNP-470）[22]の発見、臨床製品につながった組織工学スキャフォールドの作成、臨床試験に向かっている血流感染症の治療のための透析のような血液浄化装置の開発、[23] [24]、血管閉塞部位に血栓溶解薬を標的とする機械的活性化ナノテクノロジーの作成、[25]および医療機器およびインプラント用の滑りやすい液体注入多孔質表面（SLIPS）に基づく新しい表面コーティングの共同開発があり、これにより、生命を脅かす副作用リスクをもたらす従来の抗凝固薬への依存をなくすことができます。[26]

彼の最近のイノベーションの 1 つは、生きた人間の臓器の非常に小型で複雑な 3 次元モデルの作成であり、「臓器オンチップ」(臓器チップ) として知られています。これは、薬物や毒素のテストに従来の動物を使用する方法に取って代わる可能性のある方法として、体外での複雑な人間の臓器の機能を模倣します。 [27]最初の人間の臓器チップである人間の肺チップは、2010 年に Science で報告されました。[28]マイクロチップ製造方法[要出典]を使用して作成された肺チップは、シリコン ゴムで鋳造されたマイクロ流体チャネル内で内皮細胞とインターフェイスされた生きた人間の肺胞上皮細胞を組み込んだ、呼吸する肺の複雑な 3 次元モデルであり、肺胞 (気嚢) の組織と血管のインターフェイスの構造と機能を再現しています。 2012年、イングバー氏とチームは、サイエンス・トランスレーショナル・メディシン誌に掲載された論文で、肺チップ上で複雑なヒト疾患（具体的には「肺に水がたまる」としてよく知られている肺水腫）を模倣し、このモデルを使用して新しい治療法を特定する能力を実証した。[29]動物実験の代替として、臓器チップは新薬の安全性と有効性を研究するために使用でき、研究コストを大幅に削減しながら新薬の市場投入を加速できる可能性がある。[30]イングバー氏のグループはその後、この技術を拡張し、腸、[31]腎臓、 [32 ]骨髄、[33]血液脳関門、[34]肝臓など他のモデル臓器の開発に至った。2012年、イングバー氏のチームは複数の臓器チップを連結して全身の生理機能を再現する自動化された人体チップを構築するというDARPAの契約を獲得した。[35]このシステムは計算モデルと組み合わせて使用​​することで、新薬候補に対する反応を迅速に評価し、その安全性、有効性、薬物動態に関する重要な情報を提供することができます。[36]

イングバー研究室の他の新技術には、「シュリルク」として知られるエビの殻や昆虫の外骨格に見られる天然の表皮物質にヒントを得た、完全に生分解性のプラスチック代替品の開発、[37]意図しない出血を最小限に抑えながら、血栓溶解薬を血管閉塞部位に選択的に送り込む機械的に活性化されたナノ治療薬、[38]乳がんの進行を防ぐsiRNAナノ粒子療法、[39]事前の識別を必要とせずに血液からすべての感染性病原体、真菌、毒素を浄化する透析のような敗血症デバイスなどがあります。[40]血栓形成や細菌蓄積を防ぐ医療材料やデバイスの表面コーティングにより、生命を脅かす副作用を引き起こすことが多い従来の抗凝固薬の使用を減らすことができます。[26]アニメーションと分子モデリングソフトウェアの両方を組み込んだ計算による診断と治療のアプローチにより、標的の分子構造に正確に適合するように設計された潜在的な薬剤を仮想的に開発およびテストします。[41]

リーダーシップと公共サービス

イングバー氏は、キャリアの初期において、ハーバード大学とその関連病院、そしてマサチューセッツ工科大学（MIT）との橋渡し役として、医学・革新技術統合センター、ハーバード大学-MIT健康科学技術部門、そしてダナ・ファーバー／ハーバードがんセンター[要出典]に携わってきました。また、ハーバード大学のナノスケールシステムセンター、材料研究科学工学センター、そしてMITバイオエンジニアリングセンターの メンバー[要出典]も務めました。

2009年、イングバー氏はハーバード大学ヴィース生物学インスパイアード工学研究所の創設所長に任命された[要出典] 。同研究所は、スイス人億万長者ハンスイェルク・ヴィース氏からの1億2500万ドルの寄付（当時ハーバード大学史上最大の慈善寄付）によって設立された。ヴィース研究所は、ハイリスクな研究と破壊的イノベーションを可能にし、新たに発見された生物学的設計原理を活用し、医療、産業、環境のための生物学的に着想を得た材料やデバイスの形で新たな工学イノベーションを開発する、生物学的に着想を得た工学の分野を促進するために設立された。[ 42]この研究所は、ハーバード大学、その主要な関連病院（ベス・イスラエル・ディーコネス医療センター、ブリガム・アンド・ウィメンズ病院、ボストン小児病院、ダナ・ファーバー癌研究所、マサチューセッツ総合病院、スポールディングリハビリテーション病院）、ボストン大学、マサチューセッツ工科大学、タフツ大学、マサチューセッツ大学医学部、ベルリン・シャリテ大学医学部、チューリッヒ大学が提携して設立された[要出典]。

イングバーは、米国医学アカデミー、米国発明アカデミー、米国医学生物工学協会、米国芸術科学アカデミーの会員である[要出典] 。彼は、米国科学アカデミー、米国工学アカデミー、米国医学研究所に助言する米国国立研究会議（NRC）の宇宙研究委員会[43]のメンバーを務め、同委員会の宇宙生物学・医学委員会の委員長も務めた。彼は、「国際宇宙ステーション計画」、「国際宇宙ステーションにおける将来のバイオテクノロジー研究」、「NASA​​における微小重力と物理科学研究の方向性の評価」[45] 、「生命の天体物理学的文脈」[46]など、複数のNRC報告書の外部査読者を務めている。

イングバー氏は、メルク、ロシュ、アストラゼネカ、バイオジェン、シャネル、ロレアルなど、製薬、バイオテクノロジー、化粧品業界の数多くの企業のコンサルタントを務めてきました[要出典] 。現在は、Emulate, Inc.とBoa Biomedical, Inc.の科学諮問委員会の委員 長を務めています[要出典] 。

彼は統合生物学の諮問委員会のメンバーである。[47]

受賞歴

Ingber 氏は、以下を含む数々の賞や栄誉を受けています。

  • 2021年：メカノバイオロジーとマイクロシステム工学への学際的な貢献と、生物学的に着想を得た工学におけるリーダーシップにより、米国工学アカデミーの会員に選出されました。[48]
  • 2018年：クラリベイト・アナリティクスによる2006～2016年の高被引用論文研究者リストに選出。[49]
  • 2017年：生物物理学会創設者賞。[50]
  • 2016年：アメリカ芸術科学アカデミーに選出され、生物医学工学協会からシュー・チエン賞、[51]ピッツバーグ大学からパイオニア賞、[52]タフツ大学からマックス・ティシュラー講演賞を受賞。[53]
  • 2015年：全米発明家アカデミーに選出され、ロンドンデザインミュージアムからOrgans-on-Chipsでプロダクトデザイン賞と年間最優秀デザイン賞を受賞、Foreign Policy誌から2015年のトップグローバル思想家に選出される。[54]
  • 2014年：オーストラリアのメルボルンで1,400人以上の聴衆を前にグレアム・クラーク講演を行った。[55] [56]
  • 2013年：英国の研究動物の代替・改良・削減のための国立センター（NC3Rs）からNC3Rs 3Rs賞を受賞[57] 、また、臓器チップに関する研究により毒性学会の名誉会員に任命された[58] 。
  • 2012年：米国国立科学アカデミーの国立医学研究所（旧医学研究所）に選出される[59]。これは米国の医学分野で最高の栄誉の一つであり、バイオテクノロジー部門で世界技術賞を受賞した。[60]
  • 2011年：アメリカ医学生物工学協会フェローに選出[61]され、ホルストメダルを受賞[62] 。
  • 2010年：インビトロ生物学会より生涯功労賞[63]、アメリカ病理学研究学会よりラウス・ウィップル賞を受賞[64] 。
  • 2009年：生物医学工学協会よりプリツカー賞を受賞。[65]
  • 2009年～2014年：国防総省より乳がんイノベーター賞[要出典]を受賞。
  • 2005年：イリノイ大学アーバナシャンペーン校より理論および応用力学のタルボットメダル[要出典]を受賞。
  • 2002年: エスクァイア誌の世界の「ベスト・アンド・ブライテスト」リストに選出される[要出典] 。
  • 1991年から1996年：アメリカ癌協会教員研究賞受賞。[66]

イングバー氏は、科学と工学（1991年）、アメリカ（1994年）、世界（1997年）、医学とヘルスケア（1999年）、ビジネスリーダーと専門家 - 栄誉版（2007年）など、多様な貢献により複数のWho's Whoリストに選ばれており、2018年にはアルバート・ネルソン・マーキス生涯功労賞を受賞しました。[67]

美術とデザインの展覧会

イングバーは、アーティスト、建築家、デザイナー、科学者、医師、エンジニア、そして一般の人々と国際的にコラボレーションしています。アート／デザインコミュニティへの関わりの例としては、以下が挙げられます。

  • 2019年：バイオフューチャリズム展のゲストキュレーター[要出典]、ニューヨークのクーパー・ヒューイット・スミソニアン・デザイン博物館でのトリエンナーレ展の貢献者。オルガンチップはロンドンのバービカン・センターとパリのポンピドゥー・センターで展示された。
  • 2018年：ロードアイランド州プロビデンスのロードアイランド・スクール・オブ・デザインのバイオデザイン展で臓器チップが展示されました[要出典] 。
  • 2017年：分子生物学を原子レベルの精度に至るまで一般の人々に楽しんで学んでもらうため、短編映画「The Beginning」 [68]を共同制作。
  • 2016年：細胞テンセグリティモデル、オルガンチップ、シュリルクがベルリンのマーティン・グロピウス・バウ博物館で展示され、オルガンチップはイスラエルのホロンデザインミュージアムとサウジアラビアのアブドゥルアズィーズ国王世界文化センターで展示された[要出典]。
  • 2015年：人工バイオ脾臓のプロトタイプが国立衛生医学博物館（NMHM）で展示された。臓器チップはニューヨーク近代美術館（MoMA）で展示され、マサチューセッツ州ケンブリッジのル・ラボラトワール・ケンブリッジで展示され、ロンドンのデザインミュージアムからデザインオブザイヤー賞を受賞。[69]シュリルクは英国ブライトンのブース自然史博物館で展示された。
  • 2015年: Human Organs-on-Chipsがニューヨーク近代美術館(MoMA)で展示され、マサチューセッツ州ケンブリッジのLe Laboratoire Cambridgeで展示され、ロンドンのデザインミュージアムでデザインオブザイヤー賞の最終候補に選ばれました[要出典]。
  • 2011年: Human Lung-on-a-Chip が INDEX Design for Life Award の最終候補に選ばれ、コペンハーゲンで開催された INDEX: Award 2011 展示会に展示されました[要出典]。
  • 2010年：パリのLe Laboratoireでテンセグリティのマルチメディア展示、ボストン科学博物館でテンセグリティとナノバイオテクノロジーに関する講演会開催[要出典]。
  • 2005年: ロサンゼルスのゲッティセンターで開催された「イメージと意味」会議で、テンセグリティマルチメディアが展示されました[要出典]。
  • 2002年:ボストン科学博物館でのテンセグリティと生物学的デザインに関する講演[要出典] 。
  • 2001年：マサチューセッツ州ケンブリッジのMITで開催された「イメージと意味」会議でテンセグリティに関する講演を行いました。トロントのカナダ繊維博物館で開催された「成長と形態について」展でテンセグリティのマルチメディアプレゼンテーションを行いました[要出典]。

参考文献

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Scholia にはDonald E. Ingberの著者プロフィールがあります。
  • ワイス研究所ウェブサイトのドナルド・イングバーのウェブページ
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