スティーブン・J・スミス(生理学者)

スミス教授はユタ州で非常に忙しい学術講演旅行中

スティーブン・J・スミスは、アレン脳科学研究所[1]の功績研究者であり、スタンフォード大学分子細胞生理学名誉教授[2]です。1980年から1989年まで、イェール大学医学部の教員およびハワード・ヒューズ医学研究所の職員を務めました。1990年から2014年までスタンフォード大学教授を務め、シナプス生理学や細胞顕微鏡学に関する多くの講座を担当するとともに、多くの学生やフェローを指導しました[3]。また、ウッズホール海洋生物学研究所コールド・スプリング・ハーバー研究所において、数多くの専門家ワークショップや夏季講座を指導しました。

学歴

スミスは1970年にリード大学で学士号を取得し、1977年にワシントン大学で博士号を取得しました。同大学では、チャールズ・F・スティーブンス教授とウォルフハルト・アルマーズ教授の指導を受けました。スミスは1977年から1980年まで、カリフォルニア大学バークレー校でロバート・S・ザッカーとともに ミラー研究員を務めました

研究

スミス教授のこれまでの神経科学および細胞生物学研究論文147件は、スタンフォード大学の教員プロフィールページ[2]に掲載されています。特に広く持続的な注目を集めた論文のいくつかは、引用履歴や他の著者の見解とともに、ここにハイライトされています

スミスの博士研究、フェローシップ研究、そして初期の教員研究は、神経細胞のカルシウム動態の探究を先導しました。彼は活動依存的な細胞内カルシウム動態に関する革新的な理論を開発し、その理論を経験的に検証するためのツール構築の難題を解決しました[4]。その後、この新しいツールを用いて、脊椎動物の神経細胞におけるカルシウム動態の初の測定[5]と、シナプス前カルシウム信号の初の空間マッピング[6]が行われました。これらの新しいツールは、1985年の共同研究において、NMDA型グルタミン酸受容体チャネルの活性化がカルシウムイオンの流入を可能にするという発見[7]にも役立ちました。これは、今日のシナプス可塑性モデルの多く、あるいはほとんどの中核を成すシグナルです[7]。

1980年代後半、スミスの研究室はロジャー・ツィエンの新しい蛍光3-AM色素を活用し、カルシウム動態を高フレームレートでビデオ撮影する手法を開発しました。1990年には、彼のイェール大学の研究室が、アストロサイトが「カルシウム波」と呼ばれる一種の長距離シグナル伝達能力を有することを示す論文を発表しました。この論文は、神経膠細胞生物学における考え方を大きく変革しました[8]。

スミスのスタンフォード研究所は、最近、 ウィリアム・ベッツのFM 1-43染色法を応用し、哺乳類の中枢神経系におけるシナプス前機能の単一シナプス[9]および単一小胞[10]レベルでの測定を初めて実現しました。また、同研究グループは「アレイトモグラフィー」と呼ばれる強力な組織学的手法を発明し、単一シナプスおよび超微細構造レベルでのシナプス前分子構造[11]の先駆的な探究を可能にしました。

参考文献

[1]アレン研究所 科学スタッフプロフィール:スティーブン・J・スミス

[2]スタンフォード大学教員プロフィール:スティーブン・J・スミス

[3]ニューロツリープロフィール:スティーブン・J・スミス

[4] Smith SJ, Zucker RS (1980) 「軟体動物ニューロンにおけるエクオリン反応促進と細胞内カルシウム蓄積」 J Physiol 300 :167-196。

PubMedはSmithとZucker(1980)を引用した50件の記事にリンクしています。

[5] Smith SJ, MacDermott AB, Weight FF (1983) 「アルセナゾIIIを用いた交感神経細胞における細胞内Ca2+トランジェントの検出」 Nature 304 : 350-352.

初期ニューロンカルシウム動態測定の進歩に関する展望:McBurney RN、Neering IR(1985)「哺乳類ニューロンの活動電位における細胞内遊離カルシウムの変化の測定」 Journal of Neuroscience Methods 1985、13:65-76。

[6] Augustine GJ, Charlton MP, Smith SJ (1985) 「イカの電圧クランプされたシナプス前終末へのカルシウム流入J Physiol 367 :143-162。

[7] MacDermott AB, Mayer ML, Westbrook GL, Smith SJ, Barker JL (1986) NMDA受容体活性化は培養脊髄ニューロンの細胞質カルシウム濃度を上昇させる. Nature 321 :519-522.

PubMedはMacDermott, et al. (1986)を引用している301件の記事にリンクしています。

NMDAカルシウムフラックスとシナプス可塑性の発見に関する展望:

Malenka RC, Bear MF (2004) LTPとLTD:豊富な情報量. Neuron 44:5-21.

Kennedy MB (2013) 「学習と記憶におけるシナプスシグナル伝達Cold Spring Harb Perspect Biol 8 :a016824.

Volianskis A, France G, Jensen MS, Bortolotto ZA, Jane DE, Collingridge GL (2015)長期増強とN-メチル-D-アスパラギン酸受容体の役割Brain Res 1621 :5-16 .

Lodge D, Watkins JC, Bortolotto ZA, Jane DE, Volianskis A (2019) 「1980年代:D-AP5、LTP、そしてNMDA受容体の発見の10年」 Neurochem Res 44 :516-530.

[8] Cornell-Bell AH, Finkbeiner SM, Cooper MS, Smith SJ:グルタミン酸は培養アストロサイトにおいてカルシウム波を誘導する:長距離グリアシグナル伝達Science 1990, 247 :470-473.

PubMedはCornell-Bell, et al. (1990)を引用している463件の記事にリンクしています。

アストロサイトのカルシウム波の発見に関する展望:

Haydon PG (2001) 「GLIA:シナプスを聞き、シナプスと対話するNat Rev Neurosci 2 :185-193.

Fields RD (2004) 「脳のもう半分Sci Am 290 :54-61。

Cotrina ML, Nedergaard M (2004)グリア細胞における細胞内カルシウム制御機構.神経膠細胞において. Kettenmann H, Ransom BR編, pp. 229-239.

Bazargani N, Attwell D (2016) 「アストロサイトのカルシウムシグナル伝達:第三の波Nat Neurosci 19 :182-189.

ジョン・ハミルトン、「アインシュタインの脳が心の謎を解き明かす」、NPR Morning Edition、2010年6月2日

[9] Ryan TA, Reuter H, Wendland B, Schweizer FE, Tsien RW, Smith SJ (1993)「シナプス前末端で測定したシナプス小胞リサイクルの速度論」 Neuron 11 : 713-724。

PubMedはRyan, et al. (1993)を引用した187件の記事にリンクしています。

展望:

Murthy VN、Sejnowski TJ、Stevens CF (1997)可視化された個々の海馬シナプスの不均一な放出特性。Neuron 18:599-612

[10] 22. Ryan TA, Reuter H, Smith SJ (1997)量子的シナプス前膜ターンオーバーの光学的検出Nature 1997 388 : 478-482.

PubMedはRyan、Reuter、Smith(1997)が引用した69件の記事へのリンクです。

展望:

Kavalali ET, Jorgensen EM (2014) 「シナプス前機能の可視化Nat Neurosci 17 :10-16.

[11] Micheva KD, Smith SJ (2007) 「アレイトモグラフィー:神経回路の分子構造と超微細構造を画像化する新しいツールニューロン55 :25-36。

PubMedは、MichevaとSmith(2007)を引用している332の記事にリンクしています。

展望:

小池 剛志、山田 浩 (2019) 「相関光顕微鏡と電子顕微鏡を用いたアレイトモグラフィー法」 Med Mol Morphol 52 :8-14。

Wacker I, Schroeder RR (2013) 「アレイトモグラフィーJ Microsc 252 :93-99.

エイミー・スタンデン、「脳内の記憶の道を巡る」、NPR KQED-QUEST、2010年11月18日