Шарль Филипп Леблон

Шарль Филипп Леблон
Шарль Филипп Леблон, канадский биолог
Рожденный	5 февраля 1910 г. Лилль , Франция
Умер	10 апреля 2007 г. (10 апреля 2007 г.) (97 лет) Монреаль , Квебек , Канада
Национальность	Канадский
Альма-матер	Парижский университет Университет Монреаля Йельский университет
Известный	Ауторадиография Открытие стволовых клеток
Награды	Медаль Флавеля (1961) Премия Фонда Гайрднера (1965)
Научная карьера
Поля	Биология
Учреждения	Университет Макгилла

Шарль Филипп Леблон CC GOQ FRS FRMS FRSC (5 февраля 1910 г. - 10 апреля 2007 г.) был пионером клеточной биологии и исследования стволовых клеток , а также бывшим канадским профессором анатомии. Леблон известен разработкой авторадиографии и своей работой, показывающей, как клетки постоянно обновляются, независимо от возраста.

Основные научные интересы

В 1946 году Леблон обнаружил, что, когда он вылил жидкую фотографическую эмульсию на гистологический срез, содержащий радиоэлемент, эмульсия в конечном итоге активировалась радиоэлементом; и если после этого к покрытому эмульсией срезу было применено обычное фотографическое проявление и фиксация , в эмульсии появлялись черные зерна серебра везде, где они перекрывали участки, содержащие радиоэлемент. Этот подход с использованием жидкой эмульсии был использован для разработки новой процедуры авторадиографии высокого разрешения. характеризуется тесным контактом эмульсии и секции. Столь тесный контакт позволяет локализовать радиоэлементы на срезе с высоким разрешением , что позволяет локализовать радиоэлементы при большом увеличении в световом микроскопе .

Эта процедура использовалась для изучения некоторых динамических характеристик компонентов тела, и были получены следующие основные результаты:

1. Существование стволовых клеток в органах взрослого человека показано методом авторадиографии с меченым тимидином .
2. Непрерывность синтеза белка в живых клетках, показанная методом авторадиографии с мечеными аминокислотами .
3. Ключевая роль аппарата Гольджи в гликозилировании белков , показанная методом авторадиографии с мечеными гексозами .

Его результаты поставили под сомнение обоснованность трех традиционных концепций, дорогих биологам в начале двадцатого века: «стабильность» клетки, при которой клетка и ее компоненты представляют собой неизменные, постоянные структуры; «специфичность» функции клеток, при которой каждый тип клеток имеет отдельную, уникальную функцию; и «чередование активности и покоя» клеточной функции, при котором за каждым периодом клеточной активности следует период, в течение которого активность прекращается.

Он предложил заменить «специфичность» клетки на «мультипотенциальность», «чередование активности и покоя» на «непрерывность», а «стабильность» компонентов клетки на «обновление». Эти различные результаты заложили основу не только для современных исследований стволовых клеток, но и для современной клеточной биологии.

Как отметил нобелевский лауреат Джордж Паладе по случаю вручения Леблону премии Мари-Викторен в 1992 году , открытия Шарля Леблонда настолько фундаментальны, что их преподают в школах и колледжах по всему миру.

Биография

Первые дни

С. П. Леблон родился в Лилле , Франция , в 1910 году в семье строительного подрядчика, который умер, когда Леблону было всего 10 лет, оставив матери одной воспитывать четырех мальчиков. Блестящий студент, Леблон мечтал стать кинопродюсером, архитектором или ученым. В конце концов он решился на науку и поступил на медицинский факультет Парижского университета . Он был очарован своим первым курсом гистологии и решил продолжить карьеру в этой области.

Леблон получил степень доктора медицины в Парижском университете в 1934 году. В его докторской диссертации описывалась гистохимическая локализация аскорбиновой кислоты , которая, как он обнаружил, преобладает в клетках, секретирующих стероиды. Это исследование привело его, имея в руках докторскую степень Рокфеллера , в 1935 году на специализирующуюся на эндокринологии кафедру анатомии Йельского университета, , где он проводил исследования факторов, влияющих на материнское поведение. Именно здесь он встретил свою жену Гертруду Штерншус, на которой был женат 64 года. У Леблонда было четверо детей, для которых он выбрал имена, начинающиеся на букву «П»: Филипп, Поль, Пьер и (Мари)-Паскаль. У него также было 7 внуков.

В 1937 году Леблон присоединился к Лаборатории атомного синтеза в Париже, которая занималась подготовкой радиоактивных изотопов для использования при исследовании судьбы различных молекул в биологических процессах. Под руководством Антуана Лакассаня Леблон ввел радиоактивный йод-128 крысе и обнаружил, что метка быстро накапливается в щитовидной железе и, предположительно, включается в предшественник гормона щитовидной железы тиреоглобулин . Чтобы более точно локализовать эту метку в ткани щитовидной железы, Леблон попытался использовать новый метод авторадиографии .

К сожалению, первая попытка Леблонда использовать авторадиографию не удалась, причина в том, что изотоп радиойода-128 с его чрезвычайно коротким периодом полураспада (25 минут) распался так быстро, что осталось слишком мало радиоактивности , чтобы ее можно было обнаружить с помощью фотоэмульсии.

Развитие авторадиографии

В 1941 году Леблон перешёл в Университет Макгилла в качестве преподавателя гистологии и быстро дослужился до ассистента (1943), доцента (1946), а затем до профессора анатомии (1948). Он занимал должность заведующего кафедрой анатомии с 1957 по 1974 год.

В Макгилле Леблон использовал недавно появившийся радиоактивный йод-131 с периодом полураспада 8 дней, чтобы повторить свой авторадиографический эксперимент на ткани щитовидной железы. При этом методе разрешающая способность была менее 100 мкм, но, тем не менее, ему удалось локализовать радиоактивность в конкретных фолликулах щитовидной железы.

Ранняя карьера Леблонда в McGill была прервана Второй мировой войной , во время которой он служил в Силах Свободной Франции . Его отправили сначала в Рио-де-Жанейро , затем в Лондон , где он проводил медицинские осмотры потенциальных солдат.

«В 1946 году, после возвращения в Монреаль со службы в Силах Свободной Франции, мне стало ясно, что грубая техника, ранее использовавшаяся для радиоавтографии, должна быть улучшена». В сотрудничестве с Леонардом Беланже Леблон работал над увеличением разрешения авторадиографической техники. Физик Пьер Демерс посоветовал им расплавить эмульсию со предметных стекол Eastman Kodak , нанести ее непосредственно на срезы, а затем проявить эмульсию, пока она еще прикреплена к гистологическим срезам. Это привело к десятикратному улучшению разрешения. Впоследствии Леблон и его коллеги разработали технику, при которой гистологические препараты погружали непосредственно в жидкую эмульсию. Использование более тонких срезов и эмульсионных покрытий привело к дальнейшему улучшению разрешения, а введение трития стало технической вехой.

Процедура авторадиографии высокого разрешения и сегодня продолжает использоваться молекулярными биологами для обнаружения молекул РНК in situ, а также для изучения локализации генов и последовательностей ДНК .

Исследования обновления клеток

Леблон использовал авторадиографию, чтобы ввести радиоактивные предшественники ДНК, а затем изучить обновление и судьбу клеток нескольких основных типов тканей. Он впервые продемонстрировал, что большинство клеток и тканей взрослого организма постоянно обновляются. Используя математические модели и современные методы количественного анализа, Леблон и его коллеги с поразительной точностью оценили скорость обновления и митоза многих типов клеток. Он и его коллеги сделали потрясающие открытия, которые привели к введению «временного измерения» в клетках и тканях, открыв двери к пониманию клеточного цикла и идентификации стволовых клеток.

Идентификация стволовых клеток во взрослых органах

В мужском семенном эпителии исследования Леблона и Ива Клермона в начале 1950-х годов расшифровали, как сперматогонии дают начало сперматоцитам , которые затем дифференцируются в зрелые сперматозоиды в определенном цикле.

Было показано, что для поддержания популяции сперматогониев семенной эпителий содержит популяцию стволовых клеток, которые делятся с образованием дифференцированных клеток, а также для поддержания своей собственной численности. Как отмечается в плодотворной публикации Леблонда, «повторное появление в каждом цикле новой спящей клетки, которая действует как стволовая клетка сперматоцитов, описывается как «Теория обновления стволовых клеток»». Эта статья — первая, в которой гнезда клеток, делящихся во взрослом органе, обозначены как «стволовые клетки».

Леблон и его коллеги также обнаружили доказательства присутствия случайных взрослых стволовых клеток даже в тканях, которые почти полностью состоят из неделящихся клеток. Было показано, что в скелетных мышцах мышечные волокна демонстрируют связанное с возрастом увеличение количества ядер . Его исследования показали, что мышечные сателлитные клетки можно рассматривать как взрослые стволовые клетки в мышечных волокнах.

Из исследований Леблонда и его коллег был сделан вывод, что в организме существует три типа клеточных популяций:

1. «Статические клеточные популяции», которые состоят из неделящихся клеток и не содержат взрослых стволовых клеток. Эти популяции обладают «стабильностью», ранее свойственной всем клеткам.
2. «Расширяющаяся популяция клеток», в которой существует небольшое количество взрослых стволовых клеток и дает начало ядрам скелетных волокон или глиальным клеткам мозга.
3. «Обновление клеточных популяций», важной особенностью которого являются взрослые стволовые клетки.

В 1975 году, чтобы отметить свое 65-летие, Леблон был удостоен чести на международном симпозиуме, посвященном существованию стволовых клеток во взрослых тканях; Получившаяся в результате книга «Стволовые клетки обновляющихся клеточных популяций» стала первым официальным и всеобъемлющим отчетом по этой теме.

Непрерывный синтез белка в живых клетках

Когда Леблон и его коллеги использовали 14C-бикарбонат, а затем 35S-меченные аминокислоты для исследования синтеза белка, они были удивлены, обнаружив, что практически все клетки организма содержат метку. Это привело их к выводу, который в то время считался еретическим, что все клетки постоянно синтезируют белки. Это было одно из первых доказательств замены концепции специфичности идеей о том, что большинство клеток мультипотентны в своих функциях.

Интересно, что авторадиографические исследования Леблона в этот период также разрешили спор о клеточном месте синтеза рибонуклеиновой кислоты. Используя радиоактивно меченный цитидин примерно в сорока типах клеток, он и его коллеги первыми убедительно продемонстрировали, что РНК непрерывно синтезируется в ядре, а затем мигрирует в цитоплазму.

Роль аппарата Гольджи в гликозилировании белков.

Большинство белков организма гликозилировано , хотя доля углеводов в белках весьма вариабельна. В более ранних исследованиях Леблон показал, что область Гольджи в большинстве типов клеток резко окрашивалась с помощью метода периодического кислотного окрашивания Шиффа, который специально направлен на богатые углеводами белки, несущие 1,2 гликоли. В электронном микроскопе с использованием метода периодической кислоты серебра наблюдался градиент интенсивности окрашивания от цис- к транс-стороне аппарата Гольджи, что позволяет предположить, что углеводные остатки добавлялись к белкам в этом сайте.

Чтобы проверить эту гипотезу, Леблон и Нейтра в 1966 году провели световые, а затем ЭМ авторадиографические исследования после инъекции крысам 3H-глюкозы или 3H-галактозы. В течение десяти минут метка резко локализовалась в аппарате Гольджи бокаловидных клеток кишечника, что указывало на то, что это было клеточное место добавления остатков сахара при синтезе углеводных боковых цепей слизистых гликопротеинов.

Это открытие оказало огромное влияние на научное сообщество, став первым доказательством функциональной роли аппарата Гольджи в синтетическом процессе.

Другие исследования

Среди других классических работ: выявление того, как кости скелета растут посредством отложения остеобластов и ремоделирования остеокластов, раннее открытие биогенеза и метаболизма тироксина и обнаружение трийодтиронина, раннее предсказание полуконсервативной репликации ДНК опубликовано через несколько дней после статьи Watson and Crick Nature, открытие аксонального транспорта, Варшавский и др. обнаружение того, что зарождающиеся белки перерабатываются из шероховатой эндоплазматической сети через аппарат Гольджи в гранулы фермента поджелудочной железы (полученные в условиях жесткой конкуренции с лабораторией Паладе в Университете Рокфеллера), первое осознание того, что аппарат Гольджи является местом терминального гликозилирования, открытие клеточной оболочки, клеточный биогенез коллагена, и новое понимание ультраструктуры базальной мембраны.

«Выход на пенсию» и последующие дни

В 65 лет, вместо того чтобы уйти на пенсию, Леблон продолжил свои исследования, получив стипендию Фогарти NIH в Национальном институте стоматологических исследований , где он узнал об иммуногистохимии . Это положило начало двадцатилетним молекулярным исследованиям, кульминацией которых стала концепция базальной мембраны как интегрированного полимера . а не как слои разделенных макромолекул, изначально предпочитаемые другими.

Леблон продолжал посещать все еженедельные семинары факультета даже в свои 90 лет и продолжал публиковаться в рецензируемых журналах в новом тысячелетии. Он научился пользоваться компьютером в 90 лет, начав выступление на международной конференции еще в 2004 году с того, что отметил: «Месяц назад я думал, что PowerPoint — это инструмент для заточки карандашей».

Его общий вклад привел к публикации 430 научных статей, многие из которых до сих пор часто цитируются. В конце сентября 2006 года он опубликовал свою последнюю статью — о MMP9 цистеина первом обнаружении переключателя активации при ремоделировании хряща .

Леблону предшествовала смерти его 64-летняя жена Гертруда Штерншусс, которая умерла в 2000 году. После смерти Гертруды Леблон женился на подруге детства Одетте Ленгранд в 2001 году; им обоим был 91 год. Одетт умерла в 2004 году.

Почести

Почетные степени доктора наук

• Университет Акадии , 1972 г.
• Университет Макгилла, 1982 г.
• Университет Монреаля , 1985 г.
• Йоркский университет , 1986 г.
• Университет Шербрука , 1988 г.

Призы

• Приз Сентура, Французская академия, 1935 г.
• Международная премия Фонда Гайрднера , 1965 г.
• Премия Исаака Шура, Международная ассоциация стоматологических исследований , 1974 г.
• Премия Генри Грея, Американская ассоциация анатомов, 1978 г.
• Премия JCB Grant, Канадская ассоциация анатомов, 1979 г.
• Премия Э.Б. Вильсона, Американское общество клеточной биологии , 1982 г.
• Премия Дункана Грэма, Королевский колледж врачей и хирургов Канады, 1986 г.
• Премия столетия Американской ассоциации анатомов, 1979 г.
• Премия Мари-Викторен , Квебек , 1992 г. провинция

Медали

• Медаль Флавеля , Королевское общество Канады , 1961 г.
• Медаль Лео-Паризо, «доц. Французский канадец за развитие наук», 1962 г.
• Медаль Маклафлина, Королевское общество Канады, 1983 г.
• Медаль Джорджа Гомори, Гистохимическое общество, 1988 г.

Другие награды

• 1951 – член Королевского общества Канады.
• 1965 – Член Королевского общества , Лондон, Великобритания.
• 1970 – Американская академия искусств и наук.
• 1988 г. – член Королевского микроскопического общества , Великобритания.
• 1995 – Зал канадской медицинской славы.
• 2000 – Кавалер Ордена Канады.
• 2001 - Великий кавалер Национального ордена Квебека.

Внешние ссылки

• Педерсен, Анн-Мари; Клермон, Ив (24 июля 2015 г.). «Шарль Филипп Леблон» . Канадская энциклопедия (онлайн-изд.). Историка Канады .
• Шарль Филипп Леблон в Зале славы канадской медицины
• Цитирование Ордена Канады
• Церемония награждения Мари-Викторен (на французском языке)
• Национальный орден Квебека (на французском языке)