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Articles by Mary L. Lan in JoVE
JoVE Clinical and Translational Medicine
頭蓋放射線療法によって引き起こされた認知機能障害の回復のための細胞移植戦略を幹
Department of Radiation Oncology, University of California Irvine
脳腫瘍の患者は定期的、および認知機能障害を衰弱に有益な、この治療法はしばしば結果ながら、頭蓋放射線治療を受ける。この重大な未解決問題は、現時点では臨床的遡求権を持たず、放射線誘発認知減分を回収するための幹細胞ベースの治療法を考案する努力を推進してきました。
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ヒト胚性幹細胞の脳神経移植による放射線誘発性認知障害の救助
頭蓋照射は、腫瘍の成長を制御するための最前線の治療法のままとなり、そのような治療を生き残った人々はしばしば認知機能障害の様々な程度を明示する。特に脳、海馬の神経の領域に存在するそれらの幹/前駆細胞プールの放射線誘発枯渇、これらの頻繁に避けられない認知障害の原因であることが、一部には、信じられています。放射線誘発認知障害を改善する可能性を探るために、唯一の照射（10 Gy）を頭にかけ無胸腺ヌードラットは、海馬にヒト胚性幹細胞（hESCの）で2日後移植および幹細胞の生存、分化のために分析されたと認知機能。 hESCの移植を受けた動物は、ヒトES細胞を受信しませんでした、その照射された手術の対応に比べ、海馬依存性の認知タスク4ヶ月の照射後に優れた性能を示した。重要な幹細胞の生存率は1と4ヶ月の照射後、移植細胞で発見されたこの神経ニッチ内のニューロンの形態の兆候を示す、海馬歯状回にわたって下帯に堅牢な移行を示した。これらの結果は、ヒトES細胞を用いた放射線誘発正常組織の損傷を改善する能力を実証し、そのような戦略が認知に照射の副作用を軽減するための有用な介入を提供することを示唆している。
ヒト神経幹細胞における電離放射線に起因する損傷の影響
頭蓋照射は、脳がんの最前線の治療法であるだけでなく、正常組織の損傷につながります。低線量照射（≤10 Gy）を最小限の組織病理学的変化を引き起こすが、それは神経幹細胞の枯渇に関連付けられている認知機能障害の可変度を引き出すことができます。解読するために放射線誘発幹細胞の機能不全、臨床的に関連する照射（0-5照射）に付し、ヒト神経幹細胞（hNSCs）の基礎となるメカニズムは生存パラメータが、細胞周期の変化、DNA損傷と修復、および酸化ストレスを分析した。 hNSCsが原因上昇アポトーシスおよびG2 / Mチェックポイントの遅延として現れ、細胞周期の進行の抑制に一部であった低線量照射に著しい感受性を示した。 DNA二重鎖切断の効率的な除去は、γ-H2AX核病巣の消失によって示された。酸化およびニトロソ化ストレスの用量応答性と永続的な増加は、おそらく照射hNSCs、生存細胞の割合が高い代謝活性の結果で発見された。これらのデータは、低線量照射にhNSCsの顕著な感度を強調表示し、神経幹細胞の機能が損なわれる可能性が放射線誘発酸化ストレスに起因する中枢神経系の微小環境におけるその長期的な摂動を示唆している。
ヒト神経幹細胞移植、放射線誘発性認知機能障害を改善する
頭蓋放射線療法は、部分的には、神経幹細胞の枯渇が原因である可能性があり認知の進行性衰弱減少を誘導する。放射線誘発認知低下が無胸腺ヌードラットを照射することによって解決された戦うための戦略として、幹細胞の置換を使用しての潜在的なヒト神経幹細胞（hNSC）と海馬内移植により2日後に続きます。認知能力、hNSCの生存、および表現型の運命の対策は、照射後1と4ヶ月の時点で評価した。 hNSCsを移植した照射動物が照射された、偽移植された動物よりも認知機能が有意に少ない減少を示し、非照射コントロールから何時の間にか行動した。公平な立体学は23％と移植細胞の12％がそれぞれ、移植後1〜4ヶ月生存したことを明らかにした。移植細胞はグリア細胞と神経系統に沿って分化し、広範囲に移行し、活性を調節細胞骨格関連蛋白質（アーク）を発現し、機能的に海馬に統合する彼らの能力を示唆している。これらのデータはhNSCsは機能的に照射した動物で認知を復元するための有望な戦略を与えることを示している。
