Vi har blitt vant til ideen om menneskelig organ transplantasjon. Transplantasjon av solide organer som hjerte, nyrer, og livers, samt bein marg, har blitt livreddende behandling av valg for noen sykdommer. Etterforskere er selv på jakt etter måter å kunne transplantere organer fra dyr som griser til mennesker. Men hva om transplantere en menneskelig hjerne?

Selv om transplantere en hel menneskelige hjernen virker usannsynlig, transplantere enkelt celle bestander er det ikke., Faktisk, overføring av fosterets donor nevrale grafts har vært vist i gjentatte studier for å korrigere noen av motor feil som er funnet hos pasienter med Parkinson ‘ s sykdom. Slå til gnagere som en studie system, etterforskere har gått på for å vise at nevrale stamceller (NSCs) kan også være isolert og brukes som donor celler. NSCs kan være isolert fra dissosiert gnager hjerner og dyrket in vitro-med tillegg av ekstracellulære vekst faktorer (slik som EGF eller bFGF) eller innføring av vekst-fremme gener (for eksempel v-myc eller stor T-antigen).,

Som en naturlig oppfølging av den gnager arbeid, disse forfatterne har satt ut for å utvikle en graftable system of human NSCs. Først, de isolert celle utestenging fra periventricular regionen en 15-uke-gamle menneskelige foster, et område som er en rik kilde til NSCs i gnagere. Neste, de dyrket disse cellene i en vekslende blanding av EGF og bFGF i flere måneder, skjermet befolkningen for sin evne til å engraft, og så klonet ut enkelte, stabile cellelinjer. (De har også innført vekst-fremme v-myc genet i noen eksperimenter, men dette viste seg unødvendig i slutten.,) Ved ganske enkelt å endre kultur middels til en som inneholder serum, disse NSC linjer differensiert i nevrale og oligodendroglial celler in vitro. Coculture med primær murin sentrale nervesystemet vev var nødvendig for å drive differensiering mest effektivt ned astroglial vei, en annen serie som er naturlig avledet fra NSC in vivo og er den siste cellen normalt født under utvikling; derav, det coculture kan godt ha «gjenskapt» in vivo miljø.,

for Å finne ut hvordan disse NSC kloner ville reagere in situ, forfatterne transplantert dem inn i ventriklene av nyfødte mus. For å følge noen av disse klonene i vivo, var de første transfekte med et retrovirus som uttrykker β-galactosidase gen som kan tjene som en entydig visuell markør for humane celler i mus hjernen. Følgende innledning, the human NSCs engrafted lett inn i murin hjernen og krabbet trasé som tidligere er blitt påvist som naturlig ruter for disse celler in vivo., For eksempel, mikroskopisk undersøkelse av introduserte β-galactosidase tag viste at celler flyttet til musen subkortikale og kortikale hvit materie, corpus callosum, og olfactory pære. Den menneskelige NSCs intercalated med innfødte nevroner og glia, og differensiert på riktig måte, avhengig av den omkringliggende celletyper og signaler. De har også integrert i germinal soner i motsatt ende av hjernen og ble riktig nevrale celletyper det. Dette viste seg at til tross for cellekultur, kloning, og genet transfection, den NSCs beholdt sin pluripotente status in vivo., I tillegg celler viste evne til å uttrykke et fremmed gen sømløst i stoffet av hjernen.

gruppen gikk på å demonstrere muligheten for å bruke NSCs i genterapi programmer i en in vitro-innstillingen. Disse cellene express alpha subunit av β-hexosaminidase, genet som er defekte i Tay-Sachs sykdom hos mennesker. De så blandet i mus hjerneceller som hadde genet slettet for å tjene som en vert for cellene., Av enzymet analyse, de viste at betydelige mengder av det aktive β-hexosaminidase ble produsert av cellen blandingen, og ikke resulterte i redusert akkumulering av patologisk materiale i Tay-Sachs nerveceller.

Som en in vivo-test av engrafting potensialet for den menneskelige NSC linjer, de introduserte NSC kloner inn i hjernen til en annen defekt musen belastning, slynger halen (mea) belastning. Dette bestemte mutant har en feil som hindrer mange granule nevroner fra å utvikle eller å overleve i deler av lillehjernen., I mea mutanter, etter introduksjon til den eksterne granule lag av cerebellum, den menneskelige NSCs overført til riktig lag av lillehjernen og differensiert i celler som dukket opp identisk med en vanlig mus granule nevroner. Denne bragden er bemerkelsesverdig gitt det faktum at den opprinnelige celler som brukes til å lage NSC linjer ble hentet fra den menneskelige fosterets periventricular regionen, ikke postnatal lillehjernen. Dette prestasjon viser plastisitet av disse cellene, og oppbevaring av et svar til normal differensiering signaler i dyr.,

Derfor, menneskelige nevrale stamfar, og stamceller kan nå være isolert og manipulert in vitro og in vivo. Den fantastiske egenskapen av disse cellene å skille in situ i mottakeren hjernen etter hvert kan tillate målrettet introduksjon av celler i definerte regioner for å korrigere spesifikke defekter, samt å integrere i en mer utbredt måte for mange typer nevrologiske sykdommer med utbredt patologi.