Bevordering van Survival en differentiatie van neurale stamcellen met fibrine en groeifactor Cocktails na Ernstige Spinal Cord Injury

Ruggenmergletsel (SCI) vaak schade niet alleen witte stof traktaten die signalen vervoeren van en naar de hersenen, maar ook de centrale grijze stof, waardoor segmentale verlies van interneuronen en motorische neuronen. Het gevolg van SCI is het verlies van zowel motorische en sensorische functie onder de laesie. Helaas heeft het volwassen centraal zenuwstelsel (CZS) niet spontaan regenereren, waardoor permanente functionele tekorten ^1. Daarom reconstructie van het ruggenmerg gewonde volwassen en verbetering van de motorische, sensorische en autonome functie is een belangrijk doel van SCI onderzoek. Neurale stamcellen (NSC), hetzij direct geïsoleerd van embryonale of volwassen CZS, zijn dwingend kandidaat cellen om verloren neuronen en gliacellen te vervangen. Bovendien zijn deze cellen de potentie om nieuwe functionele relais te vormen om axonale geleiding door een laesie ^2,3 herstellen.

Tot op heden is er geen gedetailleerde toelichting van de anatomische, electrophys geweestiological en gedragseffecten van neuronale relais vorming door getransplanteerde NSC na ernstige SCI. Er zijn verschillende redenen voor: ten eerste, getransplanteerde NSCs of foetale CNS weefsel overleven slecht wanneer geënt op grote laesie holtes. Eerdere studies tonen aanzienlijke vroege cel verlies, waardoor grote lege cystic laesie holten ^4,5. In sommige studies zou de geënte cellen vervolgens verdelen en vullen de laesie holte ^{van 4,5,} maar dit kan later een vertraging van dagen tot weken en vervolgens laesie vulling misschien niet volledig of consistent zijn. Ten tweede, een efficiënte tracking systeem dat correcte gegevens op cellulaire overleving, differentiatie / rijping, en uitgroei van getransplanteerde NSCs biedt ontbrak. De meeste vroege studies gebruikt antegrade en retrograde etikettering axonale projecties van transplantaties ^2,3 traceren. Echter, deze technieken slechts gedeeltelijk en vaak onduidelijk gelabelde axonale projecties die voortvloeien uit geënte cellen en tracer methoden zijn subjectievet artefacten veroorzaakt door kleurstof lekkage voorbij de geïmplanteerde cellen. Andere groepen gebruikt humaan specifieke neuronale markers om axonale projecties na transplantatie van menselijke foetale NSCs in gewonden knaagdier ruggenmerg ^5,6 labelen. Echter, in die studies, de xenotransplantaten niet consequent goed overleven. Onlangs, virale aflevering van het GFP reportergen werd gebruikt om gekweekte NSCs ^7,8 labelen. Echter, was GFP expressie vaak inconsistent en kan worden downgereguleerd ^7. Onlangs is het gebruik van transgene donor muizen of ratten op stabiele wijze het reportergen GFP of de menselijke placenta alkalische fosfatase, is sterk verbeterd het volgen van getransplanteerde neurale stamcellen / voorlopercellen in vivo ^9,11. Ten derde, een aantal studies blijkt dat in vitro gekweekte rat NSCs verkregen uit embryonale of volwassen CZS uitsluitend differentiëren in gliacellen geslachten wanneer getransplanteerd in het milieu van de wervelkolom cor intact of gewonde volwassend ^7,12,13, hoewel deze neurale stamcellen kunnen differentiëren tot neuronen en glia zowel in vitro, wat aangeeft dat lokale omgeving het lot van stamcellen dicteren. Alternatief kan gekweekt NSCs, met name afkomstig uit volwassen CZS, defaulty intrinsieke eigenschap te differentiëren in gliale lineages in vivo ^13.

Vanwege de beperkingen hierboven besproken, heeft onze groep recent een nieuw protocol ontwikkeld om embryonale NSC tracking, de overleving en differentiatie / rijping in de ernstig gewonde volwassen ruggenmerg verbeteren. Samengevat, zijn we begonnen met een stabiele transgene Fischer 344 ratten inteelt lijn uitdrukken van een GFP reporter gen dat GFP expressie in stand houdt na in vivo transplantatie ^14. Vervolgens gebruikten we vers geïsoleerde NSCs uit embryonale dag 14 Fischer 344 ruggenmerg, een stadium van ontwikkeling die het potentieel om zowel neuronen en gliacellen genereren behoudt. Ten slotte hebben we ingebednet losgemaakte NSCs in een fibrine matrix met groeifactoren ^15-17 om de cellen te behouden en gelijkmatig te verspreiden binnen een grote laesie holte, gericht op het transplantaat overleving van de cel, differentiatie en integratie te ondersteunen. Transplantaten werden geplaatst in locaties van T3 volledige doorsnijding, twee weken na dwarslaesie. Deze geënte cellen consequent gevuld volledige doorsnijding sites en gedifferentieerd in voorkomende neuronen dat grote aantallen axonen uitgebreid naar gastheer ruggenmerg over lange afstanden ^18. Soortgelijke resultaten werden verkregen met gekweekte menselijke neurale stamcel transplantaten immuno-deficiënte ratten ^18.