Askarian-Amiri, Shaghayegh;Maleki, Solmaz Nasseri;Alavi, Seyedeh Niloufar Rafiei;Neishaboori, Arian Madani;Toloui, Amirmohammad;Gubari, Mohammed I.M.;Sarveazad, Arash;Hosseini, Mostafa;Yousefifard, Mahmoud
The Korean Journal of Pain
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v.35
no.1
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pp.43-58
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2022
Background: Current therapies are quite unsuccessful in the management of neuropathic pain. Therefore, considering the inhibitory characteristics of GABA mediators, the present systematic review and meta-analysis aimed to determine the efficacy of GABAergic neural precursor cells on neuropathic pain management. Methods: Search was conducted on Medline, Embase, Scopus, and Web of Science databases. A search strategy was designed based on the keywords related to GABAergic cells combined with neuropathic pain. The outcomes were allodynia and hyperalgesia. The results were reported as a pooled standardized mean difference (SMD) with a 95% confidence interval (95% CI). Results: Data of 13 studies were analyzed in the present meta-analysis. The results showed that administration of GABAergic cells improved allodynia (SMD = 1.79; 95% CI: 0.87, 271; P < 0.001) and hyperalgesia (SMD = 1.29; 95% CI: 0.26, 2.32; P = 0.019). Moreover, the analyses demonstrated that the efficacy of GABAergic cells in the management of allodynia and hyperalgesia is only observed in rats. Also, only genetically modified cells are effective in improving both of allodynia, and hyperalgesia. Conclusions: A moderate level of pre-clinical evidence showed that transplantation of genetically-modified GABAergic cells is effective in the management of neuropathic pain. However, it seems that the transplantation efficacy of these cells is only statistically significant in improving pain symptoms in rats. Hence, caution should be exercised regarding the generalizability and the translation of the findings from rats and mice studies to large animal studies and clinical trials.
Objective : Recently, regenerative therapies have been used in clinical trials (heart, cartilage, skeletal). We don't make use of these treatments to spinal cord injury (SCI) patients yet, but regenerative therapies are rising interest in recent study about SCI. Neural precursor/stem cell (NPSC) proliferation is a significant event in functional recovery of the central nervous system (CNS). However, brain NPSCs and spinal cord NPSCs (SC-NPSCs) have many differences including gene expression and proliferation. The purpose of this study was to investigate the influence of neural growth factor (NGF) on the proliferation of SC-NPSCs. Methods : NPSCs ($2{\times}10^4$) were suspended in $100{\mu}L$ of neurobasal medium containing NGF-7S (Sigma-Aldrich) and cultured in a 96-well plate for 12 days. NPSC proliferation was analyzed five times for either concentration of NGF (0.02 and 2 ng/mL). Sixteen rats after SCI were randomly allocated into two groups. In group 1 (SCI-vehicle group, n=8), animals received 1.0 mL of the saline vehicle solution. In group 2 (SCI-NGF group, n=8), the animals received single doses of NGF (Sigma-Aldrich). A dose of 0.02 ng/mL of NGF or normal saline as a vehicle control was intra-thecally injected daily at 24 hour intervals for 7 days. For Immunohistochemistry analysis, rats were sacrificed after one week and the spinal cords were obtained. Results : The elevation of cell proliferation with 0.02 ng/mL NGF was significant (p<0.05) but was not significant for 2 ng/mL NGF. The optical density was increased in the NGF 0.02 ng/mL group compared to the control group and NGF 2 ng/mL groups. The density of nestin in the SCI-NGF group was significantly increased over the SCI-vehicle group (p<0.05). High power microscopy revealed that the density of nestin in the SCI-NGF group was significantly increased over the SCI-vehicle group. Conclusion : SC-NPSC proliferation is an important pathway in the functional recovery of SCI. NGF enhances SC-NPSC proliferation in vitro and in vivo. NGF may be a useful option for treatment of SCI patients pending further studies to verify the clinical applicability.
Cell type specification is a delicate biological event in which every step is under tight regulation. From a molecular point of view, cell fate commitment begins with chromatin alteration, which kickstarts lineage-determining factors to initiate a series of genes required for cell specification. Several important neuronal differentiation factors have been identified from ectopic over-expression studies. However, there is scarce information on which DNA regions are modified during induced pluripotent stem cell (iPSC) to neuronal progenitor cell (NPC) differentiation, the cis regulatory factors that attach to these accessible regions, or the genes that are initially expressed. In this study, we identified the DNA accessible regions of iPSCs and NPCs via the Assay for Transposase-Accessible Chromatin sequencing (ATAC-seq). We identified which chromatin regions were modified after neuronal differentiation and found that the enhancer regions had more active histone modification changes than the promoters. Through motif enrichment analysis, we found that NEUROD1 controls iPSC differentiation to NPC by binding to the accessible regions of enhancers in cooperation with other factors such as the Hox proteins. Finally, by using Hi-C data, we categorized the genes that directly interacted with the enhancers under the control of NEUROD1 during iPSC to NPC differentiation.
Taehwan Kwak;Si-Hyung Park;Siyoung Lee;Yujeong Shin;Ki-Jun Yoon;Seung-Woo Cho;Jong-Chan Park;Seung-Ho Yang;Heeyeong Cho;Heh-In Im;Sun-Ju Ahn;Woong Sun;Ji Hun Yang
International Journal of Stem Cells
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v.17
no.2
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pp.158-181
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2024
This study offers a comprehensive overview of brain organoids for researchers. It combines expert opinions with technical summaries on organoid definitions, characteristics, culture methods, and quality control. This approach aims to enhance the utilization of brain organoids in research. Brain organoids, as three-dimensional human cell models mimicking the nervous system, hold immense promise for studying the human brain. They offer advantages over traditional methods, replicating anatomical structures, physiological features, and complex neuronal networks. Additionally, brain organoids can model nervous system development and interactions between cell types and the microenvironment. By providing a foundation for utilizing the most human-relevant tissue models, this work empowers researchers to overcome limitations of two-dimensional cultures and conduct advanced disease modeling research.
Objective: This study was to establish the human embryonic stem (ES) cells derived from frozen-thawed blastocyst stage embryo that were destined to be discarded after five years in routine human IVF-ET program. Methods: Frozen-thawed and survived human blastocysts were treated by immunosurgery, and recovered ICM cells were cultured onto STO feeder cell layer and ICM colony was subcultured by mechanical dissociation into clumps. To identify ES cell, alkaline phosphatase staining and expression of Oct4 in replated ICM colonies were examined. Also, to examine the possibility of ES cell differentiation, retinoic acid (RA), basic fibroblast growth factor (b-FGF), nerve growth factor (NGF) were added in culture medium. In addition, to classify the specific cell type, differentiated cells were stained by indirect immunocytochemistry. Results: One ICM colony recovered from frozen-thawed six blastocysts was subcultured, continuously replated during 40 passage culture duration without differentiation. Subcultured colonies were strong positively stained by alkaline phophatase. When the expression of Oct4 in cultured ES colony was examined, Oct4b type is more clearly indicated than Oct4a one although there was not detected in embryoid body or differentiated cells. In differentiated cardiomyocytes from ES colony, cells were beaten regularly (60 times/min). In differentiated neural cells from ES colony, neurofilament (NF) 200 kDa protein, microtubule associated protein (MAP) 2 and ${\beta}$-tubulin of specific marker in neurons, glial fibrillary acidic protein (GFAP) of specific marker in astrocytes and galactocelebrocide (GalC) of specific marker in oligodendrocytes were confirmed by indirect immunocytochemistry. Also, muscle cells were detected by indirect immunocytochemistry. In addition, ES colonies can be successfully cryopreserved. Conclusion: This study suggested that establishment of human ES cells can be successfully derived from frozen-thawed blastocysts that were destined to be discarded, and obtained specific cell types (cardiomyocytes, neurons and muscle cells) through the in vitro differentiation procedures of ES cells.
Mitochondria are ubiquitous and multi-functional organelles involved in diverse metabolic processes, namely energy production and biomolecule synthesis. The intracellular mitochondrial morphology and distribution change dynamically, which reflect the metabolic state of a given cell type. A dramatic change of the mitochondrial dynamics has been observed in early development that led to further investigations on the relationship between mitochondria and the process of development. A significant developmental process to focus on, in this review, is a differentiation of neural progenitor cells into neurons. Information on how mitochondria-regulated cellular energetics is linked to neuronal development will be discussed, followed by functions of mitochondria and associated diseases in neuronal development. Lastly, the potential use of mitochondrial features in analyzing various neurodevelopmental diseases will be addressed.
Objective : This study investigates the effect of valproic acid (VPA) on expression of neural stem/progenitor cells (NSPCs) in a rat spinal cord injury (SCI) model. Methods : Adult male rats (n=24) were randomly and blindly allocated into three groups. Laminectomy at T9 was performed in all three groups. In group 1 (sham), only laminectomy was performed. In group 2 (SCI-VPA), the animals received a dose of 200 mg/kg of VPA. In group 3 (SCI-saline), animals received 1.0 mL of the saline vehicle solution. A modified aneurysm clip with a closing force of 30 grams was applied extradurally around the spinal cord at T9, and then rapidly released with cord compression persisting for 2 minutes. The rats were sacrificed and the spinal cord were collected one week after SCI. Immunohistochemistry (IHC) and western blotting sample were obtained from 5 mm rostral region to the lesion and prepared. We analyzed the nestin immunoreactivity from the white matter of ventral cord and the ependyma of central canal. Nestin and SOX2 were used for markers for NSPCs and analyzed by IHC and western blotting, respectively. Results : Nestin and SOX2 were expressed significantly in the SCI groups but not in the sham group. Comparing SCI groups, nestin and SOX2 expression were much stronger in SCI-VPA group than in SCI-saline group. Conclusion : Nestin and SOX2 as markers for NSPCs showed increased expression in SCI-VPA group in comparison with SCI-saline group. This result suggests VPA increases expression of spinal NSPCs in SCI.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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