بهبود عملکرد در مدل ایسکمی مغز موش با استفاده از پروژنیتورهای تلانسفالی مشتق از سلول­های بنیادی پرتوان القایی انسان

Gomi M, Takagi Y, Morizane A, Doi D, Nishimura M, Miyamoto S, Takahashi J

Brain Res, 2012 Mar 28

خلاصه:

سلول­های بنیادی پرتوان القایی (iPS) مانند سلول­های بنیادی جنینی، از توانایی خودنوسازی و پرتوانی برخوردارند. این سلول­ها، کاندید خوبی به عنوان یک منبع سلولی مناسب در روش جایگزینی سلولی است. در این مطالعه، ما پروژنیتورهای عصبی مشتق از سلول­های iPS را به مغز موش دچار ایسکمی شده پیوند زدیم. سلول­های iPS انسانی در کشت­های عاری از سرم و درحالت تشکیل تجمعات سلولی شبیه به اجسام جنینی (embryoid body) (SFEBs) به سلول­های پروژنتیوری عصبی تمایز می­یابند. ایسکمی مغزی مرکزی از طریق انسداد سرخرگ مغزی میانی با استفاده از روش intraluminal filament القا شد. یک هفته پس از القای ایسکمی، سلول­های دهنده به منطقه­ی جسم مخطط جانبی ایسکمی شده پیوند زده شدند. سلول­ها در ناحیه­ی پیوند زنده ماندند و تعدادی از سلول­ها در امتداد کپسول خارجی و جسم پینه­ای مهاجرت کردند. سلول­های که مارکر تلانسفالون پایه یعنی Nkx2.1 را بیان می­کردند به بخش پایه­ی تلانسفالون مهاجرت کردند. مارکر تلانسفالون pallial یعنی Emx1 در سلول­هایی شناسایی شد که به بخش pallial تلانسفالون مهاجرت کرده بودند. SFEBها به انواع مختلفی از نورون­ها تمایز پیدا کردند و یک مطالعه­ی retrograde tracer labeling نشان داد که سلول­های تمایز یافته به اتصالات عصبی میزبان ملحق شدند. بهبود رفتاری در گروه پیوند شده به طور قابل توجهی افزایش یافته بود. نتایج ما پیشنهاد می­کنند که پروژنیتورهای عصبی مشتق از سلول­های iPS انسانی در مغز دچار ایسکمی شده بقا یافته و مهاجرت می­کنند و از طریق بازسازی اتصالات و جریانات عصبی در روند بهبود عملکرد مغز مشارکت می­کنند.

Brain Res. 2012 Mar 28. [Epub ahead of print]

Functional recovery of the murine brain ischemia model using human induced pluripotent stem cell-derived telencephalic progenitors

Gomi M, Takagi Y, Morizane A, Doi D, Nishimura M, Miyamoto S, Takahashi J.

Abstract

Induced pluripotent stem (iPS) cells possess the properties of self-renewal and pluripotency, similar to embryonic stem cells. They are a good candidate as a source of suitable cells for cell replacement therapy. In this study, we transplanted human iPS cell-derived neural progenitors into an ischemic mouse brain. Human iPS cells were differentiated into neuronal progenitors by serum-free culture of embryoid body-like aggregates (SFEBs). Focal cerebral ischemia was induced by occluding the middle cerebral artery using the intraluminal filament technique. Donor cells were transplanted into the ischemic lateral striatum 1week after ischemia induction. Cells survived at the transplantation site, with migration of a proportion of cells along the external capsule and corpus callosum. Cells that were positive for the basal telencephalon marker, Nkx2.1, migrated into the basal part of the telencephalon. The pallial telencephalon marker, Emx1, was detected in cells that had migrated into the pallial part of the telencephalon. SFEBs differentiated into various types of neurons, and a retrograde tracer labeling study showed that differentiated cells integrated into host neural circuitry. Behavioral recovery was significantly enhanced in the transplanted group. Our results suggest that human iPS cell-derived neuronal progenitors survive and migrate in the ischemic brain, and contribute toward functional recovery via neural circuit reconstitution.