Neurální kmenové buňky ­ NSCs
(Neural stem cells)
lokalizace NSCs
a)
b)
a) subventrikulátní zóna (SVZ), postranní komory
b) subgranulární zóna DG
Gl ­ glomerularní vrstva
Gr ­ granulární vrstva
EPl ­ vnější plexiformní vrstva
Mi ­ vrstva mitral buněk
IPL ­ vnitřní plexiformní vrstva
cc - corpus callosum
LV - lateral ventricle
CPu - caudate putamen (striatum)
DG - dentate gyrus
SN - substantia nigra
Migrace neurálních progenitorů
(hlodavci)
 neurogeneze v důsledku březosti
 neurogeneze regulovaná hormony
RMS ­ rostrální migrační tok
(rostral migratory stream)
,,Niche" neurálních kmenových buněk
Architektura v subventrikulární zóně (SVZ)
Architektura v subgranulární zóně (SGZ)
rA ­ radiální astrocyty
hA ­ horizontální astrocyty
D ­ nezralá granulární buňka
G ­ nová granulární buňka
C
(TA)
A
(neuroblast)
migrace
E
(ependym)
?
radial
glia*
astrocyt
glia
prekursor
neurony
oligo-
dendrocyt
Shh; Delta/Notch -> Hes
Sox1, 2, 3; Emx2;
Zic1; Pax6
Oblast s NSCs obsahuje čtyři typy buněk
1) pomalu proliferující, astrocytům podobné (GFAP+/nestin+/SSEA1+/CD133+)
buňky - typ B = NSCs (přesný fenotyp není dosud úplně objasněn - GFAP??, nestin ??)
2) spící, případě potřeby intenzivně proliferující buňky vzniklé z buněk B - typ C
(TA progenitory, přechodně/transientně se dělící progenitory)
3) z buněk typu C vznikají buňky A = neuroblasty
4) ependymální buňky - typ E
B
(NSC)
*radiální glie ­ embryo
a časně postnatálně
EGF (in vitro)
embryo
EGF+FGF2 (in vitro)
STAT3 -> Delta
Fenotyp neurálních kmenových buněk
 NSCs jsou široce multipotentní a experimenty s chimérami ukázaly, že NSCs dávají
vznik buňkám všech tří zárodečných listů (netvoří pohlavní buňky, nebylo prokázáno)
 u chimér se také NSCs nepodílí na hematopoéze i přesto, že v případě likvidace
hematopoézy zářením, injikované NSCs ji obnoví (obojí děláno s myšmi ROSA26)
 na druhou stranu není jasné, zda NSCs tvoří všechny typy nervů a glií (SC x TA)
 neurální multipotentní progenitory byly izolovány i z retiny, optického nervu,
hypothalamu, čichových laloků, čichového epitelu, a míchy
 tyto směsné populace nejsou schopné dlouhodobé proliferace in vitro tak jako NSCs
a také si zachovávají některé epigenetické znaky podle místa původu
 po poškození mozku je možno neurogenezi detekovat i v striatu, neokortexu nebo
v místech kortiko-spinálních motoneuronů
 NSCs s věkem ubývá, podobně jako ostatní adultní SSCs, každopádně je lze izolovat
z mozkové tkáně i několik hodin (4-6h) po diagnóze klinické smrti
 in vitro se NSCs kultivují v podobě tzv. ,,neurosfér" ve speciálních médiích určených
pro expanzi neurálních progenitorů, bez séra, ale s nadbytkem FGF2 a EGF
 ,,neurosféry" jsou plovoucí útvary s navýšeným množstvím neurálních progenitorů
a NSCs, lze v nich detekovat již i množství zralejších typů nervů i glií
 i neurální progenitory (TA) lze dlouhodobě kultivovat
Vlatnosti NSCs - shrnutí
Příprava neurosfér, primární a secundární neurosféry (Dirks, 2008)
Chimerická blastocysta
vytvořená po smíchání blastomer normální
a ROSA26 myši a myší embrya (11 dpc)
normální a s ROSA26 chimerické myši.
Clarke 2000
In vitro kultivace NSC ­ neurosféry
c) EGFR + nestin; d) BrdU + buněčná jádra
NSC jsou také schopny rekonstruovat hematopoézu (Bjornson 1999)
A ­ kolonie ze zdravé kostní dřeně; B,C kolonie z kostní drěně NSCs (ROSA) transplantovaných myší po ozáření;
D,E ­ GM-CFU z transplantovaných NSCs (ROSA); G,H - M-CFU z transplantovaných NSCs (ROSA);
D,G a E,H ­ bez a s X-Gal; F ­ granulocyty + makrofágy & I ­ makrofágy, stanovení May-Grunwald-Giemsa