Oligodendrocyte differentiation from adult multipotent stem cells is modulated by glutamate

We used multipotent stem cells (MSCs) derived from the young rat subventricular zone (SVZ) to study the effects of glutamate in oligodendrocyte maturation. Glutamate stimulated oligodendrocyte differentiation from SVZ-derived MSCs through the activation of specific N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor subunits. The effect of glutamate and NMDA on oligodendrocyte differentiation was evident in both the number of newly generated oligodendrocytes and their morphology. In addition, the levels of NMDAR1 and NMDAR2A protein increased during differentiation, whereas NMDAR2B and NMDAR3 protein levels decreased, suggesting differential expression of NMDA receptor subunits during maturation. Microfluorimetry showed that the activation of NMDA receptors during oligodendrocyte differentiation elevated cytosolic calcium levels and promoted myelination in cocultures with neurons. Moreover, we observed that stimulation of MSCs by NMDA receptors induced the generation of reactive oxygen species (ROS), which were negatively modulated by the NADPH inhibitor apocynin, and that the levels of ROS correlated with the degree of differentiation. Taken together, these findings suggest that ROS generated by NADPH oxidase by the activation of NMDA receptors promotes the maturation of oligodendrocytes and favors myelination

The role of the IL-1 type 1 receptor in the life, death and differentiation of adult hippocampal neural precursor cells

Neurogenesis occurs in two distinct regions of the adult brain; the subgranular zone (SGZ) of the dentate gyrus (DG) in the hippocampus, and the subventricular zone (SVZ) lining the lateral ventricles. It is now well-known that adult hippocampal neurogenesis can be modulated by a number of intrinsic and extrinsic factors e.g. local signalling molecules, exercise, environmental enrichment and learning. Moreover, levels of adult hippocampal neurogenesis decrease with age, at least in rodents, and alterations in hippocampal neurogenesis have been reported in animal models and human studies of neuropsychiatric and neurodegenerative conditions. Neuroinflammation is a common pathological feature of these conditions and is also a potent modulator of adult hippocampal neurogenesis. Recently, the orphan nuclear receptor TLX has been identified as an important regulator of adult hippocampal neurogenesis as its expression is necessary to maintain the neural precursor cell (NPC) pool in the adult DG. Likewise, exposure of animals to voluntary exercise has been consistently demonstrated to promote adult hippocampal neurogenesis. Lentivirus (LV)- mediated gene transfer is a useful tool to elucidate gene function and to explore potential therapeutic candidates across an array of conditions as it facilitates sustained gene expression in both dividing and post-mitotic cell populations. Both intrinsic and extrinsic factors are important regulators of adult hippocampal neurogenesis. Examining how these factors are affected by an inflammatory stimulus, and the subsequent effects on adult hippocampal neurogenesis provides important information for the development of novel treatment strategies for neuropsychiatric and neurodegenerative conditions in which adult hippocampal neurogenesis is impaired. The aims of the series of experiments presented in this thesis were to examine the effect of the pro-inflammatory cytokine interleukin-1β (IL-1β) on adult hippocampal NPCs both in vitro and in vivo. In vitro, we have shown that IL-1β reduces proliferation of adult hippocampal NPCs in a dose and time-dependent manner. In addition, we have demonstrated that TLX expression is reduced by IL-1β. Blockade of IL-1β signalling prevented both the IL-1β-induced reduction in cell proliferation and TLX expression. In vivo, we examined the effect of short term and long term exposure to LV-IL-1β in sedentary mice and in mice exposed to voluntary running. We demonstrated that impaired hippocampal neurogenesis is only evident after long term exposure to IL-1β. In mice exposed to voluntary running, hippocampal neurogenesis is significantly increased following short-term but not long-term exposure to running. Moreover, short-term running effectively prevents any IL-1β-induced effects on hippocampal neurogenesis; however, no such effects are seen following long-term exposure to running.

Adult neural stem cells expressing IL-10 confer potent immunomodulation and remyelination in experimental autoimmune encephalitis

Adult neural stem cells (aNSCs) derived from the subventricular zone of the brain show therapeutic effects in EAE, an animal model of the chronic inflammatory neurodegenerative disease MS; however, the beneficial effects are modest. One critical weakness of aNSC therapy may be an insufficient antiinflammatory effect. Here, we demonstrate that i.v. or i.c.v. injection of aNSCs engineered to secrete IL-10 (IL-10–aNSCs), a potent immunoregulatory cytokine, induced more profound functional and pathological recovery from ongoing EAE than that with control aNSCs. IL-10–aNSCs exhibited enhanced antiinflammatory effects in the periphery and inflammatory foci in the CNS compared with control aNSCs, more effectively reducing myelin damage, a hallmark of MS. When compared with mice treated with control aNSCs, those treated with IL-10–aNSCs demonstrated differentiation of transplanted cells into greater numbers of oligodendrocytes and neurons but fewer astrocytes, thus enhancing exogenous remyelination and neuron/axonal growth. Finally, IL-10–aNSCs converted a hostile environment to one supportive of neurons/oligodendrocytes, thereby promoting endogenous remyelination. Thus, aNSCs engineered to express IL-10 show enhanced ability to induce immune suppression, remyelination, and neuronal repair and may represent a novel approach that can substantially improve the efficacy of neural stem cell–based therapy in EAE/MS.

Differential regulation of hippocampal neurogenesis by nitric oxide following seizures

The fact that the adult brain is able to produce new neurons or glial cells from neural stem cells (NSC) became one of the most interesting and challenging fields of research in neuroscience. Endogenous adult neurogenesis occurs in two main regions of the brain: the subventricular zone (SVZ) of the lateral ventricles and the subgranular zone (SGZ) in the dentate gyrus. Brain injury may be accompanied by increased neurogenesis, although neuroinflammation promotes the activation of microglial cells that can be detrimental to the neurogenic process. Nitric oxide (NO) is one of the factors released by microglia that can be proneurogenic. The mechanism by which NO promotes the proliferation of NSCs has been intensively studied. However, little is known about the role of NO in migration, survival and differentiation of the newborn cells. The aim of this work was to investigate the role of NO from inflammatory origin in proliferation, migration, differentiation and survival of NSCs from the dentate gyrus in a mouse model of status epilepticus. We also assessed neuroinflammation in the same injury model. Our work showed that NO increased proliferation of the early-born cells after seizures, but is detrimental for their survival. NO also increased migration of neuroblasts. Moreover, NO was important to maintain long-term neuroinflammation. Taken together, these results show that NO may be a good target to promote proliferation and migration of NSCs following seizures, but compromises survival of early-born cells.

The regulation of adult hippocampal neurogenesis by wheel running and environmental enrichment

Introduction: Chez les mammifères, la naissance de nouveaux neurones se poursuit à l’âge adulte dans deux régions du cerveau: 1) l’hippocampe et 2) la zone sous-ventriculaire du prosencéphale. La neurogenèse adulte n’est pas un processus stable et peut être affectée par divers facteurs tels que l’âge et la maladie. De plus, les modifications de la neurogenèse peuvent être à l’origine des maladies de sorte que la régulation ainsi que le rétablissement de la neurogenèse adulte doivent être considérés comme d’importants objectifs thérapeutiques. Chez la souris saine ou malade, la neurogenèse hippocampale peut être fortement régulée par l’enrichissement environnemental ainsi que par l’activité physique. Cependant, lors même que l’activité physique et l’enrichissement environnemental pourraient contribuer au traitement de certaines maladies, très peu d’études porte sur les mécanismes moléculaires et physiologiques responsables des changements qui sont en lien avec ces stimuli. Objectifs et hypothèses: Les principaux objectifs de cette étude sont de caractériser les effets de stimuli externes sur la neurogenèse et, par le fait même, d’élucider les mécanismes sous-jacents aux changements observés. En utilisant le modèle d’activité physique volontaire sur roue, cette étude teste les deux hypothèses suivantes: tout d’abord 1) qu’une période prolongée d’activité physique peut influencer la neurogenèse adulte dans le prosencéphale et l’hippocampe, et 2) que l’activité volontaire sur roue peut favoriser la neurogenèse à travers des stimuli dépendants ou indépendants de la course. Méthodes: Afin de valider la première hypothèse, nous avons utilisé un paradigme incluant une activité physique volontaire prolongée sur une durée de six semaines, ainsi que des analyses immunohistochimiques permettant de caractériser l’activité de précurseurs neuronaux dans la zone sous-ventriculaire et l’hippocampe. Ensuite, pour valider la seconde hypothèse, nous avons utlisé une version modifiée du paradigme ci-dessous, en plaçant les animaux (souris) soit dans des cages traditionnelles, soit dans des cages munies d’une roue bloquée soit dans des cages munies d’une roue fonctionnelle. Résultats: En accord avec la première hypothèse, l’activité physique prolongée volontaire a augmenté la prolifération des précurseurs neuronaux ainsi que la neurogenèse dans le gyrus dentelé de l’hippocampe comparativement aux animaux témoins, confirmant les résultats d’études antérieures. Par ailleurs, dans ce paradigme, nous avons aussi observé de la prolifération acrue au sein de la zone sous-ventriculaire du prosencéphale. De plus, en accord avec la seconde hypothèse, les souris placées dans une cage à roue bloquée ont montré une augmentation de la prolifération des précurseurs neuronaux dans l’hippocampe comparable à celle observée chez les souris ayant accès à une roue fonctionnelle (coureurs). Cependant, seuls les animaux coureurs ont présenté une augmentation de la neurogenèse hippocampale. Conclusions: Ces résultats nous ont permis de tirer deux conclusions nouvelles concernant les effets de l’activité physique (course) sur la neurogenèse. Premièrement, en plus de la prolifération et de la neurogenèse dans le gyrus dentelé de l’hippocampe, la prolifération dans la zone sous-ventriculaire du prosencéphale peut être augmentée par l’activité physique sur roue. Deuxièmement, l’environnement dans lequel l’activité physique a lieu contient différents stimuli qui peuvent influencer certains aspects de la neurogenèse hippocampale en l’absence d’activité physique sur roue (course).

Molecular mechanisms underlying deficient neurogenesis in Alzheimer’s disease

La neurogenèse est présente, dans le cerveau adulte, dans la zone sous-ventriculaire (ZSV) encadrant les ventricules latéraux et dans le gyrus dentelé (GD) de l’hippocampe, permettant l’apprentissage, la mémoire et la fonction olfactive. Ces micro-environnements possèdent des signaux contrôlant l’auto-renouvellement des cellules souches neurales (CSN), leur prolifération, leur destin et leur différenciation. Or, lors du vieillissement, les capacités régénératives et homéostatiques et la neurogenèse déclinent. Les patients atteints de la maladie d’Alzheimer (MA), comme le modèle animal reproduisant cette maladie (3xTg-AD), montrent une accélération des phénotypes liés au vieillissement dont une diminution de la neurogenèse. Notre hypothèse est que la découverte des mécanismes affectant la neurogenèse, lors du vieillissement et de la MA, pourrait fournir de nouvelles cibles thérapeutiques pour prévenir le déclin cognitif. Les études sur l’âge d’apparition et les mécanismes altérant la neurogenèse dans la MA sont contrastées et nous ont guidé vers deux études. L’examen des changements dans les étapes de la neurogenèse lors du vieillissement et du développement de la neuropathologie. Nous avons étudié la ZSV, les bulbes olfactifs et le GD de souris femelles de 11 et 18 mois, et l’apparition des deux pathologies associées à la MA : les plaques amyloïdes et les enchevêtrements neurofibrillaires. Nous avons découvert que les souris 3xTg-AD possèdent moins de cellules en prolifération, de progéniteurs et de neuroblastes, induisant une diminution de l’intégration de nouvelles cellules dans le GD et les bulbes olfactifs. Notons que le taux de neurogenèse chez ces souris de 11 mois est similaire à celui des souris de phénotype sauvage de 18 mois, indiquant une accélération des changements liés au vieillissement dans la MA. Dans la ZSV, nous avons aussi démontré une accumulation de gouttelettes lipidiques, suggérant des changements dans l’organisation et le métabolisme de la niche. Enfin, nous avons démontré que le déficit de la neurogenèse apparait lors des premières étapes de la MA, avant l’apparition des plaques amyloïdes et des enchevêtrements neurofibrillaires. A l’examen des mécanismes inhibant la neurogenèse lors de la MA, nous voyons que chez des souris de 5 mois, le déficit de la neurogenèse dans la ZSV et le GD est corrélé avec l’accumulation de lipides, qui coïncide avec l’apparition du déclin cognitif. Nous avons aussi découvert que dans le cerveau humain de patients atteints de la MA et dans les 3xTg-AD, des gouttelettes lipidiques s’accumulaient dans les cellules épendymaires, représentant le principal soutien des CSN de la niche. Ces lipides sont des triglycérides enrichis en acide oléique qui proviennent de la niche et pas d’une défaillance du système périphérique. De plus, l’infusion locale d’acide oléique chez des souris de phénotype sauvage permet de reproduire l’accumulation de triglycérides dans les cellules épendymaires, comme dans la MA. Ces gouttelettes induisent un dérèglement de la voie de signalisation Akt-FoxO3 dans les CSN, menant à l’inhibition de leur activation in vitro et in vivo. Ces résultats permettent une meilleure compréhension de la régulation de la neurogenèse par le métabolisme lipidique. Nous avons démontré un nouveau mécanisme par lequel l’accumulation des lipides dans la ZSV induit une inhibition des capacités de prolifération et de régénération des CSN lors de la MA. Les travaux futurs permettront de comprendre comment et pourquoi le métabolisme lipidique du cerveau est altéré dans la MA, ce qui pourrait offrir de nouvelles voies thérapeutiques pour la prévention et la régénération.

Étude des effets du facteur de croissance épidermique sur la neurogénèse après une irradiation

Les patients atteints de cancers reçoivent différents traitement, tels que la radiothérapie ou la chimiothérapie. Actuellement, environ 60% des enfants survivants du cancer développent des effets secondaires cognitifs, consécutifs aux traitements énoncés précédemment. Compte tenu de la perspective du développement psychomoteur de l’enfant et de l’immaturité du système nerveux central (SNC) chez ces patients, il s’avère particulièrement pertinent d’étudier les effets secondaires que provoquent les traitements anticancéreux sur le développement cognitif de cette population de malades. Des études ont démontrées l’existence de liens étroits entre ces effets secondaires et l’abolition de la neurogénèse provoquée principalement par l’irradiation. Ce projet de maîtrise porte sur les effets du facteur de croissance épidermique, l’EGF (un facteur de croissance impliqué dans la prolifération cellulaire) sur la neurogénèse de la souris. Nous avons également cherché un vecteur de sécrétion efficace pour permettre une diffusion continue d’EGF à long terme (2 à 4 semaines). Notre hypothèse est que l’EGF serait capable de stimuler la neurogénèse et protéger les cellules de l’apoptose dans le cerveau de la souris, suite à une irradiation. Nous avons montré un effet positif de l’EGF sur la formation et la prolifération des neuroblastes Dcx(+) dans la zone sous ventriculaire (ZSV) et non dans l’hippocampe (Hi), suite à l’injection de l’EGF, directement dans le cerveau à l’aide d’une pompe osmotique. Nous avons observé que cette augmentation de la quantité de jeunes neurones est indépendante de la capacité de l’EGF à les protéger de l’apoptose. L’EGF ne protège pas non plus les blastes leucémiques, issus de lignées de cellules humaines, des effets secondaires d’une irradiation. Les cellules souches mésenchymateuses (CSM) modifiées génétiquement et générées pour sécréter l’EGF ne montrent aucun effet sur la stimulation de la neurogénèse quand elles sont directement injectées dans le cerveau. Finalement, nos résultats indiquent que l’EGF pourrait être un bon candidat pour le développement de nouvelles thérapies pour traiter les effets secondaires que provoque une irradiation du cerveau. L’utilisation de pompes pour permettre l’administration d’EGF dans le cerveau devient alors très intéressante pour améliorer la qualité de vie des patients.

Neural stem cells adopt tumorigenic properties by constitutively activated NF-kappaB and subsequent VEGF up-regulation

One of the challenges in stem cell research is to avoid transformation during cultivation. We studied high passage subventricular zone derived neural stem cells (NSCs) cultures of adult rats in the absence of growth factors epidermal growth factor (EGF) and basic fibroblast growth factor (bFGF). We termed this culture exogenous growth factor independent neural stem cells (GiNSCs). GiNSCs expressed stemness markers, displayed a high constitutive NF-kappaB activity and an increased, aberrant, polyploid DNA content. GiNSCs showed a tumorigenic phenotype and formed colonies in a soft agar assay. Microarray analysis showed the up-regulation of the NF-kappaB target gene vascular endothelial growth factor (VEGF). In contrast, proneuronal genes were down-regulated. Under neuronal differentiation conditions GiNSCs adopted a glioma-like phenotype, with nuclear p53, preserving high amounts of Nestin positive cells and prolonged proliferation. Neutralization of VEGF strongly inhibited proliferation and induced differentiation. In a gain of function approach, the transfection of NSCs with constitutively active upstream kinase IKK-2 led to constitutively activated NF-kappaB, proliferation in absence of growth factors and augmented VEGF secretion. In a rescue experiment a reduction of NF-kappaB activity by overexpression of IkappaB-AA1 was able to shift the morphology toward an elongated cell form, increased cell death, and decreased proliferation. Thus GiNSCs may provide a potent tool in cancer research, as their exogenous cytokine independent proliferation and their constitutively high NF-kappaB expression presumes cancerous properties observed in gliomas. In addition, this study might add a novel mechanism for detecting oncogenic transformation in therapeutic stem cell cultures.

Maintenance and differentiation of neural stem cells

The adult mammalian brain contains self-renewable, multipotent neural stem cells (NSCs) that are responsible for neurogenesis and plasticity in specific regions of the adult brain. Extracellular matrix, vasculature, glial cells, and other neurons are components of the niche where NSCs are located. This surrounding environment is the source of extrinsic signals that instruct NSCs to either self-renew or differentiate. Additionally, factors such as the intracellular epigenetics state and retrotransposition events can influence the decision of NSC`s fate into neurons or glia. Extrinsic and intrinsic factors form an intricate signaling network, which is not completely understood. These factors altogether reflect a few of the key players characterized so far in the new field of NSC research and are covered in this review. (C) 2010 John Wiley & Sons, Inc. WIREs Syst Biol Med 2011 3 107-114 DOI:10.1002/wsbm:100

Effects of lithium on the proliferation and migration of neuroblasts in the rostral migratory stream in adult mice

The discovery of neurogenesis in adult brains opened the possibility of cellular therapy strategies for the treatment of neurodegenerative diseases, such as Alzheimer’s disease. Neurogenesis in the adult brain occurs in two areas: subgranular zone of the hippocampus and subventricular zone (SVZ) of the lateral ventricles. Neurons that originate from the SVZ migrate to the olfactory bulb (OB) through the rostral migratory stream (RMS). In Alzheimer’s disease, there is a progressive neuronal dysfunction and degeneration, resulting in brain atrophy and cognitive impairments including olfactory dysfunction. Several studies have demonstrated that pharmacological treatment with lithium exerts positive effects on adult neurogenesis, and one pathway seems to be the modulation of factors that regulate the migration of neuroblasts. The objective of this study was to investigate whether treatment with lithium promotes the increase of migratory neuroblasts using as parameter the RMS. Adult male C57BL/6 mice were divided into control and lithium-treated groups. The animals were treated for 6 weeks and, at four different time points, i.e., 10 days, 7 days, 3 days and 1 day before the end of treatments, they received an injection of BrdU (cell proliferation marker). The animals were sacrificed by perfusion fixation and the brains were immunohistochemically labeled for BrdU for analysis of migrating neuroblasts in the RMS. The results showed that the number of BrdU+ cells in the RMS was not significantly different between the two groups, suggesting that lithium, alone, is not capable of increasing the number of neuroblasts migrating from the SVZ to the OB

Estudo da proliferação, migração e diferenciação dos precursores neurais do sistema nervoso pós-natal de camundongos (Mus musculus)

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FMVZ

Estudo da proliferação, migração e diferenciação dos precursores neurais do sistema nervoso pós-natal de camundongos (Mus musculus)

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FMVZ

Kinin-B2 Receptor Activity Determines the Differentiation Fate of Neural Stem Cells

Bradykinin is not only important for inflammation and blood pressure regulation, but also involved in neuromodulation and neuroprotection. Here we describe novel functions for bradykinin and the kinin-B2 receptor (B2BkR) in differentiation of neural stem cells. In the presence of the B2BkR antagonist HOE-140 during rat neurosphere differentiation, neuron-specific beta 3-tubulin and enolase expression was reduced together with an increase in glial protein expression, indicating that bradykinin- induced receptor activity contributes to neurogenesis. In agreement, HOE-140 affected in the same way expression levels of neural markers during neural differentiation of murine P19 and human iPS cells. Kinin-B1 receptor agonists and antagonists did not affect expression levels of neural markers, suggesting that bradykinin-mediated effects are exclusively mediated via B2BkR. Neurogenesis was augmented by bradykinin in the middle and late stages of the differentiation process. Chronic treatment with HOE-140 diminished eNOS and nNOS as well as M1-M4 muscarinic receptor expression and also affected purinergic receptor expression and activity. Neurogenesis, gliogenesis, and neural migration were altered during differentiation of neurospheres isolated from B2BkR knock-out mice. Whole mount in situ hybridization revealed the presence of B2BkR mRNA throughout the nervous system in mouse embryos, and less beta 3-tubulin and more glial proteins were expressed in developing and adult B2BkR knock-out mice brains. As a underlying transcriptional mechanism for neural fate determination, HOE-140 induced up-regulation of Notch1 and Stat3 gene expression. Because pharmacological treatments did not affect cell viability and proliferation, we conclude that bradykinin-induced signaling provides a switch for neural fate determination and specification of neurotransmitter receptor expression.

Zelluläre Kontrolle adulter Neurogenese - Expression und Funktion des VEGF-Rezeptor-1 (Flt-1) im adulten Säugerhirn

Neurale Stammzellen sind im adulten Säugerhirn in der Subventrikulären Zone (SVZ) der Lateralventrikel und dem Hippokampus lokalisiert. In der SVZ entstandene neurale Zellen migrieren entlang eines von Astrozyten umgebenen Pfades, dem Rostralmigratorischen Strom (RMS), zum Olfaktorischen Bulbus (OB), wo sie zu olfaktorischen Interneuronen differenzieren. Vaskuläre Wachstumsfaktoren, wie VEGF-A beeinflussen die adulte Neurogenese. Die vorliegende Arbeit beschreibt erstmalig detailliert die spezifische Expression des VEGF-Rezeptor-1 (VEGFR-1) in den Regionen olfaktorischer und hippokampaler Neurogenese des adulten ZNS. Die Ergebnisse zeigen, dass VEGFR-1 im adulten Hirn hauptsächlich in GFAP-positiven Zellen in der SVZ, dem RMS, dem OB, dem Corpus callosum und dem Hippokampus exprimiert ist. In vivo-Analysen transgener Mäuse (Flt-1TK-/-), denen die Signaltransduktionsdomäne des VEGFR-1 fehlt, demonstrieren hier erstmals eine Rolle des VEGFR-1 in adulter Neurogenese. Flt-1TK-/- weisen eine erhöhte Proliferation neuronaler Vorläuferzellen der SVZ auf. Im RMS ist jedoch 6 Tage nach BrdU-Administration die Anzahl markierter Zellen im Vergleich zum Wildtyp (wt) um 47,97% reduziert, ohne dass es zu einer Akkumulation in der SVZ kommt. Zusammen mit der in Kulturversuchen stark erhöhten Migrationsgeschwindigkeit von Neuroblasten der Flt-1TK-/- und einer verminderten Abwanderung von Zellen aus dem RMS ins Corpus callosum der Flt-1Tk-/-, weist dies auf eine gesteigerte Migration zum OB hin. Tatsächlich war der OB der Flt-1TK-/-, vor allem die Plexiform- und Periglomerulärzellschicht (PGL), signifikant vergrößert. Im OB der transgenen Tiere migrieren zudem signifikant mehr BrdU-markierte Zellen in die PGL. Dort differenzieren signifikant mehr Neurone als im wt. Subtypisierungen zeigen, zudem eine erhöhte Differenzierung in dopaminerge Interneurone in der PGL der Flt-1TK-/-. Im Gehirn Flt-1TK-/- war die Konzentration von VEGF-A erhöht. Intrazerebroventrikuläre Infusion von VEGF-A in wt-Tiere erbrachte den eindeutigen Nachweis, dass die Erhöhung der VEGF-A-Konzentration im Gehirn der Flt-1TK-/- ursächlich für die in diesen Tieren beobachtete Reduktion der BrdU-positiven Zellen im RMS ist. Dies ist gleichzeitig der erste Nachweis einer Wirkung von VEGF-A auf Neuroblasten im RMS in vivo unter physiologischen Bedingungen. Die erhöhte VEGF-A-Konzentration könnte auch den anderen hier dargelegten Effekten zugrunde liegen. VEGFR-1 ist somit ein regulatorischer Faktor für die adulte olfaktorische Neurogenese und spielt eine potentielle Rolle in der Differenzierung dopaminerger Interneurone.

Neuronal differentiation of human mesenchymal stem cells: changes in the expression of the Alzheimer's disease-related gene seladin-1

Seladin-1 (SELective Alzheimer's Disease INdicator-1) is an anti-apoptotic gene, which is down-regulated in brain regions affected by Alzheimer's disease (AD). In addition, seladin-1 catalyzes the conversion of desmosterol into cholesterol. Disruption of cholesterol homeostasis in neurons may increase cell susceptibility to toxic agents. Because the hippocampus and the subventricular zone, which are affected in AD, are the unique regions containing stem cells with neurogenic potential in the adult brain, it might be hypothesized that this multipotent cell compartment is the predominant source of seladin-1 in normal brain. In the present study, we isolated and characterized human mesenchymal stem cells (hMSC) as a model of cells with the ability to differentiate into neurons. hMSC were then differentiated toward a neuronal phenotype (hMSC-n). These cells were thoroughly characterized and proved to be neurons, as assessed by molecular and electrophysiological evaluation. Seladin-1 expression was determined and found to be significantly reduced in hMSC-n compared to undifferentiated cells. Accordingly, the total content of cholesterol was decreased after differentiation. These original results demonstrate for the first time that seladin-1 is abundantly expressed by stem cells and appear to suggest that reduced expression in AD might be due to an altered pool of multipotent cells.