Dominic Hare 博士
“钢铁侠”安捷伦助力研究必需元素如何成为杀手
铁和氧一样，对生命至关重要。但过量也会致命。过量最终会让人患上帕金森病等神经退行性疾病。
科学家们早就知道帕金森病患者大脑中的铁浓度异常偏高，而 Dominic Hare 希望更深入地研究这一问题。 这仅仅是一个开始。 Hare 负责运营墨尔本弗洛里研究所原子病理学实验室，正在测量并实际观察活检、手术切除和其他组织样本中铁和其他必需元素的含量。为此，他和他的团队将安捷伦激光剥蚀 ICP-MS 技术与他们内部开发的专用软件结合使用。 最终目标？理解给定样本中的各种元素如何相互作用，并最终确定问题的根源。
Hare 说：“既然细胞在其生命周期中的一切行为都是从化学反应开始的，我们可以认为疾病同样起始于化学反应。”
铁特别值得关注，因为它在我们体内发挥极其重要的促进作用，由于这个原因，铁与许多疾病有关。 Hare 说道：“铁原子不是一种有感知力的存在。它不明白自己做的是好事还是坏事。因此，细胞必须非常小心地调节铁的作用。地球上的人类及每一个其他物种都已演化出复杂的机制来调控铁，确保它发挥应有的作用，但是当这种监管机制失效时，可能会发生真正灾难性的事件。” 再回到帕金森病上面，其中富含铁的特定类型含多巴胺脑细胞慢慢退化。在缺少铁的情况下，身体无法产生多巴胺。但是铁和多巴胺就像可燃物一样，必须仔细调控。 Hare 表示：“我们相信，虽然铁与多巴胺之间不必要的反应可能不是帕金森病中首先出错的地方，但实际上这一反应是我们可以直接针对并最终使其停止的。我已经开始与法国北部里尔大学的 David Devos 教授及其团队展开合作。他们正在实施一项使用药物去铁酮降低大脑中的铁含量的临床试验。这种药已经问世几十年，但 Devos 教授的团队率先认识到它有可能阻止导致帕金森病神经元死亡的第一个化学反应。” Hare 最初是一名分析化学家，现在领导一个多学科团队并与弗洛里研究所的更多不同领域的科学家合作。他最近荣获澳大利亚国家健康与医学研究中心授予的著名的职业发展奖学金。 过去十年来，他一直充当激光剥蚀 ICP-MS 的传播者。这种技术最常用于采矿、制造和环境检测领域。
Hare 说道：“某种技术为特定应用而设计，并不意味着它仅仅适用于该应用。ICP-MS 在用于检测金属以外还有许多其他作用。我们面临的最大挑战之一，是说服那些从事不同医学研究领域工作的人这项技术对他们来说至关重要。通常，人们由于从未听说过某种技术，而不知道如何在自己的研究中开辟新的途径。”
他指出，这项技术能够检测所有 28 种必需的生物元素以及重金属等环境毒素。 Hare 表示：“我们认为，我们现在正在见证激光剥蚀 ICP-MS 成像领域的新的重大进展。与仅仅考虑一种元素以及如何与对照案例进行比较不同，我们致力于开发应用化学计量学、高级模式识别和机器学习的方法，目标是对组织内的全部元素含量进行分析。 我们知道，在任何活体生物中，事情都不会孤立地发生。总会存在上游和下游效应。我们正在研究如何实际观察两种元素彼此之间的关系，但是客观结果可能显示有 8 种、15 种或 20 种元素 — 总之很多都会参与这个过程。” 在这一研究过程中，Hare 并未局限于帕金森病。他和他的团队还使用来自维多利亚癌症研究组织库 (Victorian Cancer BioBank)（以及世界各地的其他样本库）的存档样本来创建他们称之为“疾病元素特征”的非常详细的记录。 Hare 说道：“所有物质都由比例非常精确的元素组成。形成肿瘤的实际化学成分包括比例非常精确的钙、磷、锌、铜、溴等元素。我们正试图生成高光谱图像，使用所有这些不同的元素对肿瘤进行精确分类。” 他们的研究甚至可能发现特定浓度的元素是否使肿瘤对特定治疗方法（如放疗）产生抗性。 Hare 相信，由此类基础研究获得的知识能够为未来更精确的靶向治疗奠定基础 — 这要归功于为完全无关的目的而发明的技术。 仅限研究使用。不可用于诊断目的
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Dominic Hare 博士
原子病理学实验室负责人 |
代表性出版物
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Tracing Environmental Exposure from Neurodevelopment to Neurodegeneration.
A guide to integrating immunohistochemistry and chemical imaging.
Subcellular compartmentalisation of copper, iron, manganese, and zinc in the Parkinson's disease brain.
The APOE ε4 Allele Is Associated with Lower Selenium Levels in the Brain: Implications for Alzheimer's Disease.
Imaging Metals in Brain Tissue by Laser Ablation - Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry (LA-ICP-MS).
Laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry imaging of white and gray matter iron distribution in Alzheimer's disease frontal cortex
Imaging metals in biology: balancing sensitivity, selectivity and spatial resolution. |