J Neurosci Res. 2011 Oct 4. doi: 10.1002/jnr.22747. [Epub ahead of print]

Müller glial cells induce stem cell properties in retinal progenitors in vitro and promote their further differentiation into photoreceptors.

Simón MV, De Genaro P, Abrahan CE, de Los Santos B, Rotstein NP, Politi LE.

Abstract

Using stem cells to replace lost neurons is a promising strategy for treating retinal neurodegenerative diseases. Among their multiple functions, Müller glial cells are retina stem cells, with a robust regenerative potential in lower vertebrates, which is much more restricted in mammals. In rodents, most retina progenitors exit the cell cycle immediately after birth, differentiate as neurons, and then cannot reenter the cell cycle. Here we demonstrate that, in mixed cultures with Müller glial cells, rat retina progenitor cells expressed stem cell properties, maintained their proliferative potential, and were able to preserve these properties and remain mitotically active after several consecutive passages. Notably, these progenitors retained the capacity to differentiate as photoreceptors, even after successive reseedings. Müller glial cells markedly stimulated differentiation of retina progenitors; these cells initially expressed Crx and then developed as mature photoreceptors that expressed characteristic markers, such as opsin and peripherin. Moreover, they were light responsive, insofar as they decreased their cGMP levels when exposed to light, and they also showed high-affinity glutamate uptake, a characteristic of mature photoreceptors. Our present findings indicate that, in addition to giving rise to new photoreceptors, Müller glial cells might instruct a pool of undifferentiated cells to develop and preserve stem cell characteristics, even after successive reseedings, and then stimulate their differentiation as functional photoreceptors. This complementary mechanism might contribute to enlarge the limited regenerative capacity of mammalian Müller cells

Simón MV, De Genaro P, Abrahan CE, de Los Santos B, Rotstein NP, Politi LE.

J Neurosci Res. 2011

استفاده از سلول های بنیادی در جایگزین کردن نورون های از دست رفته، راهبردی نویدبخش جهت درمان بیماری های تحلیل رونده نورون های شبکیه می باشد. سلول های مولر گلیال علاوه بر عملکردهای متنوعی که ایفا می کنند، سلول های بنیادی شبکیه نیز محسوب می شوند. این سلول ها پتانسیل ترمیم و بازسازی قابل توجهی در مهره داران پست تر دارند درحالیکه توانایی اشان در پستانداران محدوتر شده است. در جوندگان، اکثر سلول های پیش ساز شبکیه پس از ظهور به سرعت از چرخه سلول خارج شده و به نورون ها تمایز می یابند و پس از آن دیگرنمی تواند دوباره به چرخه سلولی بازگردند. در این مطالعه نشان داده شده که سلول های پیش ساز شبکیه رت در کشت های مخلوط با سلول های مولر گلیال، صفات سلول های بنیادی را بیان می کنند، توان تکثیری خود را حفظ کرده و قادر خواهند بود پس از چندین پاساژ متوالی، این خصوصیات و وضعیت میتوزی خود را همچنان فعال نگه دارند. قابل توجه است که این سلول های پیش ساز حتی پس از کاشت های مجدد متوالی، توانایی خود در تمایز به فتورسپتورها را حفظ می کنند. به طور محسوسی، سلول های مولر گلیال تمایز سلول های پیش ساز شبکیه را تحریک می کنند؛ این سلول ها (پیش سازها) در ابتدا فاکتور Crx را بیان می کنند و سپس به فتورسپتورهای بالغی که مارکرهای اختصاصی مانند opsin و peripherin  را بیان می کنند، تمایز می یایند. علاوه براین، آن ها قادر خواهند بود به نور هم پاسخ دهند به این صورت که وقتی در معرض نور قرار می گیرند، سطح cGMP خود را کاهش می دهند و یک خصوصیت دیگر فتورسپتورهای بالغ یعنی تمایل بالا برای جذب گلوتامات را نیز نشان می دهند. یافته های این مطالعه نشان می دهد سلول های مولرگلیال علاوه براینکه منجر به تولید فتورسپتورهای جدید می شوند، می توانند باعث تولید منبعی از سلول های تمایز نیافته، حفظ صفات سلول های بنیادی در آن ها، حتی پس از کاشت های مجدد متوالی، و سپس تحریک تمایز آن ها به فتورسپتورهای کارا و دارای عملکرد گردند. ممکن است این مکانیسم مکملی بتواند در توسعه و افزایش توان محدود سلول های مولر پستانداران در ترمیم و بازسازی نقش موثری داشته باشد.

.