معلومة

هل الخلايا العصبية $ DCX ^ {-} PSA-NCAM ^ {+} $ ناتجة عن تكوّن الخلايا العصبية لدى البالغين في الإنسان؟

هل الخلايا العصبية $ DCX ^ {-} PSA-NCAM ^ {+} $ ناتجة عن تكوّن الخلايا العصبية لدى البالغين في الإنسان؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

دراسة حديثة أجراها Sorrells et al. أثار (2018) جدلًا حول ما إذا كان لدى الإنسان حقًا تكوين عصبي بالغ في الحُصين أم لا.

في الورقة التالية - تكوين الخلايا العصبية للحصين عند البالغين: قصة عن بلوغ سن الرشد ، انتقد HG Kuhn و T Toda و FH Gage الدراسة الأصلية بالقول:

بينما سوريلس وآخرون. لم تحسب $ DCX ^ {+} PSA-NCAM ^ {+} $ الخلايا كخلايا عصبية مولودة للبالغين ؛ لم يحسبوا $ DCX ^ {-} PSA-NCAM ^ {+} $ على نفس المنوال ، مدعيًا أن الأخير أظهر سمات مورفولوجية أكثر نضجًا بناءً على معاييرهم. ومع ذلك ، فإن المسار الزمني لنمو الخلايا العصبية المولودة لدى البالغين في التلفيف المسنن البشري لم يتم تمييزه بوضوح ، وتستغرق الخلايا العصبية في الثدييات الأعلى ستة أشهر على الأقل لتنضج تمامًا (Kohler et al. ، 2011).

سؤالي هو- هي $ DCX ^ {-} PSA-NCAM ^ {+} $ هل الخلايا العصبية هي نتيجة تكوّن الخلايا العصبية لدى البالغين ، كما زُعم في الورقة الثانية؟ أو هل سوريلس وآخرون. صحيح في استدعاء فقط تلك الخلايا العصبية البالغة المولودة والتي تستجيب لكل من العلامات (DCX ، PSA-NCAM).


الحدود في علم الأعصاب

انتماءات المحرر والمراجعين هي الأحدث التي يتم توفيرها في ملفات تعريف بحث Loop وقد لا تعكس موقفهم في وقت المراجعة.


  • تحميل المادة
    • تحميل PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • تكميلي
      مادة
    • ملاحظة ختامية
    • مدير المراجع
    • ملف TEXT بسيط
    • BibTex


    مشاركه فى

    المزيد من الأدلة على أن البشر يظهرون لخلق خلايا عصبية جديدة في الشيخوخة

    اشلي ييغر
    25 مارس 2019

    أعلاه: التلفيف المسنن البشري لشخص سليم يبلغ من العمر 68 عامًا. تمت تسمية بروتين DCX باللون الأحمر لإبراز الخلايا العصبية غير الناضجة بينما تكون الخلايا العصبية الناضجة باللون الأزرق ، مع تمييز DAPI. © LLORENS LAB

    أفاد باحثون اليوم (26 مارس) في طب الطبيعة.

    يقول شينيو تشاو ، عالِم البيولوجيا العصبية بجامعة ويسكونسن-ماديسون ، والذي لم يشارك في الدراسة: "هذا هو أول دليل قوي حقًا يظهر أن تكوين الخلايا العصبية ينخفض ​​في مرضى الزهايمر البشري". العالم. ربما يقترح المؤلفون أن إيجاد طريقة لتعزيز تكوين الخلايا العصبية لدى هؤلاء المرضى يمكن أن يساعد في علاج مرض الزهايمر.

    الورقة البحثية هي الأحدث التي تتناول مسألة ما إذا كان تكوين الخلايا العصبية يحدث بالفعل في أدمغة البشر البالغين. قبل عام ، أفاد الباحثون أنهم لم يتمكنوا من العثور على علامات نمو الخلايا العصبية الجديدة في عينات أنسجة المخ المأخوذة من الأشخاص الذين ماتوا أو مرضى الصرع. ومع ذلك ، بعد حوالي شهر ، أفاد فريق منفصل أنهم وجدوا أدلة على تكوّن عصبي وفير في مجموعة مختلفة من العينات.

    راجع "الدراسة لا تجد تكوّنًا عصبيًا في الحصين عند البالغين" و "التكوّن العصبي الوفير الموجود في الحصين عند البالغين"

    في أحدث دراسة ، قامت ماريا لورينز مارتين ، عالمة الأعصاب في جامعة مدريد المستقلة ، وزملاؤها بتحليل أنسجة دماغية بعد الوفاة لـ13 فردًا سليمًا تتراوح أعمارهم بين 43 و 87 عامًا و 45 مريضًا يعانون من مرض الزهايمر بين 52 و 97 عامًا. قديم.

    يقول Llorens-Martín: "العامل الأكثر أهمية هو تثبيت العينات" العالم. في الدراسة ، اختبرت هي وزملاؤها ما إذا كان وقت التثبيت - المدة التي بقيت فيها العينات في مادة كيميائية حافظة - قد أثر على اكتشاف الخلايا العصبية الجديدة ، والتي تقاس عادة بوجود بروتين يسمى دوبلكورتين (DCX). أظهرت النتائج أن من ساعتين إلى 12 ساعة هو الوقت الأمثل لجلوس العينات في المادة الكيميائية ، في حين أن الجلوس لمدة تزيد عن 24 ساعة قضى تقريبًا على إشارة DCX.

    يقول تشاو إن منهجية تحضير الأنسجة مشابهة لما استخدمه الباحثون العام الماضي للعثور على دليل على نمو الخلايا العصبية الجديدة في البشر البالغين. لكنها تختلف قليلاً عن الطرق المستخدمة في الدراسة التي لم تجد تكوين الخلايا العصبية ، والتي جمدت العينات وتركت بعضها في المادة الكيميائية الحافظة لمدة تزيد عن 24 ساعة. باستخدام بروتوكولات صارمة للغاية للحفاظ على عينات أنسجة المخ ومعالجتها ، حددت لورينز مارتين وزملاؤها الآلاف من الخلايا العصبية غير الناضجة في التلفيف المسنن - وهو جزء من الحُصين مرتبط بصنع الذاكرة - لدى البشر الأصحاء من الناحية العصبية ، حتى عندما يكونون في الثمانينات من العمر. يقول تشاو: "إنه دليل قوي آخر على أن هناك بالفعل تكوُّنًا عصبيًا للبالغين عند كبار السن".

    تظهر النتائج أن تكوين الخلايا العصبية يقل بشكل معتدل مع تقدم العمر. ولكن يبدو أن عدد الخلايا العصبية غير الناضجة في الأشخاص الأصحاء أعلى باستمرار من العدد الموجود في مرضى الزهايمر ، بغض النظر عن أعمارهم. وجد الفريق أن هؤلاء المرضى عادة ما يكون لديهم عشرات الآلاف من الخلايا العصبية غير الناضجة أقل من الأشخاص الأصحاء وأن فقدان الخلايا يتقدم مع شدة المرض.

    لم يقتنع الجميع بالنتائج. في بريد إلكتروني إلى العالم، كتب شون سوريلس ، عالم الأعصاب في جامعة بيتسبرغ وأحد مؤلفي دراسة العام الماضي التي لم تعثر على أي دليل على تكوين الخلايا العصبية لدى البالغين ، "إن التعرف الدقيق على الخلايا العصبية حديثي الولادة هو مسعى معقد يتطلب خطوطًا متعددة من الأدلة لاستبعاد التفسيرات البديلة ، ولا يوجد أي منها معروضة في هذه الدراسة ". ويشير إلى أن مظهر الخلايا وملامح البروتين تشير إلى أنها "في الواقع مجموعة متميزة من الخلايا العصبية الحُصَينية الناضجة التي كانت موجودة منذ الطفولة".

    لا يتفق تشاو ويقول إن الدراسة الجديدة هي في الواقع أول دراسة تقدم رؤية واضحة لنضج الخلايا العصبية النامية حديثًا في دماغ الإنسان البالغ. في نماذج القوارض ، أظهر العلماء أنه بالإضافة إلى DCX ، فإن الخلايا العصبية النامية تنتج بروتينًا رابطًا للكالسيوم يسمى CR عندما تكون أقل نضجًا وآخر يسمى CB عندما تكون أبعد قليلاً في تطورها. في الدراسة الجديدة ، استخدمت Llorens-Martín وزملاؤها تقنية وضع العلامات لتحديد الخلايا التي تعبر عن كل من DCX و CR وتلك التي تعبر عن كل من DCX و CB ثم تتبع مكان وجودها في جزء من الحُصين يسمى المنطقة تحت الحُبيبية. كانت الخلايا التي تعبر عن DCX و CR موجودة على حدود هذا الجزء من الحصين ولديها أجسام خلوية أصغر وكانت أكثر استطالة ، وهي سمة من سمات الخلايا الأقل نضجًا. كانت الخلايا المسمى DCX و CB موجودة في عمق التلفيف المسنن وكان لها شكل بيضاوي أكثر ، مما يشير إلى أنها كانت أكثر نضجًا.

    تقول ماورا بولدريني ، عالمة البيولوجيا العصبية في جامعة كولومبيا والتي لم تشارك في الدراسة الجديدة ، إن تتبع الخلايا بهذه الطريقة مهم لإثبات نضوجها إلى خلايا عصبية جديدة على وجه اليقين. العالم. كان نقد التجارب السابقة هو أن الخلايا العصبية قد تتحول إلى أنواع أخرى من الخلايا ، لكن العمل الجديد يظهر بوضوح أن الخلايا غير الناضجة أصبحت خلايا عصبية فعلية. كان بولدريني مؤلفًا مشاركًا لدراسة عام 2018 التي قدمت دليلًا على تكوّن الخلايا العصبية لدى البشر البالغين.

    يشرح بولدريني أيضًا النتيجة التي تبين أن مثل هذه الخلايا تتضاءل في مرضى الزهايمر بغض النظر عن أعمارهم أمر مهم لأنه يعزز الفكرة - الموضحة في النماذج الحيوانية - أن المرض هو حالة تسببها بعض الأمراض غير الشيخوخة. يوافق سوريلس على أن هذا الاكتشاف يستحق المزيد من الدراسة ، على الرغم من أنه يشير إلى أن الخلايا ، التي اقترح هو وزملاؤه أنها مجموعة سكانية فرعية مميزة من الخلايا العصبية الحُصين الموجودة منذ الطفولة ، ربما تكون أكثر عرضة للإصابة بالمرض. يقول: "هذا في حد ذاته ، سيكون ظاهرة مهمة يجب فهمها".

    يلاحظ Llorens-Martín أن الخسارة في هذه الخلايا تظهر مبكرًا في أدمغة مرضى الزهايمر ، حتى قبل تطور لويحات الأميلويد والتشابك الليفي العصبي المميز للمرض. لذلك ، قد يصبح فقدان هذه الخلايا المعينة علامة بيولوجية للتطور المبكر للمرض. وتضيف أنه إذا تمكن الباحثون من إثبات أن تكوين الخلايا العصبية للبشر يمكن أن يحسن الذاكرة - كما أظهروا في النماذج الحيوانية - فإن تحفيز الخلايا العصبية الجديدة على النمو في حصين مرضى الزهايمر يمكن أن يؤدي إلى علاجات جديدة لعلاج المرض.


    تكوين الخلايا العصبية للبالغين غير التكاثري في الخلايا الجذعية المشتقة من القمة العصبية المعزولة من الرباط اللثوي البشري

    لا يزال التجديد الذاتي وتنظيم النسب للخلايا الجذعية العصبية في دماغ الثدييات البالغة (aNSCs) بعيدًا عن الفهم. على الرغم من أن الدراسات السابقة قد ذكرت أن بعض الخلايا العصبية النقية في منافذ عصبية أظهرت نوى غير منتظمة ، إلا أن أهميتها الوظيفية لا تزال بعيدة المنال. استخدمنا الخلايا الجذعية للرباط اللثوي البشري المشتقة من القمة العصبية (hPDLSCs) كنموذج خلية في المختبر لتكوين الخلايا العصبية لاستقصاء الأهمية الوظيفية لتعدد الأشكال النووية. هنا ، نظهر أن الخلايا العصبية المشتقة من hPDLSCs لا يتم إنشاؤها مباشرة من خلال انقسام الخلايا من الخلايا الجذعية. في الواقع ، يتم إعادة تعيين شكل خلية السلائف العصبية وبدء تطور الخلايا العصبية الخاصة بهم كأشكال كروية مستديرة. تبنت الخلايا العصبية المشتقة من hPDLSCs تدريجيًا مورفولوجيا معقدة تتعامل مع الهويات الشبيهة بالشجيريات والمحاور العصبية ، مما أدى إلى ظهور مجموعة متنوعة من التشكلات الشبيهة بالخلايا العصبية. لقد اكتشفنا تشريح نوى خلية عابرة يتزامن مع تكوين الخلايا العصبية في المختبر ، دون أن يكون له علاقة بتكاثر الخلايا. لاحظنا أن الهياكل الصغيرة المحتوية على الحمض النووي تتحرك داخل الخلية وتشكل مؤقتًا نوى مفصصة. يكشف التحليل المورفولوجي أيضًا أن المنافذ العصبية في دماغ الفأر البالغ تحتوي على خلايا ذات أشكال نووية تشبه إلى حد كبير تلك التي لوحظت أثناء تكوين الخلايا العصبية في المختبر من hPDLSCs. تقدم نتائجنا دليلًا على أن تمايز الخلايا العصبية من الخلايا غير المتجانسة قد يحدث أيضًا أثناء تكوين الخلايا العصبية للثدييات البالغة في الجسم الحي دون أن تكون مرتبطة بتكاثر الخلايا. بالإضافة إلى ذلك ، نوضح أن الخلايا العصبية المشتقة من hPDLSCs تعرض سلسلة من التطور المورفولوجي تشبه إلى حد كبير تلك التي لوحظت في الثقافات العصبية الأولية المشتقة من أدمغة القوارض أثناء تكوين الخلايا العصبية ، مما يوفر دليلًا على أنه من الممكن إعادة إنتاج العمليات العصبية والحصول على الخلايا العصبية من hPDLSCs.


    تقييم متوازن للأدلة على تكوين الخلايا العصبية لدى البالغين: الآثار المترتبة على الاضطرابات العصبية والنفسية

    هناك اعتقاد شائع بأن تكوين الخلايا العصبية موجود في دماغ الإنسان البالغ ، خاصة في التلفيف المسنن ، ويجب الحفاظ عليه ، وإذا أمكن ، زيادته بمحفزات مختلفة بما في ذلك التمارين وبعض الأدوية. هنا ، ندرس الأدلة على تكوين الخلايا العصبية لدى البالغين ونلاحظ القيود المهمة للمنهجيات المستخدمة لدراستها. تشير المراجعة المتوازنة للأدبيات وتقييم البيانات إلى أن تكوين الخلايا العصبية للبالغين في دماغ الإنسان أمر غير محتمل. في الواقع ، في العديد من الدراسات الحديثة عالية الجودة في الدماغ البشري البالغ ، على عكس أدمغة الأنواع الأخرى ، لم يكن تكوين الخلايا العصبية قابلاً للاكتشاف. تشير هذه النتائج إلى أن دماغ الإنسان يتطلب مجموعة دائمة من الخلايا العصبية للحفاظ على المعرفة المكتسبة لعقود من الزمن ، وهو أمر ضروري للوظائف الإدراكية المعقدة العالية الفريدة للبشر. وبالتالي ، فإن تحفيز و / أو حقن الخلايا الجذعية العصبية في أدمغة الإنسان قد لا يؤدي فقط إلى تعطيل أنظمة الاستتباب الدماغي ، بل يؤدي أيضًا إلى اضطراب الدوائر العصبية الطبيعية. نقترح أن يكون تركيز البحث على الحفاظ على الخلايا العصبية في الدماغ عن طريق منع الضرر ، وليس الاستبدال.

    هذه معاينة لمحتوى الاشتراك ، والوصول عبر مؤسستك.


    النتائج

    يتم التعبير عن جين SRG3 بشكل مفرط على وجه التحديد في الخلايا العصبية للدماغ الأمامي لفئران SRG3 TG

    لتأكيد ما إذا كانت الفئران المعدلة وراثيًا SRG3 تعمل على النحو المصمم وراثيًا ليكون مدفوعًا بمحفز CaMKII & # x003b1 ، والذي يتم التعبير عنه في الخلايا العصبية بعد التقلص في مناطق الدماغ الأمامي مثل القشرة المخية الحديثة والحصين واللوزة (Benson et al. ، 1992 Jacobs et al. ، 1993) ، تم فحص الفئران SRG3 TG لرؤية الإفراط في التعبير عن الدماغ المقدم من SRG3. لم يكن شكل وحجم الدماغ الإجمالي للذكور SRG3 TG البالغ من العمر 20 أسبوعًا مختلفًا عن النوع البري (الشكل 1 أ) ، مما يشير إلى أن النمو الكلي للدماغ لا يتأثر بالإفراط في التعبير عن SRG3. كان كلا نصفي الكرة متماثلين ، وحجم المخيخ والبصلة الشمية حيث لم يتم تنشيط مروج CaMKII & # x003b1 يبدو أيضًا مشابهًا في SRG3 TG والنوع البري (بالوزن). تم تأكيد التطور الطبيعي للقشرة المخية الحديثة والمناطق الفرعية للحصين مثل التلفيف المسنن (DG) و CA3 و CA1 لفأر SRG3 TG عن طريق وضع العلامات DAPI على قسم إكليلي في مرحلة ما بعد الولادة -2.0 مم (الشكل 1 أ). تم تقييم تعبير SRG3 على مستويات الرنا المرسال والبروتين. أظهر RT-PCR في الوقت الحقيقي الإفراط في التعبير المحدد للدماغ الأمامي لجين SRG3 (الشكل 1 ب ، قرن آمون ، قشرة زيادة 2.6 أضعاف ، زيادة 2.4 ضعف في المخيخ ، زيادة 1.3 ضعفًا على التوالي مقارنة بالوزن ، ن = 1). مستوى البروتين SRG3 الذي تم الكشف عنه بواسطة النشاف الغربي باستخدام مضاد ضد BAF155 ، وهو متماثل بشري لـ SRG3 ، زاد أيضًا بشكل كبير في الفئران SRG3 TG مقارنة بالنوع البري (متوسط ​​& # x000b1SEM hippocampus ، 143.7 & # x000b15٪ مقابل القشرة البرية ، 137.9 & # x000b15 .6٪ مقابل wild ، * p & # x0003c0.05 على التوالي ، n = 3 لكل مجموعة) (الشكل 1C). من أجل مقارنة التعبير lelvel من بروتين SRG3 في الخلايا العصبية الفردية ، تم فحص نشاط مناعي ضد SRG3 في شرائح الدماغ من كلا المجموعتين. تم الكشف عن إشارة SRG3 في النواة (الشكل 1D الداخلي) وعرضت إشارات أكثر كثافة في منطقة الدماغ الأمامي لفئران SRG3 TG مقارنة بالوزن (الشكل 1 د). توضح هذه النتائج باستمرار أن المعالجة الجينية لماوس SRG3 المفرط في التعبير TG تعمل بشكل موثوق ، وتظهر نمط تعبير متزايد لـ SRG3 mRNA والبروتين في الخلايا العصبية للدماغ الأمامي.

    SRG3 يتم التعبير عن الجين بشكل مفرط في الدماغ الأمامي SRG3 الفئران TG. (أ) التشكل الإجمالي والقسم التاجي الملون DAPI في مرحلة ما بعد الولادة -2.0 ملم من الوزن و SRG3 الفئران TG. لم يكن هناك فرق يمكن اكتشافه بين SRG3 ووزن دماغ الفئران. (ب) التعبير عن SRG3 زاد الرنا المرسال أكثر من مرتين في الحصين والقشرة ، ولكن ليس في المخيخ SRG3 الفئران TG ، عند تطبيعها إلى & # x003b2-actin mRNA (n = 1 لكل مجموعة). (ج) النشاف الغربي باستخدام جسم مضاد ضد BAF ، وهو تجانس بشري لـ SRG3، أن SRG3 كما زاد مستوى البروتين بشكل ملحوظ في العقول الأمامية SRG3 تيراغرام. يتم التعبير عن القيم كنسبة مئوية من التعبير في الفئران بالوزن. تمثل القضبان المتوسط SRG3 تعبير البروتين & # x000b1SEM (ن = 3 لكل مجموعة). * p & # x0003c0.05 ، للطالب ر اختبار. (د) SRG3 تم اكتشافه في النوى (أقحم) و SRG3 أظهرت الفئران TG إشارات أكثر كثافة في الدماغ الأمامي. شريط المقياس = 100 & # x000b5m.

    لا يتأثر انتشار الخلايا العصبية السلفية في SGZ بالإفراط في التعبير عن SRG3

    لتحديد ما إذا كان الإفراط في التعبير عن SRG3 يسبب نمطًا متغيرًا في تكاثر الخلايا السلفية العصبية ، تم فحص عدد الخلايا السلفية التي تم إنشاؤها حديثًا في SGZ من خلال دمج BrdU. على الرغم من أن محفز CaMKII & # x003b1 لا يعمل في الخلايا المتكاثرة ، إلا أن الخلايا السلفية العصبية في DG للحصين البالغ يمكن أن تتأثر بشكل غير مباشر بالخلايا العصبية اللاحقة للتضخم (Chen et al. ، 2007) التي تفرط في التعبير عن جين SRG3 بواسطة CaMKII & # x003b1 المروج. تم حساب خلايا BrdU المناعية (BrdU +) داخل SGZ في جميع أنحاء DG لكلا الأنماط الجينية (الشكل 2 أ). تم العثور على بعض خلايا BrdU + في مجموعات مثل تلك الموجودة في التقارير السابقة (Yagita et al. ، 2001 Zhu et al. ، 2005 Hodge et al. ، 2008). لم يكن العدد الإجمالي لخلايا BrdU + الموجودة في SGZ (المتوسط ​​& # x000b1SEM بالوزن ، 1،099 & # x000b163 / mm 3 مقابل SRG3 TG ، 1،024 & # x000b159 / mm 3 ، p & # x0003e0.1 ، n = 4 لكل مجموعة) تختلف إحصائيًا بين الفئران بالوزن و SRG3 TG (الشكل 2 ب) ، مما يشير إلى أن الانتشار لم يتأثر بالإفراط في التعبير عن SRG3.

    لا يتم تغيير تكاثر الخلايا السلفية العصبية في SGZ / SVZ في الفئران البالغة SRG3 TG. (A) تم الكشف عن خلايا BrdU المناعية في المنطقة تحت الحبيبية (SGZ) من DG وتم العثور على بعض خلايا BrdU + في مجموعات. شريط المقياس = 100 & # x000b5m. (ب) لم يكن العدد الإجمالي لخلايا BrdU + الموجودة في SGZ مختلفًا إحصائيًا بين الفئران بالوزن و SRG3 TG. تمثل الأشرطة متوسط ​​عدد خلايا BrdU + / مم 3 من الطبقة الحبيبية (ن = 4 لكل مجموعة). p & # x0003e0.1 ، للطالب ر اختبار. (C) BrdU المناعي على المنطقة تحت البطينية (SVZ) لكلا الطرز الوراثية. شريط المقياس = 100 & # x000b5m.

    تم أيضًا فحص تكاثر الخلايا في المنطقة تحت البطينية (SVZ) للبطين الجانبي (Gould ، 2007). على الرغم من أن محفز CaMKII & # x003b1 لا يعمل إلا في الخلايا العصبية الناضجة ، إلا أن هناك حاجة إلى التحقق من التأثير المحتمل للتعبير الزائد عن SRG3 على نمط انتشار SVZ عند النظر في SVZ كمكان آخر مهم لتكوين الخلايا العصبية لدى البالغين. ومع ذلك ، لم يتم العثور على اختلاف في معدل الانتشار في SVZ في كلا النمطين الجيني (الشكل 2C).

    يبدو التطور العصبي طبيعيًا في الحُصين والقشرة لفئران SRG3 TG

    لتحديد ما إذا كان التطور العصبي المبكر يتم تنظيمه بشكل طبيعي في الفئران SRG3 TG ، تم تحصين التمايز بعد الانقسام في منطقة الحصين بعلامات عصبية مبكرة. خلال مرحلة التمايز ما بعد التورم والخلايا العصبية في تكوين الخلايا العصبية في الحصين عند البالغين ، فإن معظم الخلايا العصبية لحديثي الولادة مقدر لها أن تموت ، ولكن الخلايا العصبية الباقية فقط تنضج لتندمج في دائرة عصبية وظيفية (Tashiro et al. ، 2007). أفادت الدراسات السابقة أن الخلايا الملتزمة بسلالة الخلايا العصبية تبدأ في التعبير عن دبل كورتين (Dcx) (فرانسيس وآخرون ، 1999) والشكل الجنيني متعدد السلالات لجزيء التصاق الخلايا العصبية (PSA-NCAM) ، مباشرة بعد خروجها من الخلية دورة (فوكودا وآخرون ، 2003). لم يتغير العدد الإجمالي لخلايا Dcx المناعية (Dcx +) في حصين الفئران SRG3 TG بشكل ملحوظ مقارنةً بالوزن (العدد المتوسط ​​& # x000b1SEM: الوزن ، 9،974 & # x000b1450 / مم 3 SRG3 TG ، 9،133 & # x000b1701 / مم 3 ، p & # x0003e0.1 ، n = 4 لكل مجموعة) ، مما يشير إلى أن التمايز العصبي للخلايا السلفية العصبية في قرن آمون من فئران SRG3 TG البالغة تبدو طبيعية خلال فترة ما بعد التقلص المبكرة (الشكل 3 أ). نظرًا لتداخل تعبير Dcx مؤقتًا مع تعبير PSA-NCAM في المسار الزمني للتطور ، تمت مقارنة النشاط المناعي لخلايا PSA-NCAM + على شرائح الدماغ المختارة عشوائيًا من كلا النوعين الجيني (Nacher et al. ، 2001). اتضح أن عدد وكثافة إشارة خلايا PSA-NCAM + كانت مشابهة على ما يبدو لنتائج Dcx المناعي ولا يوجد فرق بين مجموعتي SRG3 TG و wt.

    يعد التطور العصبي المبكر أمرًا طبيعيًا في فئران SRG3 TG البالغة. (أ) Dcx و PSA-NCAM المناعي على DG لكلا الأنماط الجينية. شريط المقياس = 100 & # x000b5m. (ب) لم يكن العدد الإجمالي لخلايا Dcx المناعية (Dcx +) في DG لفئران SRG3 TG مختلفًا بشكل كبير عن عدد الفئران بالوزن. يمثل كل شريط متوسط ​​عدد خلايا Dcx + / مم 3 من طبقة الحبيبات (ن = 4 لكل مجموعة). p & # x0003e0.1 ، للطالب ر اختبار. (C) لم يُظهر التلميع المناعي لـ Tuj-1 ، وهو علامة عصبية مبكرة أخرى ، في مناطق الدماغ الأمامي أي فرق ملحوظ بين كلا الأنماط الجينية. كانت الخلايا العصبية الناضجة في كل منطقة من مناطق الدماغ الأمامي التي تم فحصها أيضًا مناعية لـ Tuj-1 ، لأن Tuj-1 لا يزال يتم التعبير عنه في الخلايا العصبية الناضجة. شريط المقياس = 100 & # x000b5m.

    من أجل معرفة تأثير SRG3 المفرط التعبير على الخلايا العصبية الناضجة على نضوج الحصين والقشرة ، تم استخدام Tuj-1 كعلامة الخلايا العصبية وكذلك علامة عصبية متمايزة تمامًا لفحص الفئران SRG3 TG. تم العثور على الفئة III الخاصة بالخلايا العصبية & # x003b2-tubulin (Tuj-1) ليتم التعبير عنها في الخلايا العصبية غير الناضجة التي تم إنشاؤها حديثًا (Menezes and Luskin ، 1994) وفي الخلايا العصبية الناضجة (Ambrogini et al. ، 2004) (الشكل 3C) ). تم اكتشاف Tuj-1 في سوماتا وعصبونات الخلايا العصبية داخل القشرة ، CA1 و DG. على وجه الخصوص ، في DG ، تم اكتشاف Tuj-1 في جسد جميع الخلايا الحبيبية تقريبًا ووجد في العصبونات لبعض الخلايا الحبيبية التي تصل إلى الشق الحُصيني. كان التوزيع والنشاط المناعي لـ Tuj-1 في القشرة المخية و CA1 و DG غير قابل للتمييز بين SRG3 TG و Wt الحيوانات ، مما يشير إلى أن النضج العصبي في تكوين الخلايا العصبية للحصين البالغة وكذلك نمو الخلايا العصبية القشرية يبدو طبيعياً في الفئران SRG3 TG.

    لمعرفة ما إذا كان SRG3 المفرط في التعبير يؤثر على عملية التمايز العصبوني المتأخر وبقاء الخلايا الملتزمة بنسب الخلايا العصبية خلال المرحلة المتأخرة من تكوين الخلايا العصبية في الحصين عند البالغين ، تم تمييز البروتين المرتبط بالأنابيب الدقيقة 2 (MAP2) و NeuN بالمناعة ، كما عُرف MAP2 و NeuN باسم علامات عصبية ناضجة (مينيزيس ولوسكين ، 1994). تم الكشف عن الإشارة في التشعبات والسوماتا للخلايا العصبية (الشكل 4 أ) كما ورد سابقًا (Biranowska et al. ، 2000 Jalava et al. ، 2007). على الرغم من وجود بعض الخلايا في SGZ التي تفتقد إلى نشاط مناعي MAP2 ، إلا أنها قد تكون غير ناضجة أو خلايا متكاثرة. لم يكن التوزيع والنشاط المناعي لخلايا MAP2 المناعية (MAP2 +) في القشرة والحصين مختلفين بشكل كبير في SRG3 TG والوزن (الشكل 4 أ). بالإضافة إلى ذلك ، أظهر التوسيم المناعي لـ NeuN ، وهو بروتين نووي لتمييز نوى الخلايا العصبية الناضجة (Lind et al. ، 2005) ، نمطًا مشابهًا في الفئران SRG3 TG و wt (الشكل 4 ب) ، مما يشير إلى أن عملية تمايز الخلايا العصبية المتأخرة أثناء تكوين الخلايا العصبية في الحصين عند البالغين وبقاء الخلايا العصبية على قيد الحياة تظل طبيعية في الفئران SRG3 TG.

    يعد التطور العصبي المتأخر أمرًا طبيعيًا في فئران SRG3 TG البالغة. (أ) تم اكتشاف MAP2 على التشعبات والجسمات للخلايا العصبية الناضجة في القشرة الدماغية ومنطقة الحصين ، ولم يكن هناك فرق واضح بين كلا الأنماط الجينية. (ب) تم تسمية النوى بواسطة NeuN ، علامة عصبية ناضجة. أظهر التوزيع والنشاط المناعي في مناطق القشرة والحصين نمطًا مشابهًا بين مجموعتين. شريط المقياس = 100 & # x000b5m.

    يبدو تنشيط جزيئات الإشارات داخل الخلايا التي تشارك في بقاء الخلايا العصبية في الحُصين البالغة مشابهًا بين SRG3 TG والفئران من النوع البري

    على الرغم من أن التلقيح المناعي باستخدام MAP2 و Tuj-1 ينتج عنه عدم وجود نمط ضعيف لبقاء الخلايا العصبية الحُصينية المتولدة حديثًا بواسطة SRG3 المفرط التعبير ، فقد لا يعني هذا أن نضوج الخلايا العصبية طبيعي تمامًا. لتحديد ما إذا كان بقاء الخلايا العصبية لا يتغير بطريقة خفية عن طريق الإفراط في التعبير عن SRG3 ، تم فحص تنشيط CREB ، وهو خطوة حاسمة لبقاء الخلايا العصبية حديثي الولادة في قرن آمون (Nakagawa et al. ، 2002) ، باستخدام النشاف الغربي و المناعية. تم التعبير عن ERK1 / 2 و CaMKII ، الوسطاء الحاسمون في تنشيط CREB ، وتنشيطهم بدرجة مماثلة (الشكل 5A ، pERK1 / 2 ، 104 & # x000b16٪ مقابل الوزن ، p & # x0003e0.05 pCaMKII، 97 & # x000b12٪ vs wt ، p & # x0003e0.05) ، وبالمثل لم يكن تنشيط CREB مختلفًا بين مجموعتين (الشكل 5A ، pCREB ، 106 & # x000b13٪ مقابل الوزن ، p & # x0003e0.05). علاوة على ذلك ، لم يكن تعبير BDNF الذي ينظمه CREB الفسفوري وتفعيل TrkB ، مستقبل BDNF ، مختلفًا بشكل كبير في كلا المجموعتين (الشكل 5A: BDNF ، 103 & # x000b13٪ مقابل wt ، p & # x0003e0.05 pTrkB ، 106 & # x000b15٪ vs wt، p & # x0003e0.05) ، وهو ما يتوافق مع التسمية المناعية لكل علامة على الأنسجة ، مما يعني أن بقاء الخلايا العصبية وإشارات البقاء على قيد الحياة لا يتأثران بالإفراط في التعبير عن SRG3 في الخلايا العصبية الناضجة.

    صور التخثر المناعي والمناعة لجزيئات الإشارة الرئيسية المشاركة في بقاء الخلايا العصبية الحُصينية حديثي الولادة في كلا الحيوانين. (أ) اللطخات الغربية للإشارة إلى الجزيئات المشاركة في بقاء الخلايا العصبية الحُصينية حديثي الولادة. كان مستوى التعبير عن الجزيئات المرتبطة بتكوين الأوعية الدموية مثل angiopoietin1 و VEGF وكذلك مستوى الفسفرة لـ TrkB و CaMKII و ERK1 / 2 و CREB متشابهين بين كلا الطرازين. تم فحص الحصين والقشرة بشكل منفصل. (ب) لا يوجد فرق ملحوظ في المناعية لبكريب بين الفئران بالوزن و TG. لوحظ BDNF بشكل ضعيف في الشجرة الجسدية والتشجيرية للخلايا العصبية الحُصَينية (c

    ح) والخلايا العصبية القشرية (أ ، ب). تم اكتشاف CREB (pCREB) المفسفر في نوى الخلايا داخل SGZ (o ، p) وعبر الطبقات القشرية (i ، j). شريط المقياس = 100 & # x000b5m.

    لمعرفة ما إذا كان التعبير عن VEGF و angiopoietin1 قد تم تغييره بواسطة SRG3 المفرط التعبير ، تم إجراء النشاف الغربي باستخدام متجانسات الحصين من كل نمط وراثي ، لأن عامل النمو البطاني الوعائي (VEGF) و angiopoietin1 كلها مرتبطة بتكوين الأوعية الدموية وتم الإبلاغ عن ارتباطها بالبالغين تكوين الخلايا العصبية (أثناء و Cao ، 2006 Warner-Schmidt et al. ، 2008). في الآونة الأخيرة ، تم الإبلاغ عن أن SRG3 مطلوب لتكوين الأوعية وتطور الأديم الباطن الحشوي في الكيس المحي ، وتم تقليل التعبير عن الجينات المرتبطة بتكوين الأوعية ، بما في ذلك Angiopoietin1 و Tie2 و EphrinB2 و Ihh و Notch1 ، بشكل ملحوظ في SRG3 - / - Tg + صفار أكياس (هان وآخرون ، 2008). لم يكن التعبير عن VEGF و angiopoietin1 مختلفًا في كلا النوعين (الشكل 5A: VEGF، 104 & # x000b13٪ vs wt، p & # x0003e0.05 angiopoietin1، 102 & # x000b13٪ vs wt، p & # x0003e0.05) ، على عكس المخفض التعبير عن الجينات المرتبطة بتكوين الأوعية الدموية عن طريق استنفاد SRG3.

    للتغلب على القيد المحتمل للنشاف الغربي الذي يفتقد إلى التغيير الدقيق لمستوى التعبير المتغير لجزيئات معينة والتي هي جزء صغير جدًا من الحصين بأكمله ، تم فحص تنشيط أو التعبير عن BDNF و CREB عن طريق تلطيخ المناعي والتلوين المناعي في خلية واحدة المستوى (الشكل 5 ب ، & # x200 ب ، ج). ج). لم يتم الكشف عن إشارة BDNF بقوة في الجسد والتشجير للخلايا العصبية الحُصَينية من كلا المجموعتين ، بل تمت ملاحظتها بشكل أكثر كثافة في الخلايا العصبية للخلايا العصبية القشرية (الشكل 5 ب). تم الكشف عن CREB المفسفر في نوى الخلايا داخل SGZ وعبر الطبقات القشرية (الشكل 6 ج). مجتمعة ، يُظهر دليل من النشاف الغربي والتلوين المناعي باستخدام الفسفرة- CREB و BDNF بوضوح أن الإفراط في التعبير عن SRG3 لا يؤثر بشكل كبير على التعبير وتفعيل جزيئات الإشارات داخل الخلايا التي تشارك في بقاء الخلايا العصبية حديثي الولادة في قرن آمون البالغ.


    مناقشة

    كشف تحليلنا أن الخلايا العصبية في القشرة المخية الحديثة للإنسان البالغ لديها 14 درجة مئوية في الحمض النووي الجيني الخاص بها يتوافق مع مستويات الغلاف الجوي في الوقت الذي ولد فيه الفرد ، وفشلنا في الكشف عن الخلايا العصبية التي تحمل علامة BrdU ، والتي تجادل ضد تكوين الخلايا العصبية القشرية بعد الولادة في البشر. .

    من المهم التأكيد على أن كلا من نهجنا لاكتشاف دوران الخلايا في القشرة المخية الحديثة للبالغين لهما حدود الكشف ، وأنه لا يمكننا استبعاد تكوين الخلايا العصبية تحت هذا المستوى. يعطي تاريخ الولادة بأثر رجعي 14 درجة مئوية مقياسًا تراكميًا يوفر حساسية عالية لاكتشاف جيل مستمر منخفض الدرجة من الخلايا الجديدة ، حتى لو كانت هذه الخلايا تمثل 1 ٪ فقط من الخلايا العصبية على مدار العمر الافتراضي بأكمله في المنطقة التي تم تحليلها (23) . ومع ذلك ، فإن هذا يتطلب أن تتكامل الخلايا حديثي الولادة بثبات ويتم الحفاظ عليها. لقد تم اقتراح أن الخلايا العصبية حديثي الولادة في القشرة الحديثة للقرد لها عمر قصير ولا يتم الحفاظ عليها على المدى الطويل (5). إذا كانت هذه الخلايا العصبية تمثل في أي وقت ما & lt1 ٪ من الخلايا العصبية في المنطقة التي تم تحليلها ، فلن يمكن اكتشافها بأثر رجعي 14 درجة مئوية التي يرجع تاريخها مع الحساسية الحالية.

    في هذا السياق ، يتميز تصنيف BrdU بأنه يقوم بتسمية الخلايا حديثي الولادة في وقت معين ، وسيكون من السهل اكتشاف أقل من 1 ٪ من الخلايا العصبية التي تم تصنيفها في وقت التحليل. تراوحت الفترة الزمنية بين إدارة BrdU ووفاة الأفراد الذين قمنا بتحليلهم بين 4.2 شهرًا و 4.3 سنوات. تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أنه لا يمكن أن يكون هناك سوى القليل (& lt1٪) ، إن وجد ، تكامل مستقر للخلايا العصبية القشرية في دماغ الإنسان البالغ ، وإذا كان هناك إنتاج للخلايا العصبية العابرة ، فإن لها عمرًا يصل إلى 4.2 شهرًا.

    علاوة على ذلك ، يمكننا دمج المعلومات المكتسبة من خلال تأريخ الولادة بأثر رجعي ووسم BrdU لتقدير المستوى الأقصى لتكوين الخلايا العصبية القشرية الحديثة للبالغين التي يمكن أن تظل دون أن يلاحظها أحد من خلال الجمع بين كلتا الطريقتين. مع متوسط ​​العمر الثابت لجميع الخلايا ، سيكون أعلى عدد نظري من الخلايا التي تم إنشاؤها في مرحلة البلوغ إذا كان هناك مجموعتان ، أحدهما يتولد حول الولادة والباقي يتولد بشكل معاصر. إذا قمنا بتعيين السكان الذين تم تكوينهم قبل الولادة ليولدوا في وقت الولادة (متوسط ​​عمر الخلايا العصبية القشرية) ، يمكننا حساب ، بناءً على متوسط ​​عمر جميع الخلايا ، أن السكان الذين ولدوا خلال السنوات الخمس الماضية (في المتوسط) 2.5 سنة قبل التحليل) 37٪ من جميع الخلايا في مجتمعنا (حسب حساب كل فرد بالنظر إلى متوسط ​​العمر المعروف لجميع الخلايا لهذا الشخص ، يمثل 37٪ متوسط ​​جميع الأفراد). بالنظر إلى بيانات BrdU الخاصة بنا ، نعلم أن 1 من 516 خلية مولودة للبالغين يمكن أن تكون خلايا عصبية (في دراستنا ، تم اعتبار 0 من 515 خلية تحمل علامة BrdU على أنها خلايا عصبية ، ومع ذلك ، لا يمكننا استبعاد أنه إذا كان حجم العينة أكبر ، ربما اكتشفنا خلايا BrdU + / NeuN + ، وبالتالي حددنا عدد الخلايا العصبية على أنها 1 من 516). بالنظر إلى أن 37 ٪ من السكان كانوا يتحولون في السنوات الخمس الماضية ، فإننا نقدر أن & lt0.07 ٪ (0.37 من 1 من 516) من الخلايا في القشرة المخية الحديثة للإنسان البالغ يمكن أن تمثل خلية عصبية تم إنشاؤها خلال الخمس سنوات الماضية سنوات وكان ذلك مندمجا بثبات.

    أثبتت العديد من الدراسات وجود خلايا مع في المختبر إمكانات الخلايا الجذعية العصبية في القشرة البشرية ، بما في ذلك المادة البيضاء تحت القشرية (31). لا تستبعد نتائجنا احتمال حدوث تكوين عصبي القشرة المخية الحديثة في أمراض معينة ، أو أنه قد يكون من الممكن تحريضه ، كما تم اقتراحه في قشرة القوارض (9 ، 10 ، 32). لا يوجد أو لا يوجد تكوين عصبي أدنى في مخطط القوارض في ظل الظروف العادية ، ولكن يتم إنشاء أعداد كبيرة من الخلايا العصبية استجابةً لإعطاء عامل النمو أو السكتة الدماغية (15 ، 16 ، 33 ، 34). على الرغم من أن دراستنا الحالية تشير إلى أن تكوين الخلايا العصبية للقشرة المخية الحديثة لا يحدث عند البشر في ظل الظروف العادية ، سيكون من المهم تحليل ما إذا كانت هناك إمكانية كامنة تؤدي إلى تكوين الخلايا العصبية في المواقف المرضية.

    هناك اختلافات واضحة بين الأنواع فيما يتعلق بمدى تكوين الخلايا العصبية لدى البالغين في الفقاريات. يمكن إضافة أعداد كبيرة من الخلايا العصبية طوال الحياة في الأسماك (35). ومع ذلك ، غالبًا ما تستمر الأسماك في النمو ، وهو ما يمكن اعتباره استمرارًا للتنمية. تمت إضافة أعداد كبيرة من الخلايا العصبية الجديدة ، بما في ذلك الخلايا العصبية الداخلية والخلايا العصبية الإسقاطية ، إلى عدة مناطق في الطيور مثل عصافير الحمار الوحشي والكناري (36). في القوارض ، تضاف الخلايا العصبية الداخلية إلى التلفيف المسنن للحصين وإلى البصيلة الشمية في الحيوانات الناضجة (14). هناك العديد من التقارير التي تشير إلى المزيد من تكوين الخلايا العصبية منخفضة الدرجة في مناطق أخرى من دماغ القوارض ، لكن العديد من هذه الدراسات تنتظر التأكيد. يتناقص عدد الخلايا العصبية التي تمت إضافتها في قرن آمون القوارض والبصلة الشمية بشكل كبير مع تقدم العمر ، على الرغم من استمرار تكون الخلايا العصبية عند مستويات منخفضة طوال الحياة. أشارت 3 دراسات H-thymidine في الأصل إلى وجود تكوّن عصبي أقل لدى البالغين في دماغ الرئيسيات (37 ، 38) ، وقد أظهرت الدراسات اللاحقة باستخدام BrdU مستويات أقل نسبيًا من تكوين الخلايا العصبية في التلفيف المسنن والبصلة الشمية مقارنة بالقوارض (39-41) . أظهرت إحدى الدراسات تكوين الخلايا العصبية في التلفيف المسنن للإنسان البالغ (30) ، ولكن لا يزال هناك جدل حول ما إذا كانت الخلايا العصبية تضاف إلى البصيلة الشمية للإنسان البالغ (42 ، 43). وهكذا يبدو أن توزيع تكوين الخلايا العصبية لدى البالغين قد تم تقييده تدريجياً مع التطور ، على الرغم من أنه لا تزال هناك معلومات محدودة متاحة فيما يتعلق بمدى وتوزيع تكوين الخلايا العصبية في دماغ الإنسان البالغ.

    Plasticity is an important aspect of cortical function and is necessary, for example, for the integration of new memories. It is also easy to see the importance of stability for the maintenance of memories, for example. There must be a delicate balance between plasticity and stability, and the lack of human neocortical neurogenesis suggests that cellular stability has been favored.


    HIV Tat Impairs Neurogenesis through Functioning As a Notch Ligand and Activation of Notch Signaling Pathway

    Alterations in adult neurogenesis have been noted in the brain of HIV-infected individuals and are likely linked to HIV-associated neurocognitive deficits, including those in learning and memory. But the underlying molecular mechanisms are not fully understood. In the study, we took advantage of doxycycline-inducible and astrocyte-specific HIV-1 Tat transgenic mice (iTat) and determined the relationship between Tat expression and neurogenesis. Tat expression in astrocytes was associated with fewer neuron progenitor cells (NPCs), fewer immature neurons, and fewer mature neurons in the dentate gyrus of the hippocampus of the mouse brain. In vitro NPC-derived neurosphere assays showed that Tat-containing conditioned media from astrocytes or recombinant Tat protein inhibited NPC proliferation and migration and altered NPC differentiation, while immunodepletion of Tat from Tat-containing conditioned media or heat inactivation of recombinant Tat abrogated those effects. Notch signaling downstream gene Hes1 promoter-driven luciferase reporter gene assay and Western blotting showed that recombinant Tat or Tat-containing conditioned media activated Hes1 transcription and protein expression, which were abrogated by Tat heat inactivation, immunodepletion, and cysteine mutation at position 30. Last, Notch signaling inhibitor N-[N-(3,5-difluorophenacetyl)-l-alanyl]-S-phenylglycine t-butyl ester (DAPT) significantly rescued Tat-impaired NPC differentiation in vitro and neurogenesis in vivo Together, these results show that Tat adversely affects NPCs and neurogenesis through Notch signaling and point to the potential of developing Notch signaling inhibitors as HIV/neuroAIDS therapeutics.

    Significance statement: HIV infection of the CNS causes cognitive and memory deficits, which have become more prevalent in the era of combination antiretroviral therapy (cART). Neurogenesis is impaired in HIV-infected individuals. But the underlying molecular mechanisms remain largely unknown. In this study, we have discovered that HIV Tat impairs neurogenesis through the Notch signaling pathway. These findings are particularly important because Tat protein has recently been detected in the brain of HIV-infected individuals with HIV replication in the periphery being effectively controlled by cART. The current study not only further highlights the importance of HIV Tat protein in HIV/neuroAIDS, but also presents a new strategy to develop novel HIV/neuroAIDS therapeutics, particularly in the era of cART.

    الكلمات الدالة: HIV Tat MCMD Notch ligand Notch receptor neurogenesis neuron progenitor cells.


    Potential of Stem Cell–Based Therapy and Considerations of Challenges

    One major observation in ischemia-induced neurogenesis is that only a small quantity of the newborn neurons survive in the peri-infarct area [7, 15]. Therefore, to overcome this, in addition to modulating endogenous neurogenesis, stem cell therapy to treat stroke has also been investigated as a possible alternative or as a potential way to augment the endogenous stroke-induced neurogenesis [128,129,130].These exogenous stem cells can become the source of some much-needed trophic factors and exert paracrine reparative effects. In turn, this could lead to the microenvironment in the peri-infarct area more supportive of new neuron differentiation and integration into the circuitry.

    In one study, transplanting human fetal neural stem cells into the hippocampus 24 h after surgically occluding the middle cerebral artery in mice was reported to have improved behavioral recovery and reduced infarct volume, compared with animals without the transplant [131]. They also noted improved BBB repair and lower number of activated microglia in the transplanted brains, as well as higher abundance of Brain derived neurotrophic factor (BDNF). A subsequent study by the same research group reported the transplant procedure as highly beneficial in combination with tissue plasminogen activator (t-PA) treatment, resulting in lower levels of pro-inflammatory cytokines, tumor necrosis factor (TNF-α) and IL-6, as well as MMP-9 [129]. Taken together, these validate the potential of transplanting fetal neural stem cells as a mode of therapy. Of course, the ethical challenges of obtaining and maintaining such stem cells remain a major limitation of such a process.

    The alternative approach to using fetal stem cells is to use inducible pluripotent stem cells (iPSCs) or mesenchymal stem cells (MSCs). Oki et al. [132] used human iPSC-derived neuroepithelial-like stem cells that they transplanted into mice 1 week and 48 h after MCAO. They reported improved forelimb motion recovery, increased VEG-F deposition, and successful differentiation of iPSCs into neurons in the striatum.

    Use of MSCs is limited by the observation that most of the systemically transplanted MSCs end up in the lungs and do not make it to the infarct area of the brain [133, 134], where they are actually intended to proliferate and repair the damage. Tobin and colleagues [135] have proposed the use of MSCs that have been activated by Interferon gamma (aMSCs). They reported that both activated and naïve MSCs induced complete behavioral recovery, reduced infarct volumes, and reduced microglial activation and levels of IL-1β, TNF-α, and IL-6 in treated animals, compared with vehicle-treated control stroke animals. However, they propose the activated MSCs are a better treatment option than naïve MSCs because of an increased yield of anti-inflammatory factors from microglia. Interestingly, they did not observe any induction of neurogenesis in the SVZ after MSC treatment.

    A phase 1 clinical trial (PISCES) involving the administration of CTX0E03 human neural stem cells via stereotactic ipsilateral putamen injection reported that a dose of up to 20,000 cells is safe and well tolerated in patients [136]. The treatment also resulted in functional improvements and upon further investigation, may very well become a mainstream intervention strategy. Since the study was conducted only on 11 men, it needs to be followed up with the inclusion of female patients and a larger patient population [136].

    Another phase 2 clinical trial involving the administration of bone marrow stem cells to stroke patients proved safe in patients, but ineffective in terms of treating stroke [137]. Similar results were obtained in another phase 2 clinical trial where patients were treated with bone marrow derived ALD-401 stem cells [138]. Taken together, these studies indicate that the administration of stem cells is safe. As for effectiveness, there is potential for the stem cells to promote functional recovery in more tightly controlled settings, which was a limitation of all three studies, along with the small population of patients that have been tested.

    The process of preconditioning the MSCs and using the resulting media may prove even more effective in stroke treatment [128, 139]. A recent systemic review highlighted the therapeutic potential of extracellular vesicles secreted by various cells like MSCs, macrophages, and neural stem cells, identifying these vesicles as an attractive approach. However, being a recent trend, there is a significant amount of heterogeneity among the results of applications, presumably due to isolation and administration techniques, as well as cell-type of origin [140]. Further work on MSCs preconditioning with various inflammatory mediators found that IL-1α can be used as a key priming stimulus to induce MSCs to produce anti-inflammatory and neurotrophic factors [141], and a further in vivo study in mice demonstrated that conditioned medium of IL-1α-primed MSCs administered peripherally after stroke had beneficial effects on stroke outcome and functional recovery [139]. Further work investigating the efficacy of targeted delivery of IL-1α-primed MSCs in stroke is ongoing.


    شكل 1

    Figure 1. During adult hippocampal neurogenesis in humans, the number of immature neurons drops drastically in AD. Neural stem cells (NSCs) divide to generate type intermediate progenitors (IPs) 2A, type 2B in SGZ. These IPs are further differentiated into type 3 to immature granular neuronn (IGN) and mature granule neurons (MGN). This lineage progression is accompanied by changing TF expression that is distinguished by various histological markers. Type 3 and IGN are reduced in AD but whether NSC, type 2A, 2B, and MGN are affected in AD remains to be determine (shown with dashed line).

    It is important to note that tissue preservation is very vital for detection of DCX+ neuroblasts. In fact, a longer fixation time may mask the various antigens including DCX, which therefore may look absent despite being present. Indeed, some of the samples in Sorrells et al. have come from brain banks where brain tissues are usually fixed in paraformaldehyde (PFA) for many months, thus making it hard for the antibody to bind to antigen. Examining adult human brain is also hard due to autofluorescence, resulting in less sensitivity. Moreno-Jiminez et al. looked at the tissue fixation issue and reported that DCX+ neuroblasts drop sharply after 48 h in PFA while they were undetectable after 6 months. Additionally, they chose a well-preserved brain sample with a shorter postmortem interval (PMI) as opposed to a previous paper that used large variable PMI.

    Moreno-Jiménez et al. have preserved brain tissue from 13 deceased healthy adults, ranging from 43 to 87 years of age. They used DCX+ neuroblasts in combination with other markers such as Prox1, Calretinin, NeuN, and Calbindin, which are related to various neuronal maturation stages. These neurons had smooth and undeveloped branches, which fit the criteria for newly generated young neurons. They have found approximately 42000 immature neurons/mm 2 in the youngest donor that died at the age of 43. The number for these neurons drops by roughly 30% during late aging, which is consistent with previous observations and doctrine that AHN declines with age. In fact, Moreno-Jiménez et al. found that the density of DCX+ immature neurons were as high as proliferative neuronal population densities during peak neurogenesis, due to increased sensitivity and adjusted protocol. This suggests that earlier studies may have actually underestimated AHN and it is a more robust phenomenon than ever thought. To claim that what they are seeing is indeed neuroblasts, they have also used other neuroblast markers such as PSA-NCAM, in addition to DCX. However, it is important to note that it is hard to know the duration for which neuroblasts remain in that phase and when they transit to mature neurons.

    Then Moreno-Jiménez et al. evaluated the brain tissue from 45 patients aged 52–97 years that were suffering from AD. The hippocampus is the main region of the brain that is affected in AD. Researchers looked at immature neurons in those patients and found that people suffering from AD had 30% less neurons than those of healthy individual of the same age. Importantly, they also found that neurogenesis drops very sharply and progressively as AD advances. These results demonstrate the presence of immature neurons in AHN throughout physiological and pathological aging in humans until the tenth decade of life. Although these results need to be reconfirmed by other researchers, this raises a thought provoking idea of whether slowing down this sharp decline might slow down AD. Most of the AD therapies are focused on modulating the pathway that can target amyloid-β and tau proteins, but we are far from reaching that goal. At this stage, we are not sure if halting this sharp neurogenesis decline will lead to therapy, but this report strongly suggests that treatment of AD should also focus toward targeting neurogenesis that in turn may provide novel therapeutic approaches.

    Taken together, this recent study provides well-defined, conclusive confirmation that human hippocampal neurogenesis continues throughout life, but whether this conclusive study will put the ongoing debate to rest remains to be seen. At the moment, we may now be self-assured and move forward that what we usually see in mice and other animals will be pertinent in humans as well. However, it is important to note that this new study also raises further questions about putting more focus at neural stem cells that could make new neurons and further dissecting the process by which newly formed neurons integrate into existing circuitry in physiological as well as pathological conditions.


    شاهد الفيديو: الخلايا العصبية الحركية. الأحياء. التشريح وعلم وظائف الأعضاء (ديسمبر 2022).