Geochemical variation among small eruptive centers in the central SVZ of the Andes: An evaluation of subduction, mantle and crustal influences

Subduction zone magmatism is an important and extensively studied topic in igneous geochemistry. Recent studies focus on from where arc magmas are generated, how subduction components (fluids or melts) are fluxed into the source of the magmas, and whether or how the subduction components affect partial melting processes beneath volcanic arcs at convergent boundaries. ^ At 39.5°S in the Central Southern Volcanic Zone of the Andes, Volcano Villarrica is surrounded by a suite of Small Eruptive Centers (SEC). The SECs are located mostly to the east and northeast of the stratovolcano and aligned along the Liquine-Ofqui Fault Zone, the major fracture system in this area. Former studies observed the geochemical patterns of the SECs differ distinctively from those of V. Villarrica and suggested there may be a relationship between the compositions of the volcanic units and their edifice sizes. This work is a comprehensive geochemical study on the SECs near V. Villarrica, using a variety of geochemical tracers and tools including major, trace and REE elements, Li-Be-B elements, Sr-Nd-Pb isotopes and short-lived isotopes such as U-series and 10Be. In this work, systematic differences between the elemental and isotopic compositions of the SECs and those of V. Villarrica are revealed and more importantly, modeled in terms of magmatic processes occurring at continental arc margins. Detailed modeling calculations in this work reconstruct chemical compositions of the primary magmas, source compositions, compositions and percentages of different subduction endmembers mixed into the source, degrees of partial melting and different time scales of the SECs and V. Villarrica, respectively. Geochemical characteristics and possible origins of the two special SECs—andesitic Llizan, with crustal signatures, and Rucapillan, to the northwest toward the trench, are also discussed in this work. ^

Pharmacological blockade of either cannabinoid CB1 or CB2 receptors prevents both cocaine-induced conditioned locomotion and cocaine-induced reduction of cell proliferation in the hippocampus of adult male rat.

Addiction to major drugs of abuse, such as cocaine, has recently been linked to alterations in adult neurogenesis in the hippocampus. The endogenous cannabinoid system modulates this proliferative response as demonstrated by the finding that pharmacological activation/blockade of cannabinoid CB1 and CB2 receptors not only modulates neurogenesis but also modulates cell death in the brain. In the present study, we evaluated whether the endogenous cannabinoid system affects cocaine-induced alterations in cell proliferation. To this end, we examined whether pharmacological blockade of either CB1 (Rimonabant, 3 mg/kg) or CB2 receptors (AM630, 3 mg/kg) would affect cell proliferation [the cells were labeled with 5-bromo-2'-deoxyuridine (BrdU)] in the subventricular zone (SVZ) of the lateral ventricle and the dentate subgranular zone (SGZ). Additionally, we measured cell apoptosis (as monitored by the expression of cleaved caspase-3) and glial activation [by analyzing the expression of glial fibrillary acidic protein (GFAP) and Iba-1] in the striatum and hippocampus during acute and repeated (4 days) cocaine administration (20 mg/kg). The results showed that acute cocaine exposure decreased the number of BrdU-immunoreactive (ir) cells in the SVZ and SGZ. In contrast, repeated cocaine exposure reduced the number of BrdU-ir cells only in the SVZ. Both acute and repeated cocaine exposure increased the number of cleaved caspase-3-, GFAP- and Iba1-ir cells in the hippocampus, and this effect was counteracted by AM630 or Rimonabant, which increased the number of BrdU-, GFAP-, and Iba1-ir cells in the hippocampus. These results indicate that the changes in neurogenic, apoptotic and gliotic processes that were produced by repeated cocaine administration were normalized by pharmacological blockade of CB1 and CB2. The restorative effects of cannabinoid receptor blockade on hippocampal cell proliferation were associated with the prevention of the induction of conditioned locomotion but not with the prevention of cocaine-induced sensitization.

Abundant Occurrence of Basal Radial Glia in the Subventricular Zone of Embryonic Neocortex of a Lissencephalic Primate, the Common Marmoset Callithrix jacchus.

Subventricular zone (SVZ) progenitors are a hallmark of the developing neocortex. Recent studies described a novel type of SVZ progenitor that retains a basal process at mitosis, sustains expression of radial glial markers, and is capable of self-renewal. These progenitors, referred to here as basal radial glia (bRG), occur at high relative abundance in the SVZ of gyrencephalic primates (human) and nonprimates (ferret) but not lissencephalic rodents (mouse). Here, we analyzed the occurrence of bRG cells in the embryonic neocortex of the common marmoset Callithrix jacchus, a near-lissencephalic primate. bRG cells, expressing Pax6, Sox2 (but not Tbr2), glutamate aspartate transporter, and glial fibrillary acidic protein and retaining a basal process at mitosis, occur at similar relative abundance in the marmoset SVZ as in human and ferret. The proportion of progenitors in M-phase was lower in embryonic marmoset than developing ferret neocortex, raising the possibility of a longer cell cycle. Fitting the gyrification indices of 26 anthropoid species to an evolutionary model suggested that the marmoset evolved from a gyrencephalic ancestor. Our results suggest that a high relative abundance of bRG cells may be necessary, but is not sufficient, for gyrencephaly and that the marmoset's lissencephaly evolved secondarily by changing progenitor parameters other than progenitor type.

Rapid transgene expression in multiple precursor cell types of adult rat subventricular zone mediated by adeno-associated type 1 vectors.

Abstract The adult rat brain subventricular zone (SVZ) contains proliferative precursors that migrate to the olfactory bulb (OB) and differentiate into mature neurons. Recruitment of precursors constitutes a potential avenue for brain repair. We have investigated the kinetics and cellular specificity of transgene expression mediated by AAV2/1 vectors (i.e., adeno-associated virus type 2 pseudotyped with AAV1 capsid) in the SVZ. Self-complementary (sc) and single-stranded (ss) AAV2/1 vectors mediated efficient GFP expression, respectively, at 17 and 24 hr postinjection. Transgene expression was efficient in all the rapidly proliferating cells types, that is, Mash1(+) precursors (30% of the GFP(+) cells), Dlx2(+) neuronal progenitors (55%), Olig2(+) oligodendrocyte progenitors (35%), and doublecortin-positive (Dcx(+)) migrating cells (40%), but not in the slowly proliferating glial fibrillary acidic protein-positive (GFAP(+)) neural stem cell pool (5%). Because cell cycle arrest by wild-type and recombinant AAV has been described in primary cultures, we examined SVZ proliferative activity after vector injection. Indeed, cell proliferation was reduced immediately after vector injection but was normal after 1 month. In contrast, migration and differentiation of GFP(+) precursors were unaltered. Indeed, the proportion of Dcx(+) cells was similar in the injected and contralateral hemispheres. Furthermore, 1 month after vector injection into the SVZ, GFP(+) cells, found, as expected, in the OB granular cell layer, were mature GABAergic neurons. In conclusion, the rapid and efficient transgene expression in SVZ neural precursors mediated by scAAV2/1 vectors underlines their potential usefulness for brain repair via recruitment of immature cells. The observed transient precursor proliferation inhibition, not affecting their migration and differentiation, will likely not compromise this strategy.

Neurogenic subventricular zone stem/progenitor cells are notch1-dependent in their active but not quiescent state.

The adult mammalian forebrain contains neural stem/progenitor cells (NSCs) that generate neurons throughout life. As in other somatic stem cell systems, NSCs are proposed to be predominantly quiescent and proliferate only sporadically to produce more committed progeny. However, quiescence has recently been shown not to be an essential criterion for stem cells. It is not known whether NSCs show differences in molecular dependence based on their proliferation state. The subventricular zone (SVZ) of the adult mouse brain has a remarkable capacity for repair by activation of NSCs. The molecular interplay controlling adult NSCs during neurogenesis or regeneration is not clear but resolving these interactions is critical in order to understand brain homeostasis and repair. Using conditional genetics and fate mapping, we show that Notch signaling is essential for neurogenesis in the SVZ. By mosaic analysis, we uncovered a surprising difference in Notch dependence between active neurogenic and regenerative NSCs. While both active and regenerative NSCs depend upon canonical Notch signaling, Notch1-deletion results in a selective loss of active NSCs (aNSCs). In sharp contrast, quiescent NSCs (qNSCs) remain after Notch1 ablation until induced during regeneration or aging, whereupon they become Notch1-dependent and fail to fully reinstate neurogenesis. Our results suggest that Notch1 is a key component of the adult SVZ niche, promoting maintenance of aNSCs, and that this function is compensated in qNSCs. Therefore, we confirm the importance of Notch signaling for maintaining NSCs and neurogenesis in the adult SVZ and reveal that NSCs display a selective reliance on Notch1 that may be dictated by mitotic state.

The 9-O-acetyl GD3 gangliosides are expressed by migrating chains of subventricular zone neurons in vitro

Neurons from the anterior subventricular zone (SVZ) of the cerebral cortex migrate tangentially to become interneurons in the olfactory bulb during development and in adult rodents. This migration was defined as neuronophilic, independent of a radial glial substrate. The cortical SVZ and the rostral migratory stream to the olfactory bulb were shown to be rich in 9-O-acetyl GD3 gangliosides (9-O-acGD3), which have been previously shown to be implicated in gliophilic migration in the rodent cerebral cortex and cerebellum. In the present study, we performed SVZ explant cultures using rats during their first postnatal week to analyze the expression of these gangliosides in chain migration of neuronal precursors. We characterized migrating chains of these neuroblasts through morphological analysis and immunocytochemistry for the neural cell adhesion molecule. By using the Jones monoclonal antibody which binds specifically to 9-O-acGD3 we showed that migrating chains from the SVZ explants express 9-O-acGD3 which is distributed in a punctate manner in individual cells. 9-O-acGD3 is also present in migrating chains that form in the absence of radial glia, typical of the neuronophilic chain migration of the SVZ. Our data indicate that 9-O-acetylated gangliosides may participate in neuronophilic as well as gliophilic migration.

Cell migration in the postnatal subventricular zone

New neurons are constantly added to the olfactory bulb of rodents from birth to adulthood. This accretion is not only dependent on sustained neurogenesis, but also on the migration of neuroblasts and immature neurons from the cortical and striatal subventricular zone (SVZ) to the olfactory bulb. Migration along this long tangential pathway, known as the rostral migratory stream (RMS), is in many ways opposite to the classical radial migration of immature neurons: it is faster, spans a longer distance, does not require radial glial guidance, and is not limited to postmitotic neurons. In recent years many molecules have been found to be expressed specifically in this pathway and to directly affect this migration. Soluble factors with inhibitory, attractive and inductive roles in migration have been described, as well as molecules mediating cell-to-cell and cell-substrate interactions. However, it is still unclear how the various molecules and cells interact to account for the special migratory behavior in the RMS. Here we will propose some candidate mechanisms for roles in initiating and stopping SVZ/RMS migration.

Rat Dlx5 is expressed in the subventricular zone and promotes neuronal differentiation

The molecular mechanisms and potential clinical applications of neural precursor cells have recently been the subject of intensive study. Dlx5, a homeobox transcription factor related to the distal-less gene in Drosophila, was shown to play an important role during forebrain development. The subventricular zone (SVZ) in the adult brain harbors the largest abundance of neural precursors. The anterior SVZ (SVZa) contains the most representative neural precursors in the SVZ. Further research is necessary to elucidate how Dlx5-related genes regulate the differentiation of SVZa neural precursors. Here, we employed immunohistochemistry and molecular biology techniques to study the expression of Dlx5 and related homeobox genes Er81 and Islet1 in neonatal rat brain and in in vitro cultured SVZa neural precursors. Our results show that Dlx5 and Er81 are also highly expressed in the SVZa, rostral migratory stream, and olfactory bulb. Islet1 is only expressed in the striatum. In cultured SVZa neural precursors, Dlx5 mRNA expression gradually decreased with subsequent cell passages and was completely lost by passage four. We also transfected a Dlx5 recombinant plasmid and found that Dlx5 overexpression promoted neuronal differentiation of in vitro cultured SVZa neural precursors. Taken together, our data suggest that Dlx5 plays an important role during neuronal differentiation.

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).

L’effet du vieillissement sur les cellules souches neurales adultes

La neurogenèse persiste à l’âge adulte dans deux régions du système nerveux central (SNC) des mammifères : la zone sous-ventriculaire (SVZ) du cerveau antérieur et la zone sous-granulaire (SGZ) de l’hippocampe. Cette neurogenèse est possible grâce à la capacité de prolifération des cellules souches présentes dans les niches de la SVZ et la SGZ, mais en vieillissant, le cerveau subit une diminution dramatique du nombre de cellules souches neurales adultes (CSNa), une diminution de la prolifération cellulaire et une altération des niches de neurogenèse. Cependant, une importante question reste sans réponse : comment la perte tardive des CSNa est temporellement reliée aux changements de l’activité de prolifération et de la structure de la principale niche de neurogenèse (la SVZ)? Afin d’avoir un aperçu sur les événements initiaux, nous avons examiné les changements des CSNa et de leur niche dans la SVZ entre le jeune âge et l’âge moyen. La niche de la SVZ des souris d’âge moyen (12 mois) subit une réduction de l’expression des marqueurs de plusieurs sous-populations de précurseurs neuraux en comparaison avec les souris jeunes adultes (2 mois). Anatomiquement, cela est associé avec des anomalies cytologiques, incluant une atrophie générale de la SVZ, une perte de la couche de cellules sousépendymaires par endroit et l’accumulation de gouttelettes lipidiques de grande taille dans l’épendyme. Fonctionnellement, ces changements sont corrélés avec une diminution de l’activité de la SVZ et une réduction du nombre de nouveaux neurones arrivant aux bulbes olfactifs. Pour déterminer si les CSNa de la SVZ ont subi des changements visibles, nous avons évalué les paramètres clés des CSNa in vivo et in vitro. La culture cellulaire montre qu’un nombre équivalent de CSNa ayant la capacité de former des neurosphères peut être isolé du cerveau du jeune adulte et d’âge moyen. Cependant, à l’âge moyen, les précurseurs neuraux semblent moins sensibles aux facteurs de croissance durant leur différenciation in vitro. Les CSNa donnent des signes de latence in vivo puisque leur capacité d’incorporation et de rétention du BrdU diminue. Ensemble, ces données démontrent que, tôt dans le processus du vieillissement, les CSNa et leur niche dans la SVZ subissent des changements significatifs, et suggèrent que la perte de CSNa liée au vieillissement est secondaire à ces événements.

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.

Nuclear Factor-kappaB controls the reaggregation of 3D neurosphere cultures in vitro

The approach of reaggregation involves the regeneration and self-renewal of histotypical 3D spheres from isolated tissue kept in suspension culture. Reaggregated spheres can be used as tumour, genetic, biohybrid and neurosphere models. In addition the functional superiority of 3D aggregates over conventional 2D cultures developed the use of neurospheres for brain engineering of CNS diseases. Thus 3D aggregate cultures created enormous interest in mechanisms that regulate the formation of multicellular aggregates in vitro. Here we analyzed mechanisms guiding the development of 3D neurosphere cultures. Adult neural stem cells can be cultured as self-adherent clusters, called neurospheres. Neurospheres are characterised as heterogeneous clusters containing unequal stem cell sub-types. Tumour necrosis factor-alpha (TNF-alpha is one of the crucial inflammatory cytokines with multiple actions on several cell types. TNF-alpha strongly activates the canonical Nuclear Factor Kappa-B (NF- kappaB) pathway. In order to investigate further functions of TNF in neural stem cells (NSCs) we tested the hypothesis that TNF is able to modulate the motility and/or migratory behaviour of SVZ derived adult neural stem cells. We observed a significantly faster sphere formation in TNF treated cultures than in untreated controls. The very fast aggregation of isolated NSCs (<2h) is a commonly observed phenomenon, though the mechanisms of 3D neurosphere formation remain largely unclear. Here we demonstrate for the first time, increased aggregation and enhanced motility of isolated NSCs in response to the TNF-stimulus. Moreover, this phenomenon is largely dependent on activated transcription factor NF-kappaB. Both, the pharmacological blockade of NF-kappaB pathway by pyrrolidine dithiocarbamate (PDTC) or Bay11-7082 and genetic blockade by expression of a transdominant-negative super-repressor IkappaB-AA1 led to decreased aggregation.

Characterization of Neural Stem/Progenitor Cells Expressing VEGF and its Receptors in the Subventricular Zone of Newborn Piglet Brain

Neural stem/progenitor cell (NSP) biology and neurogenesis in adult central nervous system (CNS) are important both towards potential future therapeutic applications for CNS repair, and for the fundamental function of the CNS. In the present study, we report the characterization of NSP population from subventricular zone (SVZ) of neonatal piglet brain using in vivo and in vitro systems. We show that the nestin and vimentin-positive neural progenitor cells are present in the SVZ of the lateral ventricles of neonatal piglet brain. In vitro, piglet NSPs proliferated as neurospheres, expressed the typical protein of neural progenitors, nestin and a range of well-established neurodevelopmental markers. Upon dissociation and subculture, piglet NSPs differentiated into neurons and glial cells. Clonal analysis demonstrates that piglet NSPs are multi-potent and retain the capacity to generate both glia and neurons. These cells expressed VEGF, VEGFR1, VEGFR2 and Neuropilin-1 and -2 mRNAs. Real time PCR revealed that SVZ NSPs from newborn piglet expressed total VEGF and all VEGF splice variants. These findings show that piglet NSPs may be helpful to more effectively design growth factor based strategies to enhance endogenous precursor cells for cell transplantation studies potentially leading to the application of this strategy in the nervous system disease and injury.

Perda neuronal, ativação glial, neurogênese e alterações sensório-motoras após isquemia focal no córtex somestésico de ratos adultos

O Acidente vascular encefálico (AVE) é considerado uma das mais importantes causas de morte e perda funcional no mundo. Poucas condições neurológicas são tão complexas e devastadoras, provocando déficits neurológicos incapacitantes ou óbito nos sobreviventes. As regiões corticais são comumente afetadas por AVE, o que resulta em perda sensorial e motora. O estabelecimento dos padrões neuropatológicos em regiões corticais, incluindo a área somestésica, é fundamental para a investigação de possíveis intervenções terapêuticas. No presente estudo, investigamos os padrões de perda neuronal, microgliose, astrocitose, neurogênese e os déficits funcionais no córtex somestésico primário de ratos adultos, submetidos á lesões isquêmicas focais, induzidas por microinjeções de 40p Moles de endotelina-1 (ET-1). Foram utilizados 30 ratos (Rattus Norvegicus) da linhagem Wistar, adultos jovens, pesando entre 250-280g. Os animais foram divididos em grupos isquêmicos (N= 21) e controle (N=9). Os mesmos foram perfundidos nos tempos de sobrevida de 1, 3 e 7 dias. Os animais do grupo de 7 dias foram submetidos à testes comportamentais para avaliar a perda de função sensório-motora. Secções foram coradas pela violeta de cresila, citocromo oxidase e imunomarcadas para identificação neurônios (anti-NeuN), microglia ativada e não ativada (Iba-1), macrófagos/microglia ativados (ED-1), astrócitos (GFAP) e neuroblastos (DCX). As comparações estatísticas entre os grupos foram feitas por análise de variância (ANOVA), um critério com correção a posteriore de Tukey. Os animais isquêmicos apresentaram déficits sensório-motores revelados pela Escala Neurológica de Bederson, Teste de Colocação da Pata Anterior e Teste do Canto. Microinjeções de ET-1 induziram lesão isquêmica focal na área somestésica primária com perda neuronal, astrocitose e microgliose progressivas principalmente nos tempos mais tardios. A coloração para citocromo oxidase revelou o campo de barris, mas, inesperadamente, marcou uma população de células inflamatórias com características de macrófagos na região isquêmica. Houve aumento do número de neuroblastos, principalmente ao sétimo dia, na zona subventricular do hemisfério isquêmico, em relação ao hemisfério contralateral e animais controle. Não houve migração significativa de neuroblastos no córtex somestésico isquêmico. Os resultados mostram que microinjeções de ET-1 são um método eficaz para indução de perda tecidual e déficits sensoriais no córtex somestésico primário de ratos adultos. Também se evidencia que a zona subventricular é influenciada por eventos isquêmicos distantes e que populações macrofágicas parecem aumentar o padrão de expressão de citocromo oxidase. O referido modelo experimental pode ser utilizado em estudos futuros onde agentes neuroprotetores em potencial podem ser utilizados para minimizar as alterações neuropatológicas descritas.