本周，挪威科学和文学院宣布了2024年科维理奖（TheKavli Prize）获奖名单。科维理奖是由挪威科学与文学院、挪威教育和研究部、科维理基金会联合颁发，每两年一次，表彰在天体物理、纳米科学和神经科学方面做出突破性贡献的科学家。它和拉斯克奖（TheLasker Award）和盖德纳国际奖（CanadaGairdner International Award）均被视为诺贝尔奖的风向标。2020年诺贝尔化学奖得主EmmanuelleCharpentier和JenniferDoudna教授在2018年曾获得科维理纳米科学奖。2021年诺贝尔生理学或医学奖得主DavidJulius和ArdemPatapoutian教授在2020年曾获得科维理神经科学奖。
今年，3名科学家因在将纳米合成材料与生物功能结合，并应用于生物医学方面的开创性工作而获得科维理纳米科学奖的肯定。而另外3名科学家则因在人类和非人灵长类动物的新皮质（neocortex）中，发现高度区域化和高度分化的面部表征系统而获得科维理神经科学奖。下面我们来看一看他们的突破性贡献。
科维理纳米科学奖
Robert S. Langer博士
▲Robert S. Langer博士
Langer博士曾提出了一项突破性的想法，即可以通过“纳米工程化”生物分子以实现药物的控制释放。尽管他的想法最初遭到怀疑，但他证明了可以使药物分子通过所合成聚合物材料中的通道而规律地流动，该想法对控制药物释放系统的开发产生了深远影响。Langer博士的研究在治疗侵袭性脑癌、前列腺癌和精神分裂症等疾病方面具有巨大的临床影响。早在1979年，他便证明了含有蛋白质抗原的微小颗粒可以用于疫苗接种。
此外，Langer博士也共同创立了Moderna，以及专注于开发长效口服疗法的Lyndra Therapeutics。今年1月该公司公布其长效精神分裂症疗法利培酮（LYN-005）的3期临床试验数据，该研究达到预定的主要和次要终点，每周口服一次利培酮可达到与每日服用利培酮相当的疗效。这周，Langer博士共同创立的Syntis Bio公司宣布走出隐匿模式。该公司通过靶向小肠作为代谢控制、消化和药物吸收枢纽的独特生物学特征，致力于开发口服疗法，以治疗肥胖症与罕见儿科疾病。
Armand Paul Alivisatos博士
▲Armand Paul Alivisatos博士
Alivisatos博士是通过将半导体纳米晶体表面功能化，使之可用于生物成像的开创性工作的先驱。半导体纳米晶体，或称“量子点（quantum dots）”，是具有明亮、尺寸依赖性发光特性的纳米颗粒。Alivisatos博士证明这些纳米级“信标”可以用作生物成像中的多色荧光探针。今天，半导体纳米晶体被广泛应用于活细胞跟踪、标记和体内成像等领域。
Chad A. Mirkin博士
▲Chad A. Mirkin博士
Mirkin博士引入了球形核酸（SNA）的概念。SNA由纳米粒子核心组成，核心上覆盖有一层致密的定向合成DNA或RNA。SNA与纳米粒子报告器（nanoparticle reporter）结合后，具有极高的结合特异性。与线性寡核苷酸相比，这一方式显著增加了寡核苷酸的局部浓度，促进寡核苷酸与受体之间的相互作用，从而增强细胞摄入。而且，由于可以在一个脂质纳米颗粒核心上插上多种寡核苷酸，SNA具备同时靶向多个靶点的潜力。借助SNA，Mirkin博士团队已展示可对蛋白质、DNA和RNA进行超灵敏和选择性检测，这促成了一种快速、自动化的即时医疗诊断系统。
总部位于芝加哥的生物技术公司Exicure正在利用SNA平台开发多种创新疗法。2021年，益普生（Ipsen）和Exicure联合宣布，双方达成一项独家合作协议，将共同研究、开发和推广创新SNA疗法，用于治疗亨廷顿病和天使综合征。
科维理神经科学奖
Nancy Kanwisher博士
▲Nancy Kanwisher博士
Kanwisher博士开创了通过功能性磁共振成像（fMRI）在大脑中发现功能性区域（fROI）的方法，并通过这一方法确定了大脑中的梭状回面部脑区（fusiform face area，FFA）。她最先开发出发现大脑中专注于面部识别脑区的方法。这一发现强烈支持新皮质中认知功能模块化分区的理念。这一功能性区域的理念已广泛应用于探索面部识别系统以外的领域。
Winrich Freiwald博士 & DorisTsao（曹颖）博士
▲Winrich Freiwald博士（左）与Doris Tsao博士（右）
受到Kanwisher博士团队发现的启发，Freiwald博士和曹博士团队共同使用fMRI在猕猴的大脑中定位了类似的面部识别区域。在定位这些区域后，他们在每个区域记录了单个神经元的活动。他们发现在最大区域中绝大多数对视觉有反应的神经元都是面部选择性的。他们进一步概述了一个由多个面部识别区域组成的系统，详细描述了这些区域的相互连接和专门化功能。最早的面部识别区域依赖于视角，但通过一系列处理，后来变得与视角无关。Freiwald博士在进一步的研究中描述了对观察者所熟悉的面部有选择性反应的细胞群体。曹博士则识别出了不同的面部特征，这些特征构成编码使得单个细胞能够识别不同面部。