Czy potrzebny jest nowy model neuropoezy?

• Authors: Piotr Rieske

Title variants

EN

Do we need a new model of neuropoiesis?

• Languages of publication: EN PL

Abstracts

EN

Models of neuropoiesis make it possible to determine at what stage of differentiation are neuronal cells. These models reflect our current knowledge about neuropoiesis, but they have also practical significance. In vitro determination whether neuronal stem cells differentiate to neuronal, astrocytic or oligodendrocytic progenitors is of utmost importance for cellular transplantologists. It seems that the use of progenitor cells and not fully differentiated cells or stem cells provides transplantologists with the greatest chance for therapeutic success: stem cells may choose a differentiation pathway other than planned by transplantologist, while mature cell, e.g. neurons, are quite sensitive to environmental changes. Determination of the progenitor type currently requires screening of expression of markers recognized as specific for particular cell type. Studies conducted for several years indicate that in the case of many markers this strategy is not appropriate. For example, the GFAP protein considered until recently a specific marker of astrocytes is also expressed in some neuronal stem cells. This discovery has led to a considerable chaos in the way cells are being defined. Furthermore, results of studies of the team where the author of this publication belongs indicate that stem cells may show coexpression of glial and neuronal markers. For the neuropoiesis model constructed upon this kind of data, a name “model of suppression of discordant phenotypes'’ has been proposed.

PL

Modele neuropoezy pozwalają określać, na jakim etapie różnicowania znajdują się komórki neuralne. Modele te oddają stan naszej wiedzy o neuropoezie, niemniej mają również znaczenie praktyczne. Stwierdzenie w warunkach in vitro, czy neuralne komórki macierzyste różnicują się do progenitorów neuronalnych, astrocytarnych czy oligodendrocytarnych, jest bardzo ważne dla transplantologów komórkowych. Wydaje się bowiem, że stosowanie właśnie progenitorów, a nie komórek w pełni zróżnicowanych czy komórek macierzystych, daje transplantologom największe szanse na sukces terapeutyczny – komórki macierzyste mogą wybrać szlak różnicowania inny niż planowany przez transplantologa, natomiast komórki dojrzałe, takie jak np. neurony, nie są odporne na zmiany środowiska. Ustalenie, z jakim progenitorem mamy do czynienia, wymaga obecnie określenia ekspresji markerów uznawanych za specyficzne dla danych komórek. Badania prowadzone od kilku lat pokazują jednak, iż w przypadku wielu markerów taka strategia nie jest właściwa. Dla przykładu, białko GFAP uznawane do niedawna za marker astrocytów ulega ekspresji także w niektórych nerwowych komórkach macierzystych. Odkrycie to prowadzi do poważnego zamętu w sposobie definiowania komórek. Ponadto wyniki badań zespołu, do którego należy autor niniejszej publikacji, wskazują, że komórki macierzyste mogą wykazywać koekspresję markerów komórek glejowych i neuronalnych. Dla modelu neuropoezy skonstruowanego w oparciu o tego typu wyniki zaproponowano nazwę: „model supresji niespójnych fenotypów”.

Keywords

EN

astrocytes; astrocyty; neural stem cells; neuralne komórki macierzyste; neurons; neurony; neuropoeza; neuropoiesis; suppression of discordant phenotypes; supresja niespójnych fenotypów

Discipline

• MEDICINE: MEDICINE

• Journal: Aktualności Neurologiczne
• Year: 2006
• Volume: 6
• Issue: 3
• Pages: 164-168

Contributors

author

Piotr Rieske

• Zakład Patologii Molekularnej i Neuropatologii Katedry Onkologii Uniwersytetu Medycznego w Lodzi, ul. Czechosłowacka 8/10, 92-216 Łódź, tel.: [phone],

References

• 1. Carpenter M.K., Cui X., Hu Z.Y. i wsp.: In vitro expansion of a multipotent population of human neural progenitor cells. Exp. Neurol. 1999; 158: 265-278.
• 2. Loeffler M., Roeder I.: Conceptual models to understand tissue stem cell organization. Curr. Opin. Hematol. 2004; 11: 81-87.
• 3. Kimelberg H.K.: The problem of astrocyte identity. Neurochem. Int. 2004; 45: 191-202.
• 4. Liu Y., Han S.S., Wu Y. i wsp.: CD44 expression identifies astrocyte-restricted precursor cells. Dev. Biol. 2004; 276: 31-46.
• 5. Perrier A.L., Tabar V, Barberi T. i wsp.: Derivation of midbrain dopamine neurons from human embryonic stem cells. Proc. Natl Acad. Sci. USA 2004; 101: 12543-12548.
• 6. Petersen B.E., Terada N.: Stem cells: a journey into a new frontier. J. Am. Soc. Nephrol. 2001; 12: 1773-1780.
• 7. Uchida N., Buck D.W., He D. i wsp.: Direct isolation of human central nervous system stem cells. Proc. Natl Acad. Sci. USA 2000: 97: 14720-14725.
• 8. Sakaguchi D.S., van Hoffelen S.J., Grozdanic S.D. i wsp.: Neural progenitor cell transplants into the developing and mature central nervous system. Ann. NY Acad. Sci. 2005; 1049:118-134.
• 9. Socolovsky M., Lodish H.E, Daley G.Q.: Control of hematopoietic differentiation: lack of specificity in signaling by cytokine receptors. Proc. Natl Acad. Sci. USA 1998; 95: 6573-6575.
• 10. Theise N.D., Krause D.S.: Toward a new paradigm of cell plasticity. Leukemia 2002; 16: 542-548.
• 11. Dennis C.: Developmental reprogramming: take a cell, any cell. Nature 2003; 426: 490-491.
• 12. Theise N.D.: New principles of cell plasticity. C.R. Biol. 2002; 325: 1039-1043.
• 13. Johe K.K., Hazel T.G., Muller T. i wsp.: Single factors direct the differentiation of stem cells from the fetal and adult central nervous system. Genes Dev 1996; 10: 3129-3140.
• 14. Zipori D.: The stem state: plasticity is essential, whereas self-renewal and hierarchy are optional. Stem Cells 2005; 23: 719-726.
• 15. Bellantuono I.: Haemopoietic stem cells. Int. J. Biochem. Cell Biol. 2004; 36: 607-620.
• 16. Doetsch E, Caille I., Lim D.A. i wsp.: Subventricular zone astrocytes are neural stem cells in the adult mammalian brain. Cell 1999; 97: 703-716.
• 17. Alvarez-Buylla A., Garcia-Verdugo J.M., Tramontin A.D.: A unified hypothesis on the lineage of neural stem cells. Nat. Rev. Neurosci. 2001; 2: 287-293.
• 18. Rieske P., Augeli B., Azizi S.A., Kiynska B.: A population of human brain parenchymal cells express markers of glial, neuronal and early neural cells and differentiate into cells of neuronal and glial lineages. EJN 2006 (praca zaakceptowana do druku).
• 19. Hu M., Krause D., Greaves Μ. i wsp.: Multilineage gene expression precedes commitment in the hemopoietic system. Genes Dev. 1997; 11: 774-785.
• 20. Egusa H., Schweizer EE., Wang C.C. i wsp.: Neuronal differentiation of bone marrow-derived stromal stem cells involves suppression of discordant phenotypes through gene silencing. J. Biol. Chem. 2005; 280: 23691-23697.
• 21. Zipori D.: The nature of stem cells: state rather than entity. Nat. Rev Genet. 2004; 5: 873-878.
• 22. Laywell E.D., Kearns S.M., Zheng T. i wsp.: Neuron-toastrocyte transition: phenotypic fluidity and the formation of hybrid asterons in differentiating neurospheres. J. Comp. Neurol. 2005; 493: 321-333.
• 23. Steindler D.A.: Redefining cellular phenotype based on embryonic, adult, and cancer stem cell biology. Brain Pathol. 2006; 16: 169-180.
• 24. Steindler D.A., Laywell E.D.: Astrocytes as stem cells: nomenclature, phenotype, and translation. Glia 2003; 43: 62-69.
• 25. Steidl U., Bork S., Schaub S. i wsp.: Primary human CD34f hematopoietic stem and progenitor cells express functionally active receptors of neuromediators. Blood 2004; 104: 81-88.
• 26. Ferkowicz M.J., Starr M., XieX. i wsp.: CD41 expression defines the onset of primitive and definitive hematopoiesis in the murine embryo. Development 2003; 130: 4393-4403.

• Document Type: article