Neurogenesis and neural stem cells

Abstract


Current views on neural stem cell and their neurogenesis-providing role are discussed in the article. Critical analysis of current literature and data obtained in the Department of General and Special Morphology, Institute of Experimental Medicine, Russian Acad. Med. Sci. indicate existence in the CNS of not single population of neural stem cells (NSC), but several types of cells with different properties able to proliferate and differentiate in different directions in the limits of a unitary neural anlagen. It is conceivable that hematogenic cells can be involved in completion of population of neural predecessors in some special conditions, such as trauma, disease, hypoxia, etc. However, further evidence in neuro//stogenesis studies are needed to support the assumption.

D E Korzhevskii

Email: dek2@yandex.ru

  1. Анисимов С.В. Клеточная терапия болезни Паркинсона: 1. трансплантация эмбриональной и взрослой ткани // Усп. геронтол. 2008. Т. 21. № 4. С. 575-592.
  2. Викторов И.В. Стволовые клетки мозга млекопитающих: биология стволовых клеток in vivo и in vitro // Изв. АН. Серия биологическая. 2001. № 6. С. 646-655.
  3. Гиляров A.B. Нестин в клетках центральной нервной системы // Морфология. 2007. Т. 131. № 1. С. 85-90.
  4. Гиляров A.B., Коржевский Д.Э., Отеллин В.А. Изменение состава промежуточных филаментов в клетках конечного мозга крыс в ранний постнатальный период онтогенеза // Журн. эвол. биохим. и физиол. 2009. Т. 45. № I. С. 130-137.
  5. Данилов Р.К. Учение о камбиальности тканей как о гистогенетической основе познания механизмов раневого процесса // Вопросы морфологии XXI века (Сборник научных трудов к 80-летию со дня рождения профессора A.A. Клишова). Вып. 2. СПб., 2010. С. 34-39.
  6. Дыбан А.П., Дыбан П.А. Стволовые клетки в экспериментальной и клинической медицине // Мед. акад. журн. 2002. Т. 2. № 3. С. 3-24.
  7. Кирик О.В., Коржевский Д.Э. Экспрессия маркера нейральных стволовых клеток нестина в почке крысы и человека // Клет. технол. в биол. и мед. 2009. №2. С. 105-107.
  8. Коржевский Д.Э., Гиляров A.B. Оптимизация метода иммуноцитохимического выявления нестина на парафиновых срезах головного мозга крысы // Морфология. 2006. Т. 130. № 6. С. 77-79.
  9. Коржевский Д.Э., Кирик О.В., Байса А.Е., Власов Т.Д. Моделирование одностороннего ишемического повреждения нейронов стриатума с помощью непродолжительной окклюзии средней мозговой артерии // Бюл. эксп. биол. мед. 2009. Т. 147. № 2. С. 217-220.
  10. Коржевский Д.Э., Ленцман М.В., Гиляров A.B. и др. Индукция синтеза нестина в клетках головного мозга крысы под влиянием ишемического повреждения // Морфология. 2007. Т. 131. № 1. С. 23-26.
  11. Коржевский Д.Э., Ленцман М.В., Кирик О.В., Отеллин В.А. Виментин-иммунопозитивные клетки конечного мозга крысы после экспериментально го ишемического инсульта // Морфология. 2007. Т. 132. №5. С. 23-27.
  12. Коржевский Д.Э., Отеллин В.А., Григорьев И.П. Глиальный фибриллярный кислый белок в астроцитах неокортекса человека // Морфология. 2004. Т. 126. №5.С.7-10.
  13. Коржевский Д.Э., Отеллин В.А., Григорьев И.П. и др. Структурная организация астроцитов гиппокампа крысы в постишемический период // Морфология. 2004. Т. 125. № 2. С. 19-21.
  14. Коржевский Д.Э., Петрова Е.С., Кирик О.В., Отеллин В.А. Оценка дифференцировки нейронов в эмбриогенезе крысы с использованием иммуноцитохимического выявления даблкортина // Морфология. 2008. Т. 133. №4. С. 7-10.
  15. Корочкин Л.И. Стволовые клетки // Онтогенез. 2003. Т. 34. № 3. С. 164-166.
  16. Корочкин Л.П., Ревищин A.B., Охотин В.Е. Нейральные стволовые клетки и их значение в восстановительных процессах в нервной системе // Морфология. 2005. Т. 127. № 3. С. 7-16.
  17. Малайцев В.В., Богданова И.М., Сухих Г.Т. Современные представления о биологии стволовой клетки // Арх. патол. 2002. № 4. С. 7-11.
  18. Омельченко Н.В. Развитие коры большого мозга человека на ранних стадиях эмбриогенеза: Автореф. дис.. канд. биол. наук. СПб., 1998.
  19. Омельченко Н.В., Коржевский Д.Э., Смирнов Е.Б., Петрова Е.С. Ядрышковый аппарат пролиферирующих и дифференцирующихся клеток неокортекса эмбриона человека в период формирования кортикальной пластинки // Морфология. 1998. Т. 113. № 2. С. 53-57.
  20. Павлова Г.В., Охотин В.Е., Корочкин Л.И., Ревищин A.B. Геномная регуляция судьбы нейральных стволовых клеток млекопитающих // Генетика. 2008. Т. 44. № 3. С. 293-304.
  21. Сосунов A.A., Челышев Ю.А. Стволовая нервная клетка мозга // Усп. физиол. наук. 2002. Т. 33. № 1. С. 17-28.
  22. Сухих Г.Т., Малайцев В.В. Нейральная стволовая клетка: биология и перспективы нейротрансплантации // Бюл. эксп. биол. мед. 2001. Т. 131. № 3. С. 244-255.
  23. Сухорукова Е.Г., Коржевский Д.Э., Кирик О.В., Коржевская В.Ф. Иммуногистохимическое выявление астроцитов головного мозга при черепно-мозговой травме // Суд.-мед. эксп. 2010. № 1. С. 14-16.
  24. Угрюмов М.В., Коновалов A.H., Гусев Е.И. Итоги и перспективы использования клеточных технологий в лечении неврологических заболеваний // Вестн. РАМН. 2004. № 11. С. 8-17.
  25. Ярыгин В.Н., Банин В.В., Ярыгин К.Н. Регенерация спинного мозга крыс после торакальной сегментэктомии: восстановление анатомической целостности спинного мозга // Морфология. 2005. Т. 127. № 2. С. 39-42.
  26. Ahmed S. The culture of neural stem cells // J. Cell. Biochem. 2009. Vol. 106. № 1. P. 1-6.
  27. Altman J. Autoradiographic investigation of cell proliferation in the brain's of rats and cats. Postnatal growth and differentiation of the mammalian brain, with implications for a morphological theory of memory // Anat. Rec. 1963. Vol. 145. P. 573-591.
  28. Altman J., Das G.D. Autoradiographic and histological evidence of postnatal hippocampal neurogenesis in rats // J. Comp. Neurol. 1965. Vol. 124. № 3. P. 319-335.
  29. Altman J., Das G.D. Autoradiographic and histological studies of postnatal neurogenesis. I. A longitudinal investigation of the kinetics, migration and transformation of cells incorporating tritiated thymidine in neonate rats, with special reference to postnatal neurogenesis in some brain regions // J. Comp. Neurol. 1966. Vol. 126. №3. P. 337-389.
  30. Altman J., Das G.D. Postnatal neurogenesis in the guinea-pig//Nature. 1967. Vol. 214. № 5093. P. 1098- 1101.
  31. Altman J., Das G.D. Postnatal origin of microneurones in the rat brain // Nature. 1965. Vol. 207. № 5000. P. 953-956.
  32. Andressen C., Stocker E., Klinz F.J. et.al Nestin-specific green fluorescent protein expression in embryonic stem cell-derived neural precursor cells used for transplantation // Stem Cells. 2001. Vol. 19. № 5. P. 419-424.
  33. Bordey A. Adult neurogenesis. Basic concepts of signaling // Cell. Cycle. 2006. Vol. 5. № 7. P. 722-728.
  34. Bystron I., Blakemore C., Rakic P. Development of the human cerebral cortex: Boulder Committee revisited // Nat. Rev. Neurosci. 2008. Vol. 9. № 2. P. 110-122.
  35. Campanelli G.T., Sandrock R.W., Wheatley W. et al. Expression profiling of human glial precursors // BMC. Dev. Biol. 2008. Vol. 8. № 102. P. 1-12.
  36. Carlen M., Meletis K., Goritz C. et al. Forebrain ependymal cells are Notch-dependent and generate neuroblasts and astrocytes after stroke // Nature Neurosci. 2009. Vol. 12. № 3. P. 259-267.
  37. Chaichana K.L., Guerrero-Cazares H., Capilla-Gonzalez V. et al. Intra-operatively obtained human tissue: protocols and techniques for the study of neural stem cells // J. Neurosci. Methods. 2009. Vol. 180. № 1. P. 116-125.
  38. Choi B.H., Lapham L.W. Radial glia in the human fetal cerebrum: a combined Golgi, immunofluorescent and electron microscopic study // Brain. Res. 1978. Vol. 148. №2. P. 295-311.
  39. Dahlstrand J., Lardelli M., Lendahl U. Nestin mRNA expression correlates with the central nervous system progenitor cell state in many, but not all, regions of developing central nervous system // Dev. Brain. Res. 1995. Vol. 84. P. 109-129.
  40. Doetsch F., Caille I., Lim D.A. et ai. Subventricular zone astrocytes are neural stem cells in the adult mammalian brain // Cell. 1999. Vol. 97. P. 703-716.
  41. Eliasson C., Sahlgren C., Bcrthold C. et al. Intermediate filament protein partnership in astrocytes // J. Biol. Chem. 1999. Vol. 274. P. 23996-24006.
  42. Gage F. Mammalian neural stem cells // Science. 2000. Vol. 287. № 5457. P. 1433-1438.
  43. Hansen D.V., Lui J.H., Parker P.R., Kriegstein A.R. Neurogenic radial glia in the outer subventricular zone of human neocortex // Nature. 2010. Vol. 464. № 7288. P. 554-561.
  44. Hockfield S., McKay R.D.G. Identification of major cell classes in the developing mammalian nervous system // J. Neurosci. 1985. Vol. 5. P. 3310-3328.
  45. Jonsson M.E., Ono Y., Bjorklund A., Thompson L.H. Identification of transplantable dopamine neuron precursors at different stages of midbrain neurogenesis // Exp. Neurol. 2009. Vol. 219. № 1. P. 341-354.
  46. Kato M., Dobyns W.B. Lissencephaly and the molecular basis of neuronal migration // Hum. Mol. Genet. 2003. Vol. 12.№ R1. P. 89-96.
  47. Kriegstein A., Alvarez-Buylla A. The glia nature of embryonic and adult neural stem cells // Ann. Rev. Neurosci. 2009. Vol. 32. P. 149-184.
  48. Kulbatski I., Tator C.H. Region-specific differentiation potential of adult rat spinal cord neural stem/precursors and their plasticity in response to in vitro manipulation // J. Histochem. Cytochem. 2009. Vol. 57. № 5. P. 405-423.
  49. Lendahl U., Zimmerman L., McKay R.D. CNS stem cells express a new class of intermediate filament protein // Cell. 1990. Vol. 60 № 4. P. 585-595.
  50. Lichtenwalner R.J., Parent J.M. Adult neurogenesis and the ischemic forebrain // J. Cereb. Blood. Flow. Metab. 2006. Vol. 26. №1. P. 1-20.
  51. Liu Y., Rao M.S. Glial progenitors in the CNS and possible lineage relationships among them // Biol. Cell. 2004. Vol. 96. P. 279-290.
  52. Malatesta P., Appolloni I., Calzolari F. Radial glia and neural stem cells // Cell. Tissue Res. 2008. Vol. 33. № 1. P. 165-168.
  53. Marvin M., Dahlstrand J., Lendahl U., McKay R. A rod end deletion in the intermediate filament protein nestin alters its subcellular localization in neuroepithelial cells of transgenic mice.7 J. Cell Sei. 1998. Vol. 111. P. 1951-1961.
  54. Messi E., Florian M.C., Caccia C. et.al. Retinoid acid reduces human neuroblastoma cell migration and invasiveness: effects of DCX, LIS I, neurofilaments-68 and vimentin expression // BMC Cancer. 2008. Vol. 30. № 8. P. 1-12.
  55. Mokry J., Cizkova D., Osterreicher J. Subependymal zone: immunohistochemically distinct compartment in the adult mammalian forebrain // Acta. Medica. 2004. Vol. 47. № 4. P. 235-242.
  56. Nakagomi T., Taguchi A., Fujimori Y. et al. Isolation and characterization of neural stem/progenitor cells from post-stroke cerebral cortex in mice // Eur. J. Neurosci. 2009. Vol. 29. № 9. P. 1842-1852.
  57. Nakayama D., Matsuyama T., Ishibashi-Ueda H. et al. Injury-induced neural stem/progenitor cells in poststroke human cerebral cortex // Eur. J. Neurosci. 2010. Vol. 31. № 1. P. 90-98.
  58. Okano H., Sawamoto K. Neural stem cells: involvement in adult neurogenesis and CNS repair // Phil. Trans. R. Soc. B. 2008. Vol. 363. P. 2111-2122.
  59. Pavlichenko N., Sokolova I., Vijde S. et al. Mesenchymal stem cells transplantation could be beneficial for treatment of experimental ischemic stroke in rats // Brain Res. 2008. Vol. 1233. № 14. P. 203-213.
  60. Prajerova I., Honsa P., Chvatal A., Anderova M. Neural stem/progenitor cells derived from the embryonic dorsal telencephalon of D6/GFP mice differentiate primarily into neurons after transplantation into a cortical lesion // Cell. Mol. Neurobiol. 2010. Vol. 30. № 2. P. 199-218.
  61. Ramon-y-Cajal S. Degeneration and regeneration of the nervous system // New York: Haffner Publishing Co, 1928. Vol. 2. P. 750.
  62. Reiner O., Coquelle F.M., Peter B. et al. The evolving doublecortin (DCX) superfamily // BMC Genomics. 2006. Vol. 188. №7. P. 1-16.
  63. Reynolds B.A., Tetzlaff W., Weiss S. A multipotent EGF-responsive striatal embryonic progenitor cell produces neurons and astrocytes // J. Neurosci. 1992. Vol. 12. P. 4565-4574.
  64. Samat H.B. Histochemistry and immunocytochemistry of the developing ependyma and choroid plexus // Microsc. Res. Tech. 1998. Vol. 41. № 1. P. 14-28.
  65. Seidenfaden R., Desoeuvre A., Bosio A. et al. Glial conversion of SVZ-derived committed neuronal precursors after ectopic grafting into the adult brain // Mol. Cell. Neurosci. 2006. Vol. 32. № 1-2. P. 187-198.
  66. Seki T., Namba T., Mochizuki H., Onodera M. Clustering, migration, and neurite formation of neural precursor cells in the adult rat hippocampus // J. Compar. Neurol. 2007. Vol. 502. № 2. P. 275-290.
  67. Shindo A., Nakamura T., Matsumoto Y. et al. Seizure suppression in amygdala-kindled mice by transplantation of neural stem/progenitor cells derived from mouse embryonic stem cells // Neurol. Med. Chir. (Tokyo) 2010. Vol. 50. № 2. P. 98-105.
  68. Steinert P., Chou Y.-H., Prahlad V. et al. A high molecular weight intermediate filament-associated protein in BHK-21 cells is nestin, a Type VI intermediate filament protein // J. Biol. Chem. 1999. Vol. 274. P. 9881-9890.
  69. Su H., Zhang W., Guo J. et al. Lithium enhances the neuronal differentiation of neural progenitor cells in vitro and after transplantation into the avulsed ventral horn of adult rats through the secretion of brain-derived neurotrophic factor // J. Neurochem. 2009. Vol. 108. №6. P. 1385-1398.
  70. Tohyama T., Lee V.M., Rorke L.B. et al. Nestin expression in embryonic human neuroepithelium and in human neuroepithelial tumor cells // Lab. Invest. 1992. Vol. 66. P. 303-313.
  71. Uda M., Ishido M., Kami K., Masuhara M. Effects of chronic treadmill running on neurogenesis in the dentate gyrus of the hippocampus of adult rat // Brain. Res. 2006. Vol. 1104. № 1. P. 64-72.
  72. Van Praag H., Schinder A.F., Christie B.R. et al. Functional neurogenesis in the adult hippocampus // Nature. 2002. Vol. 415. P. 1030-1034.
  73. Walder S., Zhang F., Ferretti P. Up-regulation of neural stem cell markers suggests the occurrence of dedifferentiation in regenerating spinal cord // Dev. Genes. Evol. 2003. Vol. 213. № 12. P. 625-630.
  74. Yang H.Y., Lieska N., Shao D. et al. Immunotyping of radial glia and their glial derivatives during development of the rat spinal cord // J. Neurocytol. 1993. Vol. 22. №7. P. 558-571.
  75. Yeo W., Gautier J. Early neural cell death: dying to become neurons // Dev. Biol. 2004. Vol. 274. № 2. P. 233-244.

Views

Abstract - 29

PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2010 Korzhevskii D.E.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.