이식된 신경 전구 세포의 발달 단계는 생쥐의 척수 손상 후 해부학적 및 기능적 결과에 영향을 미칩니다

커뮤니케이션 생물학 6권, 기사 번호: 544(2023) 이 기사 인용

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신경 전구 세포(NPC) 이식은 척수 손상(SCI) 후 손실된 뉴런을 대체하기 위한 유망한 치료 전략입니다. 그러나 이식 세포 구성이 숙주 축삭 집단의 재생 및 시냅스 생성, 또는 SCI 후 운동 및 감각 기능의 회복에 어떻게 영향을 미치는지는 잘 알려져 있지 않습니다. 우리는 E11.5-E13.5 마우스 배아에서 분리된 발달이 제한된 척수 NPC를 성인 마우스 SCI 부위에 이식하고 이식 축색 돌기 성장, 세포 구성, 숙주 축삭 재생 및 행동을 분석했습니다. 초기 단계 이식편은 더 큰 축삭 파생물, 복부 척수 개재뉴런 및 그룹-Z 척추 개재뉴런에 대한 강화, 향상된 숙주 5-HT+ 축삭 재생을 나타냈습니다. 후기 단계 이식편은 늦게 태어난 등각 사이 신경 하위 유형과 그룹 N 척추 사이 신경 세포에 대해 강화되었으며, 보다 광범위한 숙주 CGRP+ 축색 돌기 내부 성장을 지원하고 열 과민증을 악화시켰습니다. 운동 기능은 어떤 유형의 NPC 이식에도 영향을 받지 않았습니다. 이러한 발견은 SCI 이후 해부학적 및 기능적 결과를 결정하는 데 있어 척수 이식 세포 구성의 역할을 보여줍니다.

척수 손상은 척수 뉴런의 즉각적이고 영구적인 손실을 초래하며, 종종 마비, 감각 상실, 자율 신경 기능 장애 및 만성 신경병증성 통증을 포함하되 이에 국한되지 않는 평생 신경 기능 장애를 유발합니다1,2,3. 신경 전구 세포의 이식은 SCI4,5 이후 신경 회로를 재생하고 기능적 결과를 향상시킬 수 있는 잠재력을 지닌 유망한 신경 대체 전략으로 간주됩니다. 실제로 지난 수십 년 동안 인간의 SCI 치료를 위한 신경줄기세포 및 전구세포 이식의 치료 가능성을 평가하는 여러 임상 시험이 있었습니다6,7,8,9,10,11. 임상 시험의 발전에도 불구하고 이식 생물학 및 치료 메커니즘에 대한 추가 특성화가 절실히 필요합니다. 예를 들어, 척수 NPC 이식편이 다양한 신경 아형12,13,14,15,16,17,18,19로 채워져 있는 것으로 나타났지만 이식 세포 구성이 숙주 축삭 및 기능 재생에 어떻게 영향을 미치는지는 아직 잘 알려져 있지 않습니다. SCI 이후의 결과.

지난 40년 동안 태아 설치류 척수 NPC19를 이식하는 설치류 실험 연구를 통해 많은 지식을 얻었습니다. 이러한 세포는 정상적인 발달 패턴 단서에 노출되고 이식 후 여러 내인성 척수 신경 하위 유형으로 분화되어 특성화하는 최적의 표준 세포 공급원이 됩니다. 세포 이식 연구에서 이식편/숙주 생물학. Reier, Perlow 및 Guth의 1983년 연구는 손상된 성인 중추신경계에 이식한 후 배아 12~17일(E12~E17)에서 파생된 쥐 태아 척수 고형 조직 이식편의 생존 및 신경성 잠재력을 최초로 입증했습니다. 시스템(CNS)24. 장기 생존 및 신경 분화로 인해 E14-E15 배아는 후기 이식편에 비해 척수 이식을 위한 "가장 최적의 소스"로 결론지었습니다. 70개의 태아 설치류 척수 NPC 이식 연구에 대한 문헌 조사에 따르면, E14 쥐 척수(발달적으로 마우스의 E12.5와 동일함25)는 NPC 기증자 조직의 가장 일반적으로 사용되는 공급원으로 남아 있으며, 이 연구 중 86.6%는 다음에서 유래된 세포를 활용합니다. 이 배아 단계(표 1). 기증자 조직의 단일 발달 연령이 널리 사용됨에도 불구하고 척수 신경 발생은 설치류에서 5일 동안 발생합니다26,27. 척수 뉴런의 독특한 개체군은 신경 발생 기간 내에서 서로 다른 간격으로 태어나며, 시간이 지남에 따라 11개 전구 개체군의 풍부함이 다양합니다. 이는 신경성 기간 내의 별개의 날에서 얻은 NPC의 이식이 다양한 신경 하위 유형 구성을 가진 이식편을 생성할 수 있는 가능성을 높입니다.