ラット胎児神経幹細胞の機能的なオリゴデンドロサイトへの優勢分化（in vitro

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Neurosci. Lett..2020 Jul;:135264. S0304-3940(20)30534-6. doi: 10.1016/j.neulet.2020.135264.Epub 2020-07-17.

ラット胎児神経幹細胞の機能的なオリゴデンドロサイトへの優勢分化（in vitro

Predominant differentiation of rat fetal neural stem cells into functional oligodendrocytes in vitro.

Krishna D Sharma
Sahitya Chetan Pandanaboina
Malathi Srivatsan
Jennifer Yanhua Xie

PMID: 32687953 DOI: 10.1016/j.neulet.2020.135264.

抄録

オリゴデンドロサイトは中枢神経系でミエリンを形成しています。中枢神経系の損傷や脱髄性疾患の治療や研究のために、ミエリンを形成する能力を持つオリゴデンドロサイトを迅速に大量に生産する方法は非常に有用であると考えられます。私たちは、ラット胎児神経幹細胞（NSC）をオリゴデンドロサイトに優勢に分化させるための簡単な標準プロトコールを開発しました。また、新たな方法でオリゴデンドロサイトを精製し、新たに分化したオリゴデンドロサイトを海馬ニューロンと共培養して、その骨髄化能力を確認した。胚発生日１４日目（Ｅ１４）のＮＳＣを塩基性線維芽細胞増殖因子と血小板由来増殖因子αの存在下で増殖させ、トリヨードチロニンを含む培地で分化させた。細胞外マトリックス（ＥＣＭ）、ポリ-Ｄ-リジン（ＰＤＬ）、ＰＤＬ-ラミニン、フィブロネクチン、マトリゲルの４つの細胞外マトリックス（ＥＣＭ）を用いて、ＮＳＣの分化を調べた。マトリゲルでは、約90％の造血幹細胞がオリゴデンドロサイトに分化したのに対し、PDLまたはPDL-ラミニンでは32％、フィブロネクチンでは26％であり、ECMの影響が大きいことが示された。さらに、新たに分化したオリゴデンドロサイトを E18 ラット胚の海馬ニューロンと共培養したところ、3 週間後にはニューロンが強固に髄化していた。以上のことから、本研究では、NSCからオリゴデンドロサイトを優勢に生成する簡便かつ効率的な方法を提案し、中枢神経系脱髄疾患の治療に有用であると考えられる。

Oligodendrocytes form myelin in the CNS. A fast method to produce large quantity of oligodendrocytes that have the capacity of myelinating CNS neurons would be very useful for treating CNS injuries or demyelinating diseases, or for research purposes. We developed a simple standard protocol for predominant differentiation of rat fetal neural stem cells (NSCs) into oligodendrocytes. We adopted a new method to purify the oligodendrocytes and co-cultured the newly differentiated oligodendrocytes with hippocampal neurons to confirm their myelination capability. NSCs from embryonic day 14 (E14) were propagated at the presence of basic fibroblast growth factor and platelet derived growth factor alpha, and then differentiated in the medium containing triiodothyronine. Four extracellular matrix (ECM), poly-D-lysine (PDL), PDL-laminin, fibronectin, and matrigel, were examined for NSC differentiation. About 90% of NSCs differentiated into oligodendrocytes on matrigel compared to 32% on PDL or PDL-laminin, and 26% on fibronectin after 3 weeks of differentiation, demonstrating the significant influence of ECM. Further, newly differentiated oligodendrocytes were co-cultured with hippocampal neurons from E18 rat embryos resulting in robust myelination of neurites at three weeks. In summary, we present a simplified and efficient method to predominantly generate oligodendrocytes from NSCs that is potentially very useful for CNS demyelination diseases.