ドナルド・E・イングバー

ドナルド・E・イングバー
2010年のイングバー
生まれる	1956年 （1956年） ニューヨーク州イーストメドウ
学歴
教育	イェール大学およびイェール大学大学院人文科学研究科
学術研究
機関	ロイヤル・マースデン病院ハーバード大学
注目すべき学生たち	サミラ・ムサー ハビエル・G・フェルナンデス

ドナルド・E・イングバー（1956年生まれ）は、アメリカの細胞生物学者であり、生物工学者です。ハーバード大学のワイス生物工学研究所の創設所長であり^{[ 1 ]} 、ハーバード大学医学部およびボストン小児病院のジュダ・フォークマン血管生物学教授、ハーバード大学ジョン・A・ポールソン工学応用科学部の生物工学教授でもあります[2]。また、^{アメリカ医療生物}工学研究所、全米工学アカデミー、全米医学アカデミー、全米発明家アカデミー、アメリカ芸術科学アカデミーの会員でもあります。

インバー氏は、生物に着想を得た工学という新興分​​野の創始者の一人です。彼は、メカノバイオロジー、細胞骨格生物学、細胞外マトリックス生物学、インテグリンシグナル伝達、腫瘍血管新生、組織工学、ナノバイオテクノロジー、システム生物学、トランスレーショナル医学など、数多くの分野に先駆的な貢献をしてきました。インバー氏は、科学雑誌や書籍に470以上の論文を発表しており、抗がん剤、組織工学、医療機器、薬剤送達システム、生体模倣材料、ナノ治療薬、バイオインフォマティクスソフトウェアなど、190以上の特許の発明者でもあります。

インバー氏は、5つの企業の科学的創設者です。組織工学のスタートアップ企業であるNeomorphics, Inc. ^{[ 3 ]は、その後の買収（Advanced Tissue Sciences Inc.）を通じて臨床製品へと発展しました。Tensegra, Inc.（旧Molecular Geodesics, Inc.） [ 4 ]}は、医療機器を3Dプリントしています。そして最近では、動物実験に代わることで医薬品開発を加速し、毒性を検出し、個別化医療を推進する人間の「臓器オンチップ」を商品化するために設立されたEmulate, Inc. [ ^{5 ]} 、血液から病原体を除去することで敗血症や血液感染症による死亡を減らすことを目指すBoa Biomedical, Inc.（旧Opsonix, Inc.）^{[ 6 ]} 、そして材料上の血栓やバイオフィルムの形成を排除するために医療機器用の特殊コーティングを開発するFreeFlow Medical Devices, LLCです。

インバーはニューヨーク州イーストメドウで育った。^{[ 7 ]}彼は1977年にイェール大学とイェール大学大学院芸術科学研究科から分子生物物理学と生化学の学士号と修士号を、1981年にイェール大学大学院芸術科学研究科から細胞生物学の修士号を、 1984年にイェール大学医学部とイェール大学大学院芸術科学研究科から医学博士号と哲学博士号を取得した。イェール大学では、ポール・ハワード＝フランダース^{[ 8 ]}とDNA修復に関する学部生研究を行い、アラン・サルトレッリと癌転移に関する研究を行った。

インバーは、ベイツ旅行奨学金の支援を受けて、イギリスのロイヤルがん病院/ロイヤルマースデン病院でケネス・ハラップと共にがん治療薬の開発に取り組んだ。彼は細胞生物学部門のジェームズ・ジェイミソン博士の指導の下で博士論文研究を行い^{[ 9 ]} 、彼の諮問委員会にはジョージ・パラデ、エリザベス・ヘイ、ジョセフ・マドリが含まれていた。1984年から1986年にかけて、ボストン小児病院とハーバード大学医学部の外科研究室でジュダ・フォークマン博士の指導の下^、アンナ・フラー博士研究員として研修を修了した^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] 。}

エンジニアリングアカデミー i===任命===

• 1986年、イングバーはハーバード大学医学部の病理学講師に就任し、ボストン小児病院の外科部門およびブリガム・アンド・ウィメンズ病院の病理部門の研究員も兼任した。
• 1993年、ボストン小児病院の病理学研究員に任命される。
• 1999年、ハーバード大学医学部病理学教授に昇進。
• 2002年、ボストン小児病院の血管生物学プログラムの上級研究員に任命される。
• 2004年、イングバーはハーバード大学医学部のジュダ・フォークマン血管生物学教授職の初代教授に就任した。2019年12月現在、彼はこの職を務めている。
• 2008年、ハーバード大学工学・応用科学部の生物工学教授に任命される。2019年12月現在、彼はこの職を務めている。
• 2009年、ハーバード大学のワイス生物工学研究所の創設所長に任命された。^{[ 13 ]} 2020年現在もこの職を務めている。^{[ 14 ]}
• 2018年、ゲーテ大学のフリードリヒ・メルツ客員教授に任命された。^{[ 15 ]}
• 2021年、メカノバイオロジーとマイクロシステム工学への学際的な貢献、および生物に着想を得た工学におけるリーダーシップにより、全米工学アカデミーに選出された。^{[ 16 ]}

重要な貢献

インバーは、発生制御と癌形成における機械的力の役割の発見、およびこれらの原理を応用して生体模倣医療機器、ナノテクノロジー、治療法を開発したことで最もよく知られています。インバーの初期の科学的研究は、建築家バックミンスター・フラーと彫刻家ケネス・スネルソンによって最初に記述されたテンセグリティ構造^{[ 17 ]}が、個々の分子や細胞から組織、臓器、生物全体に至るまで、生命システムの構造を支配する基本的な設計原理であることを発見しました。^{[ 18 ]}

インバーのテンセグリティに関する研究は、生物学的制御において、化学物質や遺伝子と同様に機械的な力が重要な役割を果たしているという提案につながり、^{[ 19 ]}細胞が機械的信号を細胞内生化学や遺伝子発現の変化に変換する分子メカニズム、すなわち「メカノトランスダクション」と呼ばれるプロセスを研究するに至った。^{[ 20 ]}インバーは、生細胞がテンセグリティ構造を用いて形状と細胞骨格を安定させていること、細胞インテグリンが細胞表面のメカノセンサーとして機能していること、そして細胞骨格の張力（または「プレストレス」、テンセグリティ構造の安定性の中心）が機械的刺激に対する多くの細胞応答の基本的な調節因子であることを明らかにした。^{[ 21 ]}インバーのテンセグリティ理論はまた、1980年代初頭に、細胞外マトリックスの構造と力学の変化が組織や器官の発達において基本的な役割を果たしており、この形態の発達制御の調節不全が癌の形成を促進する可能性があるという予測にもつながった。^{[ 22 ]}

インバー氏のトランスレーショナル医学への貢献には、がんの臨床試験に入った最初の血管新生阻害化合物（TNP-470）の発見^{[ 23 ]}、臨床製品につながった組織工学足場の作成、臨床試験に向かっている血流感染症治療のための透析のような血液浄化装置の開発^{[ 24 ] [ 25 ]}、血管閉塞部位に血栓溶解薬を標的とする機械的に活性化されるナノテクノロジーの作成^{[ 26 ]} 、生命を脅かす副作用のリスクがある抗凝固薬への従来の依存を排除​​できる医療機器およびインプラント用の滑りやすい液体注入多孔質表面（SLIPS）に基づく新しい表面コーティングの共同開発^{[ 27 ]}などがある。

彼の最近の革新の1つは、生体内の人間の臓器の微小で複雑な3次元モデルである「臓器オンチップ」（Organ-on- chips）の作成であり、これは、薬物や毒素の試験における従来の動物ベースの方法に取って代わる可能性のある方法として、試験管内で複雑な人間の臓器の機能を模倣します。 ^{[ 28 ]}最初の人間の臓器チップである人間の肺チップは、2010年にサイエンス誌で報告されました。^{[ 29 ]}マイクロチップ製造方法を使用して作成された肺チップは、呼吸する肺の複雑な3次元モデルであり、シリコーンゴムで鋳造されたマイクロ流体チャネル内の内皮細胞と相互作用する生きた人間の肺胞上皮細胞を組み込んでおり、肺胞（気嚢）の組織血管界面の構造と機能を再現しています。 2012年、イングバー氏と彼のチームは、Science Translational Medicine誌に掲載された研究で、肺チップ上で複雑なヒト疾患（具体的には「肺に水が溜まる」として一般的に知られている肺水腫）を模倣し、このモデルを使用して新しい治療法を特定できることを実証しました。^{[ 30 ]}動物実験の代替として、臓器チップは新薬の安全性と有効性を研究するために使用でき、新薬の市場投入を加速させ、研究コストを大幅に削減できます。^{[ 31 ]}イングバー氏のグループはその後、この技術を拡張し、腸^{[ 32 ]}、腎臓^{[ 33 ]}、骨髄^{[ 34 ]} 、血液脳関門^{[ 35 ]}、肝臓などの他のモデル臓器を開発しました。2012年、イングバー氏のチームは、全身の生理機能を再現する自動化された人体オンチップを構築するために、複数の臓器チップを連結するDARPA契約を獲得しました。^{[ 36 ]}このシステムは、計算モデリングと組み合わせて使用​​することで、新しい薬剤候補に対する反応を迅速に評価し、安全性、有効性、薬物動態に関する重要な情報を提供することができる。^{[ 37 ]}

インバーの研究室から生まれたその他の新技術には、エビの殻や昆虫の外骨格に見られる天然のクチクラ素材にヒントを得た、完全に生分解性のプラスチック代替品「シュリルク」の開発^{[ 38 ]、}意図しない出血を最小限に抑えながら血栓溶解薬を選択的に血管閉塞部位に誘導する機械的に活性化されるナノ治療薬^{[ 39 ]}、乳がんの進行を防ぐsiRNAナノ粒子療法^{[ 40 ]} 、事前の識別を必要とせずに血液からすべての感染性病原体、真菌、毒素を除去する透析のような敗血症治療装置などがある。^{[ 41 ]}血栓形成や細菌の蓄積を防ぎ、生命を脅かす副作用が頻繁に発生する従来の抗凝固薬の使用の必要性を減らす医療材料および機器の表面コーティング、^{[ 27 ]}およびアニメーションと分子モデリングソフトウェアの両方を組み込んだ診断および治療への計算アプローチにより、標的の分子構造に正確に適合するように設計された潜在的な薬剤を仮想的に開発およびテストします。^{[ 42 ]}

インバー氏はキャリアの初期に、ハーバード大学、その関連病院、マサチューセッツ工科大学（MIT）間の連携強化に貢献しました。具体的には、医学・革新技術統合センター、ハーバード・MIT健康科学技術部門、ダナ・ファーバー／ハーバードがんセンターに携わりました。また、ハーバード大学のナノスケールシステムセンター、材料科学工学研究センター、MITバイオエンジニアリングセンターのメンバーも務めています。

2009年、イングバーはハーバード大学のワイス生物工学研究所の創設所長に任命された。同研究所は、スイスの大富豪ハンスイェルク・ワイス氏からの1億2500万ドルの寄付（当時、ハーバード大学史上最大の慈善寄付）を受けて設立された。ワイス研究所は、リスクの高い研究や破壊的イノベーションを可能にし、新たに発見された生物学的設計原理を活用して、医療、産業、環境向けの生物模倣材料やデバイスといった新たな工学的イノベーションを開発する生物工学分野を活性化することを目的として設立された。^{[ 43 ]}この研究所は、ハーバード大学、その主要な提携病院（ベス・イスラエル・ディーコネス医療センター、ブリガム・アンド・ウィメンズ病院、ボストン小児病院、ダナ・ファーバー癌研究所、マサチューセッツ総合病院、スポールディング・リハビリテーション病院）、ボストン大学、マサチューセッツ工科大学、タフツ大学、マサチューセッツ大学医学部、シャリテ大学病院ベルリン、チューリッヒ大学とのパートナーシップです。

インバーは、米国医学アカデミー、米国発明家アカデミー、米国医療生物工学研究所、米国芸術科学アカデミーの会員です。彼は、米国科学アカデミー、米国工学アカデミー、米国医学研究所に助言を行う米国国家研究評議会（NRC）の宇宙研究委員会^{[ 44 ]}の委員を務め、宇宙生物学および医学委員会の委員長を務めました。彼は、「国際宇宙ステーション計画」、「国際宇宙ステーションにおける将来のバイオテクノロジー研究」^{[ 45 ] 、「NASA​​における微小重力および物理科学研究の方向性の評価」 [ 46 ]}、「生命の天体物理学的背景」[47]など、^複数のNRC報告書の外部レビュー担当者を務めています。

インバー氏は、メルク、ロシュ、アストラゼネカ、バイオジェン、シャネル、ロレアルなど、製薬、バイオテクノロジー、化粧品業界の数多くの企業でコンサルタントを務めてきました。現在は、Emulate, Inc.とBoa Biomedical, Inc.の科学諮問委員会の議長を務めています。

彼はIntegrative Biologyの諮問委員会のメンバーである。^{[ 48 ]}

インバーは、以下のような数々の賞や栄誉を受けています。

• 2021年：メカノバイオロジーとマイクロシステム工学への学際的な貢献、および生物に着想を得た工学におけるリーダーシップにより、米国工学アカデミーの会員に選出された。^{[ 49 ]}
• 2018年：クラリベイト・アナリティクスによる2006～2016年の高被引用研究者リストに選出された。^{[ 50 ]}
• 2017年：生物物理学会より創設者賞を受賞。^{[ 51 ]}
• 2016年：アメリカ芸術科学アカデミーに選出され、生物医学工学会からシュー・チエン賞^{[ 52 ]}、ピッツバーグ大学からパイオニア賞^{[ 53 ]}、タフツ大学からマックス・ティシュラー講演賞^{[ 54 ]を受賞。}
• 2015年：全米発明家アカデミーに選出され、ロンドン・デザイン・ミュージアムから「オルガン・オン・チップ」でプロダクトデザイン賞と年間最優秀デザイン賞を受賞、フォーリン・ポリシー誌から2015年の世界をリードする思想家として選ばれる。^{[ 55 ]}
• 2014年：オーストラリアのメルボルンで、1,400人以上の聴衆を前にグレアム・クラーク記念講演を行った。^{[ 56 ] [ 57 ]}
• 2013年：英国の国立動物実験代替・改良・削減センター（NC3Rs）からNC3Rs 3Rs賞を受賞し^{[ 58 ]}、臓器チップに関する研究で毒性学会の名誉会員に選ばれた^{[ 59 ] 。}
• 2012年：米国科学アカデミーの国立医学研究所（旧医学研究所）に選出され^{[ 60 ]} 、米国医学分野で最も栄誉ある称号の一つを獲得し、バイオテクノロジー部門でワールドテクノロジー賞を受賞しました^{[ 61 ] 。}
• 2011年：米国医療生物工学会のフェローに選出され^{[ 62 ]}、ホルストメダルを受賞した^{[ 63 ] 。}
• 2010年：体外生物学会から生涯功労賞^{[ 64 ]}、米国病理学会からラウス・ウィップル賞を受賞^{[ 65 ] 。}
• 2009年：生物医学工学会からプリツカー賞を受賞。^{[ 66 ]}
• 2009年～2014年：国防総省より乳がんイノベーター賞を受賞。
• 2005年：イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校より、理論および応用力学分野におけるタルボット・メダルを受賞。
• 2002年：エスクァイア誌が選ぶ世界の「最も優秀で聡明な人々」リストに選出される。
• 1991年から1996年：アメリカ癌協会教員研究賞を受賞。^{[ 67 ]}

インバー氏は、科学と工学（1991年）、アメリカ（1994年）、世界（1997年）、医学と医療（1999年）、ビジネスリーダーと専門家—栄誉版（2007年）など、多様な貢献により複数のWho's Whoリストにも名を連ねており、2018年にはアルバート・ネルソン・マーキス生涯功労賞を受賞しました。^{[ 68 ]}

インバーは、アーティスト、建築家、デザイナーだけでなく、科学者、医師、エンジニア、そして一般の人々とも国際的にコラボレーションを行っています。彼がアート／デザインコミュニティに関わっている例としては、以下のようなものがあります。

• 2019年：ニューヨークのクーパー・ヒューイット・スミソニアン・デザイン博物館で開催された「バイオ・フューチャリズム展」の客員キュレーターを務め、同博物館のトリエンナーレ展にも作品を出品。また、ロンドンのバービカン・センターとパリのポンピドゥー・センターで「オルガン・チップス」を展示した。
• 2018年：ロードアイランド州プロビデンスのロードアイランド・スクール・オブ・デザインで開催されたバイオデザイン展に、臓器チップが展示された。
• 2017年：分子生物学を原子レベルの精度で一般の人々に楽しませ、教育することを目的とした短編映画「The Beginning」 ^{[ 69 ]}を共同制作した。
• 2016年：セルラー・テンセグリティ・モデル、オルガン・チップ、シュリルクがベルリンのマルティン・グロピウス・バウ美術館で展示され、オルガン・チップはイスラエルのホロン・デザイン・ミュージアムとサウジアラビアのキング・アブドゥルアジーズ世界文化センターで展示された。
• 2015年：人工バイオ脾臓のプロトタイプが国立保健医学博物館（NMHM）で展示されました。オルガンチップはニューヨーク近代美術館（MoMA）で展示され、マサチューセッツ州ケンブリッジのル・ラボラトワール・ケンブリッジで展示され、ロンドンのデザインミュージアムから年間最優秀デザイン賞を受賞しました。^{[ 70 ]}シュリルクは英国ブライトンのブース自然史博物館で展示されました。
• 2015年：ニューヨーク近代美術館（MoMA）で「Human Organs-on-Chips」が展示され、マサチューセッツ州ケンブリッジのLe Laboratoire Cambridgeでも展示された。また、ロンドンのデザインミュージアムの「デザイン・オブ・ザ・イヤー」賞の最終候補に選ばれた。
• 2011年：ヒト肺チップがINDEX Design for Life Awardの最終候補に選ばれ、コペンハーゲンで開催されたINDEX: Award 2011展に出展されました。
• 2010年：パリのル・ラボラトワールにてテンセグリティに関するマルチメディア展を開催。ボストン科学博物館にてテンセグリティとナノバイオテクノロジーに関する講演を実施。
• 2005年：ロサンゼルスのゲッティセンターで開催された「イメージと意味」会議で、テンセグリティ・マルチメディアが展示された。
• 2002年：ボストン科学博物館にて、テンセグリティと生物学的設計に関する講演を行う。
• 2001年：マサチューセッツ州ケンブリッジのMITで開催された「イメージと意味」会議でテンセグリティに関する講演を行う。トロントのカナダ繊維博物館で開催された展覧会「成長と形態について」にテンセグリティのマルチメディアプレゼンテーションが展示される。

Scholia にはDonald E. Ingberの著者プロフィールがあります。

• ドナルド・イングバーのウェブページ（ワイス研究所ウェブサイト内）