The role of interleukin-1beta on the expression of nestin in cardiac neural stem cells following myocardial infarction

Le mécanisme biologique responsable pour l’augmentation de l’expression de la protéine nestin dans les cellules souches neurales (CSN) du cœur après un infarctus du myocarde (IM) demeure inconnu. Des études antérieures ont démontré que le traitement au dexamethasone, un glucocorticoïde aux propriétés anti-inflammatoires, abolit la régulation positive de nestin après un IM. Ceci suggère un lien avec la réponse inflammatoire. Nous avons vérifié dans cette étude l’hypothèse que la cytokine inflammatoire interleukin-1beta (IL-1beta) peut modifier le phénotype de cellules souches neurales. Le deuxième objectif de l’étude fut d’établir l’impact, suivant un IM, de l’inhibition de la signalisation de IL-1beta sur la fonction et la guérison cardiaque. Suite à une ligature complète de l’artère coronaire du rat mâle, le dysfonctionnement contractile du ventricule gauche fut associé à une régulation positive de la protéine nestin dans le myocarde non-infarci. Le traitement avec Xoma 052 (1 mg/kg), un anticorps anti-IL-1beta, 24h, 7 et 14 jours après un évènement ischémique, eu aucun effet sur la taille de l’infarctus ou la contractilité du ventricule gauche. De plus, le traitement avec Xoma 052 après un IM n’a pu supprimer l’augmentation de l’expression de nestin et Bcl-2 malgré une réduction modeste du niveau de la protéine Bax. Pour déterminer directement le rôle de la réponse inflammatoire en l’absence d’ischémie, nous avons injecté des rats mâles avec du LPS (10mg/kg, 18hrs). Dans le coeur du rat-LPS, nous avons noté une augmentation significative du niveau d’ARNm de IL-1beta et de l’expression de la protéine nestin. Le prétraitement avec 10mg/kg de Xoma 052 a aboli l’augmentation de l’expression de nestin dans le coeur des rats-LPS. Ces observations indiquent que les cellules souches neurales pourraient représenter une cible potentielle de l’IL-1beta.

Régulation moléculaire de la barrière hémo-encéphalique

La Sclérose en plaques (SEP) est une maladie auto-immune inflammatoire démyélinisante du système nerveux central (SNC), lors de laquelle des cellules inflammatoires du sang périphérique infiltrent le SNC pour y causer des dommages cellulaires. Dans ces réactions neuroinflammatoires, les cellules immunitaires traversent le système vasculaire du SNC, la barrière hémo-encéphalique (BHE), pour avoir accès au SNC et s’y accumuler. La BHE est donc la première entité que rencontrent les cellules inflammatoires du sang lors de leur migration au cerveau. Ceci lui confère un potentiel thérapeutique important pour influencer l’infiltration de cellules du sang vers le cerveau, et ainsi limiter les réactions neuroinflammatoires. En effet, les interactions entre les cellules immunitaires et les parois vasculaires sont encore mal comprises, car elles sont nombreuses et complexes. Différents mécanismes pouvant influencer la perméabilité de la BHE aux cellules immunitaires ont été décrits, et représentent aujourd’hui des cibles potentielles pour le contrôle des réactions neuro-immunes. Cette thèse a pour objectif de décrire de nouveaux mécanismes moléculaires opérant au niveau de la BHE qui interviennent dans les réactions neuroinflammatoires et qui ont un potentiel thérapeutique pour influencer les interactions neuro-immunologiques. Ce travail de doctorat est séparé en trois sections. La première section décrit la caractérisation du rôle de l’angiotensine II dans la régulation de la perméabilité de la BHE. La seconde section identifie et caractérise la fonction d’une nouvelle molécule d’adhérence de la BHE, ALCAM, dans la transmigration de cellules inflammatoires du sang vers le SNC. La troisième section traite des propriétés sécrétoires de la BHE et du rôle de la chimiokine MCP-1 dans les interactions entre la BHE et les cellules souches. Dans un premier temps, nous démontrons l’importance de l’angiotensinogène (AGT) dans la régulation de la perméabilité de la BHE. L’AGT est sécrété par les astrocytes et métabolisé en angiotensine II pour pouvoir agir au niveau des CE de la BHE à travers le récepteur à l’angiotensine II, AT1 et AT2. Au niveau de la BHE, l’angiotensine II entraîne la phosphorylation et l’enrichissement de l’occludine au sein de radeaux lipidiques, un phénomène associé à l’augmentation de l’étanchéité de la BHE. De plus, dans les lésions de SEP, on retrouve une diminution de l’expression de l’AGT et de l’occludine. Ceci est relié à nos observations in vitro, qui démontrent que des cytokines pro-inflammatoires limitent la sécrétion de l’AGT. Cette étude élucide un nouveau mécanisme par lequel les astrocytes influencent et augmentent l’étanchéité de la BHE, et implique une dysfonction de ce mécanisme dans les lésions de la SEP où s’accumulent les cellules inflammatoires. Dans un deuxième temps, les techniques établies dans la première section ont été utilisées afin d’identifier les protéines de la BHE qui s’accumulent dans les radeaux lipidiques. En utilisant une technique de protéomique nous avons identifié ALCAM (Activated Leukocyte Cell Adhesion Molecule) comme une protéine membranaire exprimée par les CE de la BHE. ALCAM se comporte comme une molécule d’adhérence typique. En effet, ALCAM permet la liaison entre les cellules du sang et la paroi vasculaire, via des interactions homotypiques (ALCAM-ALCAM pour les monocytes) ou hétérotypiques (ALCAM-CD6 pour les lymphocytes). Les cytokines inflammatoires augmentent le niveau d’expression d’ALCAM par la BHE, ce qui permet un recrutement local de cellules inflammatoires. Enfin, l’inhibition des interactions ALCAM-ALCAM et ALCAM-CD6 limite la transmigration des cellules inflammatoires (monocytes et cellules T CD4+) à travers la BHE in vitro et in vivo dans un modèle murin de la SEP. Cette deuxième partie identifie ALCAM comme une cible potentielle pour influencer la transmigration de cellules inflammatoires vers le cerveau. Dans un troisième temps, nous avons pu démontrer l’importance des propriétés sécrétoires spécifiques à la BHE dans les interactions avec les cellules souches neurales (CSN). Les CSN représentent un potentiel thérapeutique unique pour les maladies du SNC dans lesquelles la régénération cellulaire est limitée, comme dans la SEP. Des facteurs qui limitent l’utilisation thérapeutique des CSN sont le mode d’administration et leur maturation en cellules neurales ou gliales. Bien que la route d’administration préférée pour les CSN soit la voie intrathécale, l’injection intraveineuse représente la voie d’administration la plus facile et la moins invasive. Dans ce contexte, il est important de comprendre les interactions possibles entre les cellules souches et la paroi vasculaire du SNC qui sera responsable de leur recrutement dans le parenchyme cérébral. En collaborant avec des chercheurs de la Belgique spécialisés en CSN, nos travaux nous ont permis de confirmer, in vitro, que les cellules souches neurales humaines migrent à travers les CE humaines de la BHE avant d’entamer leur différenciation en cellules du SNC. Suite à la migration à travers les cellules de la BHE les CSN se différencient spontanément en neurones, en astrocytes et en oligodendrocytes. Ces effets sont notés préférentiellement avec les cellules de la BHE par rapport aux CE non cérébrales. Ces propriétés spécifiques aux cellules de la BHE dépendent de la chimiokine MCP-1/CCL2 sécrétée par ces dernières. Ainsi, cette dernière partie suggère que la BHE n’est pas un obstacle à la migration de CSN vers le SNC. De plus, la chimiokine MCP-1 est identifiée comme un facteur sécrété par la BHE qui permet l’accumulation et la différentiation préférentielle de cellules souches neurales dans l’espace sous-endothélial. Ces trois études démontrent l’importance de la BHE dans la migration des cellules inflammatoires et des CSN vers le SNC et indiquent que de multiples mécanismes moléculaires contribuent au dérèglement de l’homéostasie du SNC dans les réactions neuro-immunes. En utilisant des modèles in vitro, in situ et in vivo, nous avons identifié trois nouveaux mécanismes qui permettent d’influencer les interactions entre les cellules du sang et la BHE. L’identification de ces mécanismes permet non seulement une meilleure compréhension de la pathophysiologie des réactions neuroinflammatoires du SNC et des maladies qui y sont associées, mais suggère également des cibles thérapeutiques potentielles pour influencer l’infiltration des cellules du sang vers le cerveau

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.

Punching Shear Behavior of UHPC Flat Slabs

At the Institute of Structural Engineering of the Faculty of Civil Engineering, Kassel University, series tests of slab-column connection were carried out, subjected to concentrated punching load. The effects of steel fiber content, concrete compressive strength, tension reinforcement ratio, size effect, and yield stress of tension reinforcement were studied by testing a total of six UHPC slabs and one normal strength concrete slab. Based on experimental results; all the tested slabs failed in punching shear as a type of failure, except the UHPC slab without steel fiber which failed due to splitting of concrete cover. The post ultimate load-deformation behavior of UHPC slabs subjected to punching load shows harmonic behavior of three stages; first, drop of load-deflection curve after reaching maximum load, second, resistance of both steel fibers and tension reinforcement, and third, pure tension reinforcement resistance. The first shear crack of UHPC slabs starts to open at a load higher than that of normal strength concrete slabs. Typically, the diameter of the punching cone for UHPC slabs on the tension surface is larger than that of NSC slabs and the location of critical shear crack is far away from the face of the column. The angle of punching cone for NSC slabs is larger than that of UHPC slabs. For UHPC slabs, the critical perimeter is proposed and located at 2.5d from the face of the column. The final shape of the punching cone is completed after the tension reinforcement starts to yield and the column stub starts to penetrate through the slab. A numerical model using Finite Element Analysis (FEA) for UHPC slabs is presented. Also some variables effect on punching shear is demonstrated by a parametric study. A design equation for UHPC slabs under punching load is presented and shown to be applicable for a wide range of parametric variations; in the ranges between 40 mm to 300 mm in slab thickness, 0.1 % to 2.9 % in tension reinforcement ratio, 150 MPa to 250 MPa in compressive strength of concrete and 0.1 % to 2 % steel fiber content. The proposed design equation of UHPC slabs is modified to include HSC and NSC slabs without steel fiber, and it is checked with the test results from earlier researches.

Incidencia de las agresiones a la seguridad cibernética en el desarrollo informático de las Fuerzas Armadas de Estados Unidos (2003-2013)

La presente investigación tiene como objetivo analizar la incidencia de las agresiones cibernéticas en el desarrollo informático de las Fuerzas Armadas de Estados Unidos. Los diferentes estudios que se han realizado sobre el ciberespacio se han enfocado en el papel del individuo como actor principal y se ha dejado de lado las repercusiones que éste ha tenido para el Estado, como un nuevo eje de amenazas. Teniendo en cuenta lo anterior, esta investigación demostrará a partir del concepto de securitización, que se busca priorizar la “ciberseguridad” dentro de la agenda del gobierno estadounidense. Al ser este un estudio que aborda experiencias concretas durante un periodo de tiempo de más de 10 años, el diseño metodológico de la investigación será longitudinal, ya que abarcará estudios, artículos, textos y resoluciones que se han realizado desde 2003 hasta la actualidad.

Dime cómo me percibes y te diré quién soy: Estados Unidos y su idea de la política exterior China en la década de 1950

La década de 1950 fue determinante en el establecimiento y póstumo desarrollo del sistema de política exterior de la República Popular China. Al respecto, es de vital importancia realizar un análisis exhaustivo sobre esta primera etapa en donde actores externos a la nación tuvieron un papel determinante. Se busca, entonces, analizar la incidencia que tuvo el discurso de Estados Unidos en la política exterior China a través de un profundo análisis cualitativo que tendrá como base elementos propios de la historiografía. Mediante aproximaciones constructivistas, se pretende demostrar que las creencias pre-existentes de ambos actores (así como la intersubjetividad entre los mismos), determinó la identidad construida a través de la percepción mutua. Lo anterior, impulsó las relaciones predominantemente agresivas entre Estados Unidos y la China Maoísta de principios de la Guerra Fría.

A systematic review of the routine monitoring of growth in children of primary school age to identify growth-related conditions

Objectives: To clarify the role of growth monitoring in primary school children, including obesity, and to examine issues that might impact on the effectiveness and cost-effectiveness of such programmes. Data sources: Electronic databases were searched up to July 2005. Experts in the field were also consulted. Review methods: Data extraction and quality assessment were performed on studies meeting the review's inclusion criteria. The performance of growth monitoring to detect disorders of stature and obesity was evaluated against National Screening Committee (NSC) criteria. Results: In the 31 studies that were included in the review, there were no controlled trials of the impact of growth monitoring and no studies of the diagnostic accuracy of different methods for growth monitoring. Analysis of the studies that presented a 'diagnostic yield' of growth monitoring suggested that one-off screening might identify between 1: 545 and 1: 1793 new cases of potentially treatable conditions. Economic modelling suggested that growth monitoring is associated with health improvements [ incremental cost per quality-adjusted life-year (QALY) of pound 9500] and indicated that monitoring was cost-effective 100% of the time over the given probability distributions for a willingness to pay threshold of pound 30,000 per QALY. Studies of obesity focused on the performance of body mass index against measures of body fat. A number of issues relating to human resources required for growth monitoring were identified, but data on attitudes to growth monitoring were extremely sparse. Preliminary findings from economic modelling suggested that primary prevention may be the most cost-effective approach to obesity management, but the model incorporated a great deal of uncertainty. Conclusions: This review has indicated the potential utility and cost-effectiveness of growth monitoring in terms of increased detection of stature-related disorders. It has also pointed strongly to the need for further research. Growth monitoring does not currently meet all NSC criteria. However, it is questionable whether some of these criteria can be meaningfully applied to growth monitoring given that short stature is not a disease in itself, but is used as a marker for a range of pathologies and as an indicator of general health status. Identification of effective interventions for the treatment of obesity is likely to be considered a prerequisite to any move from monitoring to a screening programme designed to identify individual overweight and obese children. Similarly, further long-term studies of the predictors of obesity-related co-morbidities in adulthood are warranted. A cluster randomised trial comparing growth monitoring strategies with no growth monitoring in the general population would most reliably determine the clinical effectiveness of growth monitoring. Studies of diagnostic accuracy, alongside evidence of effective treatment strategies, could provide an alternative approach. In this context, careful consideration would need to be given to target conditions and intervention thresholds. Diagnostic accuracy studies would require long-term follow-up of both short and normal children to determine sensitivity and specificity of growth monitoring.

An epigenetic signature of developmental potential in neural stem cells and early neurons.

A cardinal property of neural stem cells (NSCs) is their ability to adopt multiple fates upon differentiation. The epigenome is widely seen as a read-out of cellular potential and a manifestation of this can be seen in embryonic stem cells (ESCs), where promoters of many lineage-specific regulators are marked by a bivalent epigenetic signature comprising trimethylation of both lysine 4 and lysine 27 of histone H3 (H3K4me3 and H3K27me3, respectively). Bivalency has subsequently emerged as a powerful epigenetic indicator of stem cell potential. Here, we have interrogated the epigenome during differentiation of ESC-derived NSCs to immature GABAergic interneurons. We show that developmental transitions are accompanied by loss of bivalency at many promoters in line with their increasing developmental restriction from pluripotent ESC through multipotent NSC to committed GABAergic interneuron. At the NSC stage, the promoters of genes encoding many transcriptional regulators required for differentiation of multiple neuronal subtypes and neural crest appear to be bivalent, consistent with the broad developmental potential of NSCs. Upon differentiation to GABAergic neurons, all non-GABAergic promoters resolve to H3K27me3 monovalency, whereas GABAergic promoters resolve to H3K4me3 monovalency or retain bivalency. Importantly, many of these epigenetic changes occur before any corresponding changes in gene expression. Intriguingly, another group of gene promoters gain bivalency as NSCs differentiate toward neurons, the majority of which are associated with functions connected with maturation and establishment and maintenance of connectivity. These data show that bivalency provides a dynamic epigenetic signature of developmental potential in both NSCs and in early neurons. Stem Cells 2013;31:1868-1880.

Neural stem cells and cell replacement therapy: making the right cells

The past few years have seen major advances in the field of NSC (neural stem cell) research with increasing emphasis towards its application in cell-replacement therapy for neurological disorders. However, the clinical application of NSCs will remain largely unfeasible until a comprehensive understanding of the cellular and molecular mechanisms of NSC fate specification is achieved. With this understanding will come an increased possibility to exploit the potential of stem cells in order to manufacture transplantable NSCs able to provide a safe and effective therapy for previously untreatable neurological disorders. Since the pathology of each of these disorders is determined by the loss or damage of a specific neural cell population, it may be necessary to generate a range of NSCs able to replace specific neurons or glia rather than generating a generic NSC population. Currently, a diverse range of strategies is being investigated with this goal in mind. In this review, we focus on the relationship between NSC specification and differentiation and discuss how this information may be used to direct NSCs towards a particular fate.

Tumor necrosis factor alpha triggers proliferation of adult neural stem cells via IKK/NF-kappaB signaling

BACKGROUND: Brain inflammation has been recognized as a complex phenomenon with numerous related aspects. In addition to the very well-described neurodegenerative effect of inflammation, several studies suggest that inflammatory signals exert a potentially positive influence on neural stem cell proliferation, migration and differentiation. Tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha) is one of the best-characterized mediators of inflammation. To date, conclusions about the action of TNF on neural stem or progenitor cells (NSCs, NPCs) have been conflicting. TNF seems to activate NSC proliferation and to inhibit their differentiation into NPCs. The purpose of the present study was to analyze the molecular signal transduction mechanisms induced by TNF and resulting in NSC proliferation. RESULTS: Here we describe for the first time the TNF-mediated signal transduction cascade in neural stem cells (NSCs) that results in increased proliferation. Moreover, we demonstrate IKK-alpha/beta-dependent proliferation and markedly up-regulated cyclin D1 expression after TNF treatment. The significant increase in proliferation in TNF-treated cells was indicated by increased neurosphere volume, increased bromodeoxyuridin (BrdU) incorporation and a higher total cell number. Furthermore, TNF strongly activated nuclear factor-kappa B (NF-kappaB) as measured by reporter gene assays and by an activity-specific antibody. Proliferation of control and TNF-treated NSCs was strongly inhibited by expression of the NF-kappaB super-repressor IkappaB-AA1. Pharmacological blockade of IkappaB ubiquitin ligase activity led to comparable decreases in NF-kappaB activity and proliferation. In addition, IKK-beta gene product knock-down via siRNA led to diminished NF-kappaB activity, attenuated cyclin D1 expression and finally decreased proliferation. In contrast, TGFbeta-activated kinase 1 (TAK-1) is partially dispensable for TNF-mediated and endogenous proliferation. Understanding stem cell proliferation is crucial for future regenerative and anti-tumor medicine. CONCLUSION: TNF-mediated activation of IKK-beta resulted in activation of NF-kappaB and was followed by up-regulation of the bona-fide target gene cyclin D1. Activation of the canonical NF-kappaB pathway resulted in strongly increased proliferation of NSCs.

Mathematical model for NF-kappaB-driven proliferation of adult neural stem cells

Neural stem cells (NSCs) are early precursors of neuronal and glial cells. NSCs are capable of generating identical progeny through virtually unlimited numbers of cell divisions (cell proliferation), producing daughter cells committed to differentiation. Nuclear factor kappa B (NF-kappaB) is an inducible, ubiquitous transcription factor also expressed in neurones, glia and neural stem cells. Recently, several pieces of evidence have been provided for a central role of NF-kappaB in NSC proliferation control. Here, we propose a novel mathematical model for NF-kappaB-driven proliferation of NSCs. We have been able to reconstruct the molecular pathway of activation and inactivation of NF-kappaB and its influence on cell proliferation by a system of nonlinear ordinary differential equations. Then we use a combination of analytical and numerical techniques to study the model dynamics. The results obtained are illustrated by computer simulations and are, in general, in accordance with biological findings reported by several independent laboratories. The model is able to both explain and predict experimental data. Understanding of proliferation mechanisms in NSCs may provide a novel outlook in both potential use in therapeutic approaches, and basic research as well.

Highly efficient neural differentiation of human somatic stem cells, isolated by minimally invasive periodontal surgery

Neural stem cells (NSCs) are potential sources for cell therapy of neurodegenerative diseases and for drug screening. Despite their potential benefits, ethical and practical considerations limit the application of NSCs derived from human embryonic stem cells (ES) or adult brain tissue. Thus, alternative sources are required to satisfy the criteria of ready accessibility, rapid expansion in chemically defined media and reliable induction to a neuronal fate. We isolated somatic stem cells from the human periodontium that were collected during minimally invasive periodontal access flap surgery as part of guided tissue regeneration therapy. These cells could be propagated as neurospheres in serum-free medium, which underscores their cranial neural crest cell origin. Culture in the presence of epidermal growth factor (EGF) and fibroblast growth factor-2 (FGF-2) under serum-free conditions resulted in large numbers of nestin-positive/Sox-2-positive NSCs. These periodontium-derived (pd) NSCs are highly proliferative and migrate in response to chemokines that have been described as inducing NSC migration. We used immunocytochemical techniques and RT-PCR analysis to assess neural differentiation after treatment of the expanded cells with a novel induction medium. Adherence to substrate, growth factor deprivation, and retinoic acid treatment led to the acquisition of neuronal morphology and stable expression of markers of neuronal differentiation by more than 90% of the cells. Thus, our novel method might provide nearly limitless numbers of neuronal precursors from a readily accessible autologous adult human source, which could be used as a platform for further experimental studies and has potential therapeutic implications.

RE1 silencing transcription factor/neuron-restrictive silencing factor regulates expansion of adult mouse subventricular zone-derived neural stem/progenitor cells in vitro

Adult neural stem cell (aNSC) activity is tuned by external stimuli through the recruitment of transcription factors. This study examines the RE1 silencing transcription factor (REST) in neural stem/progenitor cells isolated from the subventricular zone of adult mouse brain and provides the first extensive characterization of REST-mediated control of the cellular and molecular properties. This study shows that REST knockdown affects the capacity of progenitor cells to generate neurospheres, reduces cell proliferation, and triggers cell differentiation despite the presence of growth factors. Genome- and transcriptome-wide analyses show that REST binding sites are significantly enriched in genes associated with synaptic transmission and nervous system development and function. Seeking candidate regulators of aNSC function, this study identifies a member of the bone morphogenetic protein (BMP) family, BMP6, the mRNA and protein of which increased after REST knockdown. The results of this study extend previous findings, demonstrating a reciprocal control of REST expression by BMPs. Administration of exogenous BMP6 inhibits aNSC proliferation and induces the expression of the astrocytic marker glial fibrillary acidic protein, highlighting its antimitogenic and prodifferentiative effects. This study suggests that BMP6 produced in a REST-regulated manner together with other signals can contribute to regulation of NSC maintenance and fate. © 2015 Wiley Periodicals, Inc.

The neurogenic potential of astrocytes is regulated by inflammatory signals

Although the adult brain contains neural stem cells (NSCs) that generate new neurons throughout life, these astrocyte-like populations are restricted to two discrete niches. Despite their terminally differentiated phenotype, adult parenchymal astrocytes can re-acquire NSC-like characteristics following injury, and as such, these 'reactive' astrocytes offer an alternative source of cells for central nervous system (CNS) repair following injury or disease. At present, the mechanisms that regulate the potential of different types of astrocytes are poorly understood. We used in vitro and ex vivo astrocytes to identify candidate pathways important for regulation of astrocyte potential. Using in vitro neural progenitor cell (NPC)-derived astrocytes, we found that exposure of more lineage-restricted astrocytes to either tumor necrosis factor alpha (TNF-α) (via nuclear factor-κB (NFκB)) or the bone morphogenetic protein (BMP) inhibitor, noggin, led to re-acquisition of NPC properties accompanied by transcriptomic and epigenetic changes consistent with a more neurogenic, NPC-like state. Comparative analyses of microarray data from in vitro-derived and ex vivo postnatal parenchymal astrocytes identified several common pathways and upstream regulators associated with inflammation (including transforming growth factor (TGF)-β1 and peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ)) and cell cycle control (including TP53) as candidate regulators of astrocyte phenotype and potential. We propose that inflammatory signalling may control the normal, progressive restriction in potential of differentiating astrocytes as well as under reactive conditions and represent future targets for therapies to harness the latent neurogenic capacity of parenchymal astrocytes.

Sub-tropical urban environment affecting content and composition of non-structural carbohydrates of Lolium multiflorum ssp italicum cv. Lema

This study analyzed the relationship between environmental factors, especially air pollution and climatic conditions, and non-structural carbohydrates (NSC) in plants of Lolium multiflorum exposed during 10 consecutive periods of 28 days at a polluted site (Congonhas) and at a reference site in Sao Paulo city (Brazil). After exposure, NSC composition and leaf concentrations of Al, Fe. Cu, Zn, Pb and Cd were measured. The seasonal pattern of NSC accumulation was quite similar in both sites, but plants at Congonhas showed higher concentrations of these compounds, especially fructans of low and medium degree of polymerization. Regression analysis showed that NSC in plants growing at the polluted site were explained by variations on temperature and leaf concentration of Fe (positive effect), as well as relative humidity and particulate material (negative effect). NSC in the standardized grass culture, in addition to heavy metal accumulation, may indicate stressing conditions in a sub-tropical polluted environment. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.