历史疾病遇到现代生物学在新教员Cressida Madigan的实验室

《新生物科学》的教员克瑞西达·麦迪根并不介意像麻风病这样的古老疾病不是我们每天都在思考的问题。

受她的艺术史学家父母和改变世界历史进程的疾病的影响，麦迪根在微生物学、神经生物学和传染病研究的十字路口工作。马迪根认为，利用现代生物工具，包括一种可以揭示感染途径的透明鱼，外来传染病可能为阿尔茨海默病和帕金森病等更现代的疾病提供线索。

在这份新的教师简介中，她讨论了她的科学兴趣、欧洲艺术史的影响以及她的研究与COVID-19大流行之间的迷人联系。

问:一般来说，你的研究兴趣是什么?

一个。我的实验室对了解微生物是如何控制我们神经系统的功能很感兴趣。生物学家直到最近才明白，这种情况每天都在许多不同的环境中发生。经常如何像细菌或病毒这样的微生物正在改变我们神经系统的工作方式，目前还没有得到很好的理解。我的实验室感兴趣的是如何理解，但是为什么．为什么一个微生物想要改变我们记忆的方式或者我们对大脑疼痛或炎症的感知?这样做对微生物有什么好处呢?从本质上讲，我正在研究微生物、免疫系统和神经系统之间的三方相互作用。

问:描述一下你的研究目标。

一个。我的实验室正在研究的主要问题涉及两个不同的神经感染病例。我研究麻风病，这是一种神经细菌感染。麻风病对我们的神经有不同寻常的影响。它阻止他们工作。它使我们无法感知皮肤的疼痛。这是如何发生的几乎完全不清楚，但我们知道这涉及到免疫系统。我想弄清楚的是麻风病是如何影响我们的免疫系统并导致它攻击我们的神经系统的?我们能否利用这种微生物来了解免疫系统和神经系统之间的相互作用是如何在许多其他疾病中发生的?我实验室的另一半研究的是脑分枝杆菌感染，结核病(TB)是其中最常见的一种。在每种疾病中，我们感兴趣的是了解微生物如何调节神经系统中的炎症，然后炎症如何破坏神经系统的细胞并改变它们的功能。

关于这些外来传染病，我们发现的一件非常有趣的事情是，它们激活的炎症通路与阿尔茨海默氏症、帕金森症或多发性硬化症患者大脑中激活的炎症通路相同。炎症在神经系统中的作用方式似乎与这些感染和人类常见的神经退行性疾病相似。所以，我们从研究这些感染中学到的东西，我们认为，将广泛适用于理解人类的许多神经炎症状况。

问:你从当前的COVID-19大流行和你的研究中找到了哪些相似之处?

一个。SARS-CoV2和我研究的感染之间有很多有趣的联系!在基础生物学方面，一些COVID患者有神经系统症状(例如嗅觉和味觉丧失)。一些感染COVID的儿童患有类似川崎病的血管炎症，这是我实验室的另一个兴趣。这也与发生在细菌性脑膜炎中的血管炎症有重叠，这是我们工作的另一个重点。我们似乎有可能在某个时候开展其中一个COVID项目。

从公共卫生的角度来看，我很遗憾地说，COVID-19正在影响受结核病影响最大的患者群体:生活贫困的人。为了理解这一点，我现在正在与历史学家一起将COVID-19与过去的流行病进行比较。值得注意的是，我们发现，在2019冠状病毒病期间，我们看到的不良人类行为(种族主义、仇外心理、暴力、粮食短缺、虚假信息运动)并不新鲜!相反，人类对流行病有同样的反应，可以追溯到第一次有记录的疫情爆发。我觉得这既令人欣慰，又令人深感失望。这项研究将是我2021年春季教授的一门关于瘟疫的本科课程的重点(BILD 30)。

问:描述一下你对科学感兴趣的起源。

一个。奇怪的是，我是通过父母进入科学领域的。他们都是艺术历史学家，所以在我成长的过程中，我和他们一起在欧洲度过了很长一段时间，听他们讲述了各种瘟疫在欧洲肆虐，夺走了大量人口的生命。他们感兴趣的是这对艺术的影响。我更感兴趣的是:一种传染病是如何杀死三分之一的欧洲人的?令人惊讶的是，这甚至是可能的，这是我真正坚持的。

我喜欢有历史背景的传染病，它们在人类历史上一直很重要。麻风病是一个很好的例子，结核病也是。这些是已知的最早的人类传染病。所以，有很多证据表明它们改变了人类的DNA进化方式，当然，但对我来说，我也感兴趣的是它们如何改变了我们文化的发展方式。

当结核病、麻风病和其他传染病在欧洲流行时，它们改变了欧洲社会和历史的一切。它们改变了战争的结果，改变了人们创作的艺术形式，改变了人们创作的音乐形式。以鼠疫为例，他们大幅降低了欧洲人口密度。其中一些疾病对人类历史的发展产生了巨大的影响。

问:许多人没有意识到，麻风病仍然在世界上许多地方严重折磨着人们。

一个。今天，麻风病已经不是大多数美国人关心的问题了。每年约有20万新病例，但主要发生在南美和东南亚。因此，这种疾病无论如何都没有从世界上消失，但它的频率已经降低了很多。那么，我为什么对一种即将消失的疾病感兴趣呢?

麻风病的生物学原理很有趣。这是人类最古老的传染病之一。它已经与我们的免疫系统共同进化了数万年。所以，如果你想了解你的免疫系统是如何工作的，还有什么比一个有机体更好的老师呢?这个有机体从我们成为智人开始，就一直在与我们的免疫系统进行这种高水平的象棋游戏。

麻风病并不是一种美国人通常经历过的传染病，但我真的认为我们生活在一个全球社区，一个地球村。所以，我可能遇到的感染并不比生活在秘鲁的穷人可能遇到的感染更重要。然而，没有那么多资金用于这些感染和贫困疾病。我想成为解决这个问题的一小部分。我想确保花在传染病研究上的钱不会被不成比例地用在对美国人，对富裕的美国人很重要的事情上。我认为贫困疾病是一个值得花这些钱的地方。

问:你是如何研究这些疾病的?

一个。我们使用的模式生物是斑马鱼。成年时，它们大约有一英寸半长，但幼虫只有一毫米或两毫米长，它们真正值得注意的事情之一是它们是完全透明的，有点像玻璃。所以，这意味着我们可以在动物活着的时候，在动物体内的任何部位，对微生物与神经系统或免疫系统的相互作用进行非常好的亚细胞共聚焦成像。我们可以拍摄这些非常可爱的延时电影，记录微生物感染大脑并改变大脑中不同细胞的功能。

斑马鱼已经在神经科学中应用了几十年，在免疫学中也越来越多地使用它们，但没有人真正地将斑马鱼的神经科学工具和斑马鱼的免疫学工具结合起来。我基本上是把这两个工具集结合在感染的环境中。遗传学和成像技术的结合让我们对神经感染有了前所未有的认识这是其他模式生物所没有的。

问:你为什么选择来加州大学圣地亚哥分校?

一个。我认为加州大学圣地亚哥分校是研究微生物学和神经生物学最令人兴奋的地方之一。这里所做的研究非常前沿，确实突破了极限。但他们支持科学家做这类研究。我的研究有点不同寻常。当我去找工作的时候，我很担心，会有人愿意雇佣一个研究麻风病的人吗?

幸运的是，人们做到了。但我想我一直在寻找的一件事是一个愿意和我一起冒险的机构，去研究一些其他人在微生物学领域没有研究过的问题。我百分之百知道我做了正确的选择。我在这里的时光太棒了。我很高兴能得到机构、学生和加州大学圣地亚哥分校的学术环境的支持。我对我的研究在这里的学术环境中发挥的作用感到非常满意。

麦迪根在哈佛医学院获得了微生物学和分子遗传学博士学位，并在华盛顿大学和加州大学洛杉矶分校完成了博士后研究。她于2018年加入生物科学部分子生物学分部。