Zeitschrift für Stammzellforschung und -therapie

Abstrakt

Regional abgeleitete primäre hfNSCs des zweiten Trimesters haben unterschiedliche neurogene Kapazitäten für die neuronale Differenzierung

Yiping Fan, Tong Zi Ping, Eyleen Goh, Mahesh Choolani und Jerry KY Chan

Parkinson ist eine schwere neurodegenerative Erkrankung, die unheilbar ist. Die Behandlung konzentriert sich auf die Linderung der Symptome und die Verzögerung des Krankheitsverlaufs. Eine Zelltherapie mit Transplantation von fetalen dopaminergen (DA) Neuronen oder fetalem Mittelhirngewebe, das reich an DA-Neuronen ist, hat sich als vielversprechend erwiesen. Menschliche fetale neuronale Stammzellen (hfNSCs) könnten eine ideale Zellquelle sein. Daher wollten wir die DA-Differenzierungskapazität von acht regional abgeleiteten hfNSCs untersuchen und gleichzeitig die Unterschiede zwischen regional abgeleiteten hfNSCs definieren.

Die Unterschiede in der Reaktion regionaler hfNSCs auf aus dem Gehirn stammenden neurotrophen Faktor, Dopamin, Forskolin und Retinsäure (DM2) oder Interleukin-1β und fötales Rinderserum (DM1) wiesen auf unterschiedliche intrinsische neurogene Potenziale im sich entwickelnden fötalen Gehirn hin. DM2 induzierte eine effizientere DA-Differenzierung (Tyrosinhydroxylase (TH)+) als DM1 in aus dem Rückenmark (SC), dem Hirnstamm (BS) und der subventrikulären Zone (SVZ) stammenden hfNSCs, obwohl statistische Signifikanz nur für SC erreicht wurde (p=0,02). Ebenso induzierte DM2 eine effizientere neuronale Differenzierung (Myelin-assoziiertes Protein 2a und b (MAP2ab)+) als DM1 in NSCs aus SC, hinterem Großhirn, SVZ, Thalamus und BS, wobei statistische Signifikanz nur für SC-NSCs erreicht wurde (p=0,03). Insgesamt war die TH- und MAP2ab-positive neuronale Differenzierung bei allen acht regionalen NSCs mit DM2 höher als bei DM1 (10,4 vs. 4,6 %, p=0,01 bzw. 27,6 vs. 11,6 %, p=0,01). Die Expressionsanalyse des gesamten Genoms zeigte, dass sich BS- und SC-NSCs transkriptionell am meisten ähneln, während die aus SVZ und Kleinhirn stammenden NSCs im Vergleich zu den BS-NSCs die größten Unterschiede bei differentiell regulierten Genen aufweisen. Im Vergleich zu BS-NSCs zeigten NSCs aus dem vorderen Großhirn und dem Hippocampus Unterschiede in allen drei untersuchten Genontologien (Wachstumsfaktorbindung, Zytokinbindung und Neurogenese), während SC, Kleinhirn und Thalamus im Vergleich zu BS-NSCs nur im Neurogenesepfad signifikante Unterschiede aufwiesen.

Durch die Definition der grundlegenden neurogenen Differenzierungskapazität und der wichtigsten molekularen Unterschiede regional abgeleiteter hfNSCs können unsere Daten die Auswahl regional abgeleiteter hfNSCs für verschiedene klinische Szenarien wie neurodegenerative oder traumatische Hirnverletzungen erleichtern.