Intracerebellar transplantation of neural stem cells into neurodegenerative mice improves neurological abnormalities and neuronal networks with functional synaptic transmission : 소뇌 내 이식된 신경줄기세포의 신경연접부 기능 활성에 의한 신경퇴행성 질환 개선 효과에 관한 연구원문보기
최근 여러 가지 종류의 줄기세포들이 신경퇴행성질환에서 치료효과를 나타낸다고 보고되어지고 있다. 하지만, 대부분의 과학자들이 특정 질환에 있어서 가장 효과가 좋은 줄기세포의 종류는 무엇인가에 대해서는 간과하고 있다. Maudsely hippocampal clone36(MHP36) 은 thermolabile tumor antigen(TAg) 의 발현에 따라 분화가 조절되는 불멸의 다능성 신경 줄기 세포이다. 이에 본 연구에서 MHP36 세포를 Niemann-Pick disease type C (NP-C) 질환 모델 마우스의 뇌에 이식하여 그 효과를 입증하였다. NP-C 는 염증성 신경퇴행성 양상이 특징적으로 나타나는 지질 대사 장애 질환이다. 본 실험은 소뇌에 이식된 MHP36 세포가 급성 ...
최근 여러 가지 종류의 줄기세포들이 신경퇴행성질환에서 치료효과를 나타낸다고 보고되어지고 있다. 하지만, 대부분의 과학자들이 특정 질환에 있어서 가장 효과가 좋은 줄기세포의 종류는 무엇인가에 대해서는 간과하고 있다. Maudsely hippocampal clone36(MHP36) 은 thermolabile tumor antigen(TAg) 의 발현에 따라 분화가 조절되는 불멸의 다능성 신경 줄기 세포이다. 이에 본 연구에서 MHP36 세포를 Niemann-Pick disease type C (NP-C) 질환 모델 마우스의 뇌에 이식하여 그 효과를 입증하였다. NP-C 는 염증성 신경퇴행성 양상이 특징적으로 나타나는 지질 대사 장애 질환이다. 본 실험은 소뇌에 이식된 MHP36 세포가 급성 면역반응을 유도하지 않고, 조직병리학적 양상을 개선시켰을 뿐만 아니라, 신경 연접부 전달 기능을 증진시킴으로서 신경세포간 네트워크 형성을 촉진시킨다는 사실을 증명하였다.
MHP36의 신경퇴행성 질환 개선 효과를 증명하기 위해 다양한 항체를 사용하여 면역조직화학적 분석을 실시하였다. 퍼킨지 뉴런에서 특이적으로 나타나는 calbindin에 대한 분석을 실시한 결과, 대조군에 비해 MHP36 세포를 이식해준 NP-C 마우스의 소뇌에서 퍼킨지 뉴런의 수가 증가하였다. 염증성 병변의 변화를 비교하기 위해 glial fibrillary acidic protein(GFAP), F4/80 항체를 이용한 분석에서 MHP36 세포의 이식에 의해 별아교세포와 소교세포의 활성이 감소한 것을 증명하였다. 지질 대사 개선여부를 비교하기 위해 실시한 sphingomyelin 과 cholesterol에 대한 분석에서도 MHP36 세포가 이들 지질들의 축적을 감소시킨 것을 확인하였다. 또한, 이식된 MHP36 세포 면역거부반응을 일으키는지 알아보기 위해 주조직적합복합체 그룹 II 에 대한 면역화학적 분석을 실시하였으나 반응이 뚜렷하게 유도되지 않았다.
MHP36 세포를 이식했을 때 증가된 퍼킨지 뉴런이 정상적인 기능을 하는 지 알아보기 위해, 전기생리학적 분석과 실시간 중합효소 연쇄반응, 특수 단백질 검출 검사를 실시하였다. 분석 결과 MHP36 세포가 이식된 NP-C 마우스의 뇌에서 증가된 퍼킨지 뉴런은 정상적인 전기생리 활성을 나타냈고, 흥분성과 억제성 신경전달에 관여하는 이온성 글루타메이트 수용체인 GluR2 와 GlUR3, GABA 수용체 베타2를 지정하는 유전자의 발현도 증가하였다.
따라서 본 연구 결과, MHP36 세포의 이식은 급성 면역 반응을 유도하지 않고 신경 퇴행성 질환을 개선시키는 치료효과를 입증하였다. 이에 따라 MHP36 세포를 다양한 신경퇴행성 질환의 치료에 적용시킬 수 있을 것으로 사료된다.
최근 여러 가지 종류의 줄기세포들이 신경퇴행성질환에서 치료효과를 나타낸다고 보고되어지고 있다. 하지만, 대부분의 과학자들이 특정 질환에 있어서 가장 효과가 좋은 줄기세포의 종류는 무엇인가에 대해서는 간과하고 있다. Maudsely hippocampal clone36(MHP36) 은 thermolabile tumor antigen(TAg) 의 발현에 따라 분화가 조절되는 불멸의 다능성 신경 줄기 세포이다. 이에 본 연구에서 MHP36 세포를 Niemann-Pick disease type C (NP-C) 질환 모델 마우스의 뇌에 이식하여 그 효과를 입증하였다. NP-C 는 염증성 신경퇴행성 양상이 특징적으로 나타나는 지질 대사 장애 질환이다. 본 실험은 소뇌에 이식된 MHP36 세포가 급성 면역반응을 유도하지 않고, 조직병리학적 양상을 개선시켰을 뿐만 아니라, 신경 연접부 전달 기능을 증진시킴으로서 신경세포간 네트워크 형성을 촉진시킨다는 사실을 증명하였다.
MHP36의 신경퇴행성 질환 개선 효과를 증명하기 위해 다양한 항체를 사용하여 면역조직화학적 분석을 실시하였다. 퍼킨지 뉴런에서 특이적으로 나타나는 calbindin에 대한 분석을 실시한 결과, 대조군에 비해 MHP36 세포를 이식해준 NP-C 마우스의 소뇌에서 퍼킨지 뉴런의 수가 증가하였다. 염증성 병변의 변화를 비교하기 위해 glial fibrillary acidic protein(GFAP), F4/80 항체를 이용한 분석에서 MHP36 세포의 이식에 의해 별아교세포와 소교세포의 활성이 감소한 것을 증명하였다. 지질 대사 개선여부를 비교하기 위해 실시한 sphingomyelin 과 cholesterol에 대한 분석에서도 MHP36 세포가 이들 지질들의 축적을 감소시킨 것을 확인하였다. 또한, 이식된 MHP36 세포 면역거부반응을 일으키는지 알아보기 위해 주조직적합복합체 그룹 II 에 대한 면역화학적 분석을 실시하였으나 반응이 뚜렷하게 유도되지 않았다.
MHP36 세포를 이식했을 때 증가된 퍼킨지 뉴런이 정상적인 기능을 하는 지 알아보기 위해, 전기생리학적 분석과 실시간 중합효소 연쇄반응, 특수 단백질 검출 검사를 실시하였다. 분석 결과 MHP36 세포가 이식된 NP-C 마우스의 뇌에서 증가된 퍼킨지 뉴런은 정상적인 전기생리 활성을 나타냈고, 흥분성과 억제성 신경전달에 관여하는 이온성 글루타메이트 수용체인 GluR2 와 GlUR3, GABA 수용체 베타2를 지정하는 유전자의 발현도 증가하였다.
따라서 본 연구 결과, MHP36 세포의 이식은 급성 면역 반응을 유도하지 않고 신경 퇴행성 질환을 개선시키는 치료효과를 입증하였다. 이에 따라 MHP36 세포를 다양한 신경퇴행성 질환의 치료에 적용시킬 수 있을 것으로 사료된다.
Recent studies have shown that many kinds of stem cells are beneficial for patients suffering with neurodegenerative diseases. However, there are passed over that what kind of cell is most suitable for a certain neurodegenerative disease. Maudsley hippocampal clone 36 (MHP36) is the conditionally im...
Recent studies have shown that many kinds of stem cells are beneficial for patients suffering with neurodegenerative diseases. However, there are passed over that what kind of cell is most suitable for a certain neurodegenerative disease. Maudsley hippocampal clone 36 (MHP36) is the conditionally immortalized multipotential neural stem cell line whose differentiation is accurately controlled by thermolabile tumor antigen (TAg) expression. We investigated the effects of transplantation of MHP36 in the Niemann-Pick disease type C (NP-C) model mice. NP-C is the lysosomal storage disease characterized by inflammatory neurodegenerative figures. Herein, we demonstrate that intracerebella transplantation of MHP36 has effects not only improving the histological features without acute immunological response but promoting neuronal networks with functional synaptic transmission.
Immunohistochemical analysis using calbindin for detecting Purkinje neuron, the number of surviving Purkinje neurons substantially increased in MHP36 transplanted NP-C mice compared with sham transplanted NP-C mice. Glial fibrillary acidic protein (GFAP) and F4/80 antibodies revealed that MHP36 transplantation significantly reduced both of astrocytic and microglial activations in the cerebellum of NP-C mice. The patterns of sphingomyelin and cholesterol accumulation were also more ameliorated in MHP36 transplanted NP-C mice, with much less in sham and U373 transplanted NP-C mice. In addition, the immunoreactivity of Major histocompatibility complex (MHC) class II was not significantly induced in MHP36 transplanted NP-C mice. To investigate whether surviving Purkinje neurons in the MHP36 transplanted NP-C mice are electrically active, and their synapses are functional, we performed whole-cell patch clamp recordings. We found that these surviving Purkinje neurons have normal functional synapses with parallel fibers that have normal glutamate release probability in MHP36 transplanted NP-C mice. Furthermore, real time PCR analysis revealed up-regulation of genes involved in both excitatory and inhibitory neurotransmission encoding subunits of the ionotropic glutamate receptors GluR2, 3 and GABAA receptor ß2. Upregulation of GluR2, 3 is also elucidated in western blot analysis. These receptors mediate the synaptic transmission between Purkinje neuron and other cells in the cerebellum.
Our results show that MHP36 transplantation could be a suitable therapy both protecting the neuronal degeneration without significant acute immunological response and improving neuronal networks with expression of functional synaptic receptors. These findings suggest that neural stem cells, MHP36 transplantation may have therapeutic effects in the treatment of NP-C and other neurodegenerative diseases.
Recent studies have shown that many kinds of stem cells are beneficial for patients suffering with neurodegenerative diseases. However, there are passed over that what kind of cell is most suitable for a certain neurodegenerative disease. Maudsley hippocampal clone 36 (MHP36) is the conditionally immortalized multipotential neural stem cell line whose differentiation is accurately controlled by thermolabile tumor antigen (TAg) expression. We investigated the effects of transplantation of MHP36 in the Niemann-Pick disease type C (NP-C) model mice. NP-C is the lysosomal storage disease characterized by inflammatory neurodegenerative figures. Herein, we demonstrate that intracerebella transplantation of MHP36 has effects not only improving the histological features without acute immunological response but promoting neuronal networks with functional synaptic transmission.
Immunohistochemical analysis using calbindin for detecting Purkinje neuron, the number of surviving Purkinje neurons substantially increased in MHP36 transplanted NP-C mice compared with sham transplanted NP-C mice. Glial fibrillary acidic protein (GFAP) and F4/80 antibodies revealed that MHP36 transplantation significantly reduced both of astrocytic and microglial activations in the cerebellum of NP-C mice. The patterns of sphingomyelin and cholesterol accumulation were also more ameliorated in MHP36 transplanted NP-C mice, with much less in sham and U373 transplanted NP-C mice. In addition, the immunoreactivity of Major histocompatibility complex (MHC) class II was not significantly induced in MHP36 transplanted NP-C mice. To investigate whether surviving Purkinje neurons in the MHP36 transplanted NP-C mice are electrically active, and their synapses are functional, we performed whole-cell patch clamp recordings. We found that these surviving Purkinje neurons have normal functional synapses with parallel fibers that have normal glutamate release probability in MHP36 transplanted NP-C mice. Furthermore, real time PCR analysis revealed up-regulation of genes involved in both excitatory and inhibitory neurotransmission encoding subunits of the ionotropic glutamate receptors GluR2, 3 and GABAA receptor ß2. Upregulation of GluR2, 3 is also elucidated in western blot analysis. These receptors mediate the synaptic transmission between Purkinje neuron and other cells in the cerebellum.
Our results show that MHP36 transplantation could be a suitable therapy both protecting the neuronal degeneration without significant acute immunological response and improving neuronal networks with expression of functional synaptic receptors. These findings suggest that neural stem cells, MHP36 transplantation may have therapeutic effects in the treatment of NP-C and other neurodegenerative diseases.
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