Macrophage-Derived Extracellular Succinate Licenses Neural Stem Cells to Suppress Chronic Neuroinflammation

 

Highlights
•NSCs from somatic tissues or direct reprogramming equally repress neuroinflammation
•Extracellular succinate activates SUCNR1/GPR91 on NSCs
•Activated NSCs secrete PGE2 and scavenge succinate, thus reprogramming type 1 MPs
•Sucnr1 mutant NSCs have reduced anti-inflammatory activity after transplantation
सारांश
Neural stem cell (एनएससी) प्रत्यारोपण प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को प्रभावित करने और सीएनएस में सूजन को दबाने कर सकते हैं. चयापचयों, इस तरह के रूप में succinate, फेनोटाइप और प्रतिरक्षा कोशिकाओं के समारोह मिलाना, लेकिन क्या और कितनी एनएससी भी इस तरह के immunometabolites immunoreactivity और उत्तेजित प्रतिक्रियाएं नियंत्रित करने के लिए द्वारा सक्रिय होते स्पष्ट नहीं है. यहाँ, हम बताते हैं कि प्रत्यारोपित दैहिक और सीधे प्रेरित एनएससी मस्तिष्कमेरु द्रव में succinate स्तरों को कम करके सुधार पुरानी सीएनएस सूजन, जिससे mononuclear भक्षककोशिकीय घटते (एमपी) घुसपैठ और माध्यमिक सीएनएस क्षति. भड़काऊ सांसदों succinate जारी, जो succinate रिसेप्टर को सक्रिय करता है 1 (SUCNR1)/एनएससी पर GPR91, प्रोस्टाग्लैंडीन E2 का स्राव करते हैं और परिणामी विरोधी भड़काऊ प्रभाव के साथ बाह्य succinate साफ़-सफाई की करने के लिए उन्हें अग्रणी. इस प्रकार, हमारे काम दैहिक में succinate-SUCNR1 अक्ष और सीधे प्रेरित एनएससी के लिए एक अप्रत्याशित भूमिका का पता चलता है, किस प्रकार द्वारा जारी भड़काऊ चयापचय संकेतों को स्टेम कोशिकाओं की प्रतिक्रिया को नियंत्रित करता है 1 लंबे समय से सूजन मस्तिष्क में सांसदों.

परिचय
स्टेम कोशिका जीव विज्ञान के क्षेत्र में अग्रिम उम्मीद में कि सीएनएस के रोगों गैर hematopoietic स्टेम सेल दवाओं द्वारा ameliorated जा सकता है उठाया है (मार्टिनो और Pluchino, 2006). हम जानते हैं कि दैहिक न्यूरल स्टेम कोशिकाओं के प्रत्यारोपण के सम्मोहक सबूत प्रदान किया है (एनएससी) भड़काऊ सीएनएस विकारों के पशु मॉडल की Clinico-रोग सुविधाओं को बेहतर बनाता है. घायल सीएनएस कोशिकाओं के संरचनात्मक प्रतिस्थापन परे, हमारे काम दिखा दिया है कि प्रतिरोपित एनएससी जटिल स्टेम सेल भ्रष्टाचार करने वाली मेजबान संचार कार्यक्रम में संलग्न, overall leading to trophic support and modulation of adaptive and innate immune responses (Bacigaluppi et al., 2009, Bacigaluppi et al., 2016, Pluchino and Cossetti, 2013, Pluchino et al., 2005, Pluchino et al., 2009ख). विशेष रूप से, NSC transplants reduce the burden of inflammation at site of injury (Pluchino et al., 2005, Pluchino et al., 2009ए), decrease the number of type 1 inflammatory mononuclear phagocytes (MPs) (Cusimano et al., 2012), and promote the healing of the injured CNS via yet poorly characterized mechanisms.

तथापि, the clinical translation of experimental NSC therapies is still limited by the sources from which human NSCs (hNSCs) are derived (एंडरसन एट अल।, 2017), अनुवांशिक रूप से भिन्न hNSC लाइनों के आंतरिक प्रतिरक्षाजनकता (रामोस-Zuniga एट अल।, 2012, चावल एट अल।, 2013), और तथाकथित "इरादा नैदानिक ​​सेल बहुत" की स्थिरता (एंडरसन एट अल।, 2017, राइट एट अल।, 2006). ऑटोलॉगस और स्थिरतापूर्वक विस्तार योग्य सीधे प्रेरित एनएससी (iNSCs) मरीजों के चमड़े का fibroblasts से एनएससी उपचारों के लिए एक वैध विकल्प के रूप में उभर रहे हैं (लू एट अल।, 2013, मेयेर एट अल।, 2015, उनका एट अल।, 2012). iNSCs में प्रत्यक्ष reprogramming प्रेरित pluripotent स्टेम सेल के लिए वर्णित वांछित प्रजातियों में एक pluripotent राज्य और बाद में भेदभाव के माध्यम से श्रमसाध्य प्रगति से बचा जाता है (IPSC) प्रौद्योगिकी (मेयेर एट अल।, 2015, उनका एट अल।, 2012). इसलिये, दैहिक कोशिकाओं से स्थिरतापूर्वक विस्तार योग्य iNSCs बनाने बहाव के नैदानिक ​​अनुप्रयोगों के लिए ऑटोलॉगस मस्तिष्क स्टेम सेल प्राप्त करने का सबसे संभव तरीके का प्रतिनिधित्व (Wörsdörfer एट अल।, 2013). तथापि, भड़काऊ सीएनएस विकारों के उपचार में सीधे रीप्रोग्राम iNSCs की प्रभावकारिता अभी तक नहीं परीक्षण किया गया है.

एकाधिक काठिन्य के प्रगतिशील रूपों में (सुश्री), पुरानी सीएनएस सूजन सांसदों है कि दोनों सीएनएस निवासी microglia और शामिल की व्यापक सक्रियण द्वारा निरंतर monocyte व्युत्पन्न मैक्रोफेज घुसपैठ (Mallucci एट अल।, 2015). सांसदों ग्रे मैटर घावों में पाए जाते हैं, degenerating neurites और neuronal सेल शरीर के करीब (पीटरसन एट अल।, 2001), और सफेद पदार्थ के घावों में, जहां सक्रिय microglia के बाहरी रिम पुरानी ऊतकों को नुकसान के साथ जुड़ा हुआ है (Bramow एट अल।, 2010, Prineas एट अल।, 2001). सफेद पदार्थ प्रदर्शित होने के सामान्य के क्षेत्र भी सांसद संचय की विशेषता है, जो microglial पिंड कि रोग विकृति सहवर्ती टी सेल सक्रियण पर ध्यान दिए बिना ड्राइव का निर्माण होता है (वेश्या एट अल।, 2011). प्रगतिशील एमएस में पुराने सांसद चालित सूजन के हानिकारक भूमिका भी पशु रोग मॉडल में सबूत द्वारा समर्थित है, जहां अपनी समग्र बोझ बिगड़ा न्यूरोनल समारोह के साथ संबद्ध (तख़्त एट अल।, 2017), मस्तिष्क शोष (Tambalo एट अल।, 2015), और पुनर्योजी प्रतिक्रियाओं कम (जियांग एट अल।, 2014).

पूर्व-शोथ उत्तेजनाओं से सांसदों का सक्रिय हो जाना ग्लाइकोलाइसिस की ओर एक चयापचय स्विच और कम आक्सीकारक फास्फारिलीकरण का कारण बनता है (OXPHOS) (केली और ओ'नील, 2015). हाल सबूत बताते हैं कि, इस चयापचय rewiring के भीतर, प्रकार 1 भड़काऊ सांसदों succinate जमा, महत्वपूर्ण pathophysiological प्रभाव के साथ (Tannahill एट अल।, 2013). की prolyl एंजाइमों hydroxylases intracellular succinate गतिविधि रोकता (पीएचडी), जिससे हाइपोक्सिया उत्तरदायी तत्व स्थिर (HIF)-1अल्फा और इंटरल्यूकिन के प्रतिलेखन उत्प्रेरण (आईएल)-1ख (Tannahill एट अल।, 2013). और भी, succinate डिहाइड्रोजनेज द्वारा succinate के ऑक्सीकरण (SDH) प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों को एटीपी संश्लेषण से माइटोकॉन्ड्रिया repurposes (आरओएस) उत्पादन के रूप में अतिरिक्त पूर्व-शोथ संकेत (मिल्स एट अल।, 2016). प्रकार 1 भड़काऊ सांसदों भी extracellularly succinate रिलीज और उसके सजातीय succinate रिसेप्टर upregulate 1 (SUCNR1), एक जी प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर (भी GPR91 के रूप में जाना), जो ऑटोक्राइन और पैराक्राइन संवेदक के रूप में कार्य करता है आईएल 1β उत्पादन को बढ़ाने के लिए (लितिल्वूद-इवांस एट अल।, 2016).

जैसे की, चयापचय दोनों मैक्रोफेज की सक्रियता के व्यवस्थित करने के लिए एक महत्वपूर्ण चिकित्सीय लक्ष्य के रूप में उभर रहा है (केली और ओ'नील, 2015) और microglia (Orihuela एट अल।, 2016), और succinate से संबंधित रास्ते तीव्र और जीर्ण भड़काऊ रोगों के लिए महत्वपूर्ण प्रतिरक्षा modulatory कार्य (रयु एट अल।, 2003, Tannahill एट अल।, 2015).

एनएससी की स्थापना की प्रतिरक्षा modulatory गुण को देखते हुए (Pluchino and Cossetti, 2013), हम धारणा है कि एनएससी माध्यमिक सीएनएस क्षति को कम करने की ओर सांसद चयापचय modulating द्वारा पुरानी neuroinflammation में उनके उपचारात्मक प्रभाव डालती सकता है.

इस काम में, हम आणविक तंत्र है कि दैहिक और सीधे प्रेरित एनएससी की क्षमता मज़बूती प्रकार के चयापचय में परिवर्तन प्रतिक्रिया करने के लिए जांच की 1 दोनों विवो में और इन विट्रो में भड़काऊ सांसदों. हम बताते हैं कि प्रत्यारोपित iNSCs और एनएससी प्रयोगात्मक autoimmune इंसेफैलोमाईलिटिस साथ चूहों में पुरानी neuroinflammation सुधारने में कार्यात्मक रूप से बराबर कर रहे हैं (EAE). प्रतिरोपित iNSCs / एनएससी सीएनएस-निवासी microglia और की सक्रियता प्रोफ़ाइल एक विरोधी भड़काऊ phenotype की ओर मैक्रोफेज घुसपैठ monocyte व्युत्पन्न में स्विच, के साथ-साथ मस्तिष्कमेरु द्रव में immunometabolite succinate के स्तर को कम (सीएसएफ). iNSCs / एनएससी भी बाह्य succinate प्रकार के आधार पर जारी किया गया कमी 1 भड़काऊ सांसदों इन विट्रो में OXPHOS की ओर अपने चयापचय रिप्रोग्राम को. Mechanistically, हम चाहते हैं कि succinate प्रकार द्वारा स्रावित दिखाने 1 सांसदों iNSCs / एनएससी एक संकेत झरना नीचे की ओर SUCNR1 में elicits, जो उनके विरोधी भड़काऊ गतिविधि में सक्षम बनाता है. यह succinate लाइसेंस प्राप्त iNSCs / एनएससी के विरोधी भड़काऊ समारोह प्रोस्टाग्लैंडीन के स्राव द्वारा सहायता मिलती है (पीजी) E2, और साथ ही बाह्य succinate का काफी सफाई से. एनएससी में Sucnr1 समारोह के नुकसान काफी EAE में प्रत्यारोपण के बाद इन विट्रो में और vivo में विरोधी भड़काऊ गतिविधियों को कम करने के लिए सुराग.

हमारे अध्ययन से एक succinate-SUCNR1 अक्ष कि स्पष्ट करता है कि एनएससी भड़काऊ चयापचय संकेतों का जवाब प्रकार की सक्रियता को बाधित करने का खुलासा 1 पुरानी neuroinflammation में सांसदों.

परिणाम
एनएससी ट्रांसप्लांटेशन जीर्ण neuroinflammation ameliorates और मस्तिष्कमेरु द्रव में Immunometabolite Succinate की कमी के साथ युग्मित है
हम पहले Intracerebroventricular के प्रभाव का आकलन किया (आईसीवी) रोग के चरम पर प्रत्यारोपण (पीडी) iNSCs या चूहों में एनएससी के पीबीएस का इलाज नियंत्रण EAE चूहों को साथ MOG35-55 प्रेरित पुरानी EAE और तुलना यह. प्रत्यारोपण से पहले, iNSCs और एनएससी का विस्तार किया गया, विशेषता (चित्रा एस 1), और farnesylated के साथ लेबल (च)GFP इन विट्रो. पर 30 दिनों के बाद प्रत्यारोपण (बहाली करने योग्य), iNSC और एनएससी प्रत्यारोपण बच गया, वितरित, और EAE मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी के भीतर एकीकृत (चित्रा S2). पुनः प्राप्त fGFP + कोशिकाओं के केवल एक अल्पसंख्यक (iNSCs: 2.1% ± 0.9%; एनएससी: 1.7% ± 0.1%) proliferating गया (चित्रा 1 ए) या न्यूरोनल व्यक्त (चित्रा 1 बी), astroglial (चित्रा 1C), या oligodendroglial (चित्रा 1D) वंश मार्करों (चित्रा S2). बहुमत (~75%) प्रत्यारोपण के लिए जीवित iNSCs के बजाय परीक्षण किया तंत्रिका वंश मार्कर के किसी भी व्यक्त करने के लिए नहीं है और मस्तिष्कावरणीय परिवाहकीय आला की तरह F4 / 80 + अंतर्जात सांसदों के पास क्षेत्रों के आसपास स्थानीयकृत पाए गए (चित्रा 1E), दैहिक एनएससी ग्राफ्ट में मनाया के रूप में (Cusimano et al., 2012, Pluchino et al., 2003). iNSCs के प्रत्यारोपण के लिए एक महत्वपूर्ण और लंबे समय से स्थायी प्रेरित (तक 90 बहाली करने योग्य) EAE स्कोर के सुधार, जहाँ से शुरू कर दिया 15 सेवा मेरे 20 dpt आगे (आंकड़े 1F और एस 2). कार्यात्मक वसूली भी कंप्यूटर की मदद से स्वचालित चाल विश्लेषण द्वारा पुष्टि की गई (चित्रा S2). संपूर्ण, आईसीवी-प्रत्यारोपित iNSCs सुरक्षित थे और व्यवहार और रोग वसूली के लिए नेतृत्व किया.

हम तो पूर्व विवो iNSC में प्रवाह cytometry के माध्यम से सीएनएस भड़काऊ पैठ की संरचना का विश्लेषण किया- और बनाम पीबीएस का इलाज नियंत्रण EAE चूहों एनएससी प्रत्यारोपित. iNSCs या एनएससी के प्रत्यारोपण सीएनएस-घुसपैठ टी कोशिकाओं के अंश पर कोई प्रभाव पड़ा, बी कोशिकाओं, और कुल सांसदों, के साथ-साथ CD3 + / CD4 + T कोशिकाओं सबसेट है कि में (Th1 सहित, Th2, Treg, ThGM-सीएसएफ, और Th17 सबसेट) पर 30 बहाली करने योग्य (चित्रा S3). बजाय, एनएससी- या एनएससी प्रत्यारोपित EAE चूहों CD80 + प्रकार की ~ 1.5 गुना कमी के साथ CX3CR1 + कोशिकाओं की सक्रियता प्रोफ़ाइल में एक महत्वपूर्ण स्विच से पता चला 1 भड़काऊ microglia और MRC1 + विरोधी भड़काऊ microglia की समानांतर वृद्धि (चित्रा 1G). इसी तरह, सीएनएस-घुसपैठ (monocyte व्युत्पन्न) CCR2 + iNSC से मैक्रोफेज- या एनएससी प्रत्यारोपित EAE चूहों CD80 + प्रकार के ~1.3 गुना कमी के साथ महत्वपूर्ण फेनोटाइप स्विच लिया 1 भड़काऊ मैक्रोफेज और समानांतर ~1.8 गुना MRC1 + विरोधी भड़काऊ मैक्रोफेज की वृद्धि (चित्रा 1H). इस आशय प्रकार की अभिव्यक्ति का एक महत्वपूर्ण कमी के साथ किया गया था 1 भड़काऊ सांसद मार्कर inducible नाइट्रिक ऑक्साइड सिंथेज़ (INOS) F4 / 80 + विवो में सांसदों द्वारा (आंकड़े 1 मैं और एस 3).

हम तो मुख्य समर्थक की अभिव्यक्ति के स्तर का विश्लेषण किया- और पूरे सीएनएस में विरोधी भड़काऊ जीन. एनएससी- और एनएससी प्रत्यारोपित EAE चूहों दोनों का प्रदर्शन किया इंटरल्यूकिन 1 बीटा की काफी कम स्तरों (Il1b) mannose रिसेप्टर सी प्रकार के मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी और स्तर में वृद्धि में 1 (Mrc1) रीढ़ की हड्डी में, दोनों पर 10 बहाली करने योग्य (चित्रा 1J).

हम रक्त मस्तिष्क बाधा में कोई महत्वपूर्ण अंतर पाया (बीबीबी) पर पारगम्यता 30 dpt जब iNSC- / पीबीएस का इलाज नियंत्रण EAE चूहों के साथ एनएससी प्रत्यारोपित की तुलना (चित्रा S3).

आखिरकार, एनएससी- और एनएससी प्रत्यारोपित EAE चूहों संचित काफी कम axonal नुकसान (चित्रा 1K) और माइलिन रहित (चित्रा 1L) रीढ़ की हड्डी में.

फेनोटाइप और सांसदों के समारोह को विनियमित करने में चयापचय की स्थापना की महत्व को देखते हुए, हम जांच की एनएससी प्रत्यारोपण neuroinflammatory चयापचय सूक्ष्म पर्यावरण प्रभावित है कि क्या. इस कोने तक, हम मास स्पेक्ट्रोमेट्री के लिए युग्मित तरल क्रोमैटोग्राफी द्वारा ध्रुवीय चयापचयों के एक अलक्षित चयापचय रूपरेखा (LC-एमएस) मिलान किया सीएसएफ और प्लाज्मा नमूनों की (टेबल एस 1). पीबीएस का इलाज नियंत्रण EAE चूहों कई सीएसएफ के एक उल्लेखनीय वृद्धि से पता चला (लेकिन नहीं प्लाज्मा) चयापचयों, जो बीच में ही स्थान पर जा पहुंचा succinate 45 दिनों के बाद टीकाकरण (डीपीआई) (तदनुसार 30 बहाली करने योग्य; चित्रा 1 मी). सर्जरी के अधीन नहीं EAE चूहों भी केवल पर सीएसएफ में एक महत्वपूर्ण वृद्धि हुई succinate से पता चला 45 डीपीआई (बनाम स्वस्थ नियंत्रण चूहों), जो सीएसएफ पीबीएस का इलाज नियंत्रण EAE चूहों में succinate के स्तर से भिन्न नहीं था (चित्रा S3).

जबकि हम प्लाज्मा मेटाबोलाइट के स्तर में कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन के बीच iNSC / एनएससी प्रत्यारोपित और पीबीएस का इलाज नियंत्रण EAE चूहों का पता नहीं चला (टेबल एस 1), हमने पाया iNSCs या एनएससी के प्रत्यारोपण में सीएसएफ succinate में उल्लेखनीय गिरावट के लिए नेतृत्व किया है कि 30 बहाली करने योग्य (चित्रा 1 मी; टेबल एस 1).

आगे की, हमने पाया सीएसएफ succinate में कोई महत्वपूर्ण अंतर जब पीबीएस इलाज EAE चूहों की तुलना बनाम EAE चूहों माउस fibroblasts साथ आईसीवी इंजेक्शन (मुचुअल फंड) नियंत्रण कोशिकाओं के रूप में (चित्रा S3).

इस प्रकार, iNSCs और एनएससी सीधे EAE सीएनएस में इंजेक्शन सांसदों का एक विशिष्ट लक्षण प्रारूप स्विच प्रेरित, और पुरानी neuroinflammation का केवल सीएसएफ में immunometabolite succinate की कमी सुधार साथ जुड़ा हुआ है जो.

एनएससी Succinate स्तर कम करके प्रकार की चयापचय Reprogram 1 भड़काऊ Mφ इन विट्रो
हम तो जिसके माध्यम से iNSCs / एनएससी प्रदर्शित प्रकार पर विरोधी भड़काऊ गतिविधियों आणविक तंत्र की जांच की 1 MPs, एक इन विट्रो प्रणाली है कि सांसदों और iNSCs / एनएससी के बीच संबंधों का स्मरण दिलाता है का उपयोग करते हुए. अनुभवहीन अस्थि मज्जा व्युत्पन्न मैक्रोफेज (Mφ) एक प्रकार में ध्रुवीकरण कर रहे थे 1 LPS के साथ भड़काऊ फेनोटाइप (MφLPS), के रूप में वर्णित (Tannahill एट अल।, 2013). MφLPS तो iNSCs के साथ सह-सुसंस्कृत थे (MφLPS-iNSCs) या एनएससी (MφLPS-एनएससी) एक ट्रांस-अच्छी तरह से प्रणाली में है कि सेल करने वाली सेल संपर्कों से बचा जाता है (चित्रा 2A). Unpolarized Mφ नियंत्रण के रूप में इस्तेमाल किया गया.

माइक्रोएरे जीन अभिव्यक्ति की रूपरेखा के साथ MφLPS में महत्वपूर्ण परिवर्तन किए गए ट्रांस्क्रिप्शनल 7,401 जीन प्रभावित (बनाम Mφ; समायोजित पी मूल्य < 0.1; चित्रा 2 बी; टेबल S2) तथा 51 जीन भिन्न में व्यक्त MφLPS-iNSCs या MφLPS-एनएससी (MφLPS बनाम; समायोजित पी मूल्य < 0.1; आंकड़े 2 बी और 2C; टेबल S2). जीन की यह बाद सेट ल्युकोसैट सक्रियण के सकारात्मक विनियमन से संबंधित जैविक प्रक्रियाओं में समृद्ध किया गया था (चले जाओ: 0002696), माइलॉयड ल्युकोसैट भेदभाव (चले जाओ: 0002761), और प्रतिरक्षा प्रणाली की प्रक्रिया (चले जाओ: 0002376). चयनित Mφ पूर्व-शोथ जीन की स्वतंत्र QRT- पीसीआर सत्यापन Il12b की अभिव्यक्ति के स्तर के महत्वपूर्ण डाउनरेगुलेशन की पुष्टि की, Il15, Il15ra, और CD69, साथ ही शास्त्रीय भड़काऊ जीन Nos2 के रूप में, ट्यूमर परिगलन कारक (TNF), और में Il1b MφLPS-iNSCs और MφLPS-एनएससी (MφLPS बनाम; चित्रा 2 डी). इस आशय की एक विरोधी भड़काऊ Mφ phenotype के साथ जुड़े जीन की अभिव्यक्ति के स्तर के सहवर्ती अपरेगुलेशन के साथ मिलकर किया गया था, इस तरह के uronyl-2-sulfotransferase के रूप में (अनुच्छेद) और अस्थि मज्जा stromal सेल प्रतिजन 1 (Bst1) (अल-Shabany एट अल।, 2016, मार्टिनेज एट अल।, 2015), साथ ही arginase के रूप में 1 (ARG1) और Mrc1 (MφLPS बनाम; चित्रा 2 ई). जब iNSCs / एनएससी lipopolysaccharide के साथ सह-सुसंस्कृत थे (LPS)-पहले की तरह सक्रिय माउस BV2 microglial कोशिकाओं, पूर्व-शोथ जीन Nos2 और Il1b की अभिव्यक्ति के स्तर के महत्वपूर्ण कमी भी मनाया गया (चित्रा 2F).

कार्यात्मक चयापचय राज्यों के साथ जीन की अभिव्यक्ति प्रोफाइल लिंक करने के लिए, हम बेसल ऑक्सीजन की खपत दर का आकलन (ओसीआर) और बाह्य अम्लीकरण दर (ECAR) उनके tricarboxylic एसिड की readouts के रूप में MφLPS की (टीसीए) चक्र और ग्लाइकोलाइटिक गतिविधियों, क्रमश:. हम ओसीआर की एक महत्वपूर्ण कमी और MφLPS में ECAR की एक उल्लेखनीय वृद्धि पाया (बनाम Mφs). बजाय, MφLPS-iNSCs और MφLPS-एनएससी दोनों ओसीआर और ECAR मूल्यों की महत्वपूर्ण नवीकरण (MφLPS बनाम; आंकड़े 2 जी और 2H), एक विरोधी भड़काऊ फेनोटाइप को Mφ स्विचिंग में मनाया के रूप में (ओ'नील और पीयर्स, 2016).

इन विरोधी भड़काऊ प्रभाव के चयापचय निर्धारकों को स्पष्ट करने के प्रयास में, हम MφLPS के बाह्य और intracellular छोटे अणु मेटाबोलाइट सामग्री का एक अलक्षित LC-एमएस विश्लेषण प्रदर्शन किया. जैसा सोचा था, LPS उत्तेजना गहराई से Mφ के बाह्य और intracellular चयापचय परिवेश बदल (MφLPS) (बनाम Mφ; टेबल S3). सह संस्कृतियों में, MφLPS-iNSCs और MφLPS-एनएससी दोनों बाह्य ग्लूटामेट की महत्वपूर्ण कमी से पता चला, गाबा, और succinate (MφLPS बनाम; चित्रा 2I; टेबल S3). और भी, MφLPS-iNSCs और MφLPS-एनएससी भी intracellular succinate और itaconate की एक महत्वपूर्ण कमी का प्रदर्शन किया (MφLPS बनाम; चित्रा 2J; टेबल S3).

succinate के स्तर में कमी के अनुरूप, हमने पाया है कि MφLPS-iNSCs और MφLPS-एनएससी काफी HIF-1α के स्तर को कम कर प्रदर्शन किया, नदी के ऊपर प्रोटीन पाइरूवेट काइनेज आइसोज़ाइम M2 के (PKM2) (Palsson-मैकडरमोट एट अल।, 2015; चित्रा 2K), साथ ही आईएल 1β के रूप में (MφLPS बनाम; चित्रा 2L).

कुल मिलाकर, इन विट्रो डेटा प्रमाण उपलब्ध कराने कि iNSCs / एनएससी प्रकार के साथ सह-संस्कृतियों में दोनों intracellular और बाह्य succinate के संचय को कम 1 भड़काऊ सांसदों, उन्हें एक OXPHOS विरोधी भड़काऊ phenotype की ओर प्रोग्रामिंग.

माउस और मानव एनएससी में SUCNR1 / GPR91 के माध्यम से succinate सिग्नल
immunometabolic संकेत के रूप में succinate के महत्व को देखते, हम जांच की है कि क्या succinate प्रकार द्वारा जारी 1 पूर्व-शोथ सांसदों सीटू आसपास कोशिकाओं की गतिविधि को विनियमित सकता है, प्रतिरोपित iNSCs / एनएससी सहित.

हमने पाया प्रत्यारोपित iNSCs / एनएससी निकटता में पता चला परिवाहकीय क्षेत्रों मस्तिष्कावरणीय है कि (आंकड़े 3 ए और 3 बी ) और F4 / 80 + सांसदों (चित्रा -3 सी) सीएनएस में विवो में SUCNR1 व्यक्त. SUCNR1 भी दोनों iNSCs और इन विट्रो में एनएससी पर प्रोटीन के स्तर पर व्यक्त की गई थी, लेकिन मुचुअल फंड में नहीं (चित्रा 3 डी).

आगे का आकलन करने के लिए कि क्या iNSCs / एनएससी में SUCNR1 कार्यात्मक succinate द्वारा सक्रिय किया गया था, हम इन विट्रो में अपनी नीचे की ओर संकेत झरना की जांच की. जब succinate से अवगत कराया (चित्रा 3E; Rubic एट अल।, 2008), 34.2% (± 7.4%) iNSCs की और 31.7% (± 6.5%) एनएससी के intracellular कैल्शियम दुकानों की रिहाई से पता चला (आंकड़े S4 और 3F). यह प्रतिक्रिया phospho-p38 माइटोजन सक्रिय प्रोटीन kinase की एक महत्वपूर्ण अपरेगुलेशन के बाद किया गया (चित्रा 3 जी), अपने सक्रियण का संकेत. हम मानव भ्रूण एनएससी में भी SUCNR1 और SUCNR1 की अभिव्यक्ति की पुष्टि की (hNSCs) और मानव iNSCs (hiNSCs) (आंकड़े 3H और 3I). माउस iNSCs में के रूप में, succinate पर निर्भर p38 संकेत hiNSCs में पैदा किया गया था, लेकिन hiNSCs में नहीं चयनात्मक SUCNR1 अवरोध करनेवाला 4c के साथ पहले से इलाज किया (चित्रा 3J).

इस प्रकार, माउस और मानव iNSCs और एनएससी कार्यात्मक SUCNR1 व्यक्त, जो immunometabolite succinate के साथ एक संकेतन मार्ग अपनी उत्तेजना के नीचे की ओर प्रेरित करता है.

SUCNR1 उत्तेजना एनएससी द्वारा प्रोस्टाग्लैंडीन E2 के स्राव को आरंभ
एनएससी में संकेत SUCNR1 के कार्यात्मक परिणाम स्पष्ट करने के लिए, हम Sucnr1 कमी चूहों से एनएससी उत्पन्न (Sucnr1 - / - एनएससी) (Rubic एट अल।, 2008; चित्रा एस 4). एनएससी पर नियंत्रण की तुलना में, Sucnr1 - / - एनएससी समान विकास घटता और भेदभाव इन विट्रो में पता चला (चित्रा एस 4). तथापि, जब अलग-अलग समय अंक और सांद्रता में succinate से अवगत कराया, Sucnr1 - / - एनएससी phospho-p38 का कोई अपरेगुलेशन से पता चला (चित्रा एस 4). ग्लूटामेट या एटीपी के साथ उत्तेजना + thapsigargin में Sucnr1 प्रेरित - / - एनएससी एक कैल्शियम प्रतिक्रिया नियंत्रण एनएससी के समान (चित्रा एस 4). इसके विपरीत, succinate उपचार intracellular दुकानों से कैल्शियम की रिहाई को प्रकाश में लाना नहीं था (चित्रा एस 4), / - - एनएससी जो एक दोषपूर्ण SUCNR1 Sucnr1 में संकेत संकेत दिया.

हम तो नियंत्रण एनएससी और Sucnr1 में succinate साथ उपचार के बाद माइक्रोएरे रूपरेखा एक जीन की अभिव्यक्ति प्रदर्शन किया - / - एनएससी (टेबल एस 4). हम चाहते हैं कि प्रोस्टाग्लैंडीन-endoperoxide सिंथेज़ पाया 2 (पीटीजीएस 2), पीजी जैवसंश्लेषण का कुंजी एंजाइम inducible पीटीजीएस 2 एन्कोडिंग, succinate-प्रेरित नियंत्रण एनएससी में सबसे upregulated जीन था (log2 गुना परिवर्तन 1.05), लेकिन नहीं succinate-प्रेरित Sucnr1 में - / - एनएससी (log2 गुना परिवर्तन -0.43; चित्रा 4 ए). हम QRT- पीसीआर द्वारा पीटीजीएस 2 पर इन परिणामों की पुष्टि, पुष्टि है कि अपनी अभिव्यक्ति का स्तर काफी upregulated गया (2.1- 2.7 गुना परिवर्तन करने के लिए) succinate-प्रेरित iNSCs और एनएससी में, जबकि वे succinate इलाज Sucnr1 में नहीं थे - / - एनएससी (चित्रा 4 बी).

मीजेनकाइमल स्टेम कोशिका की प्रतिरक्षा को दबाने प्रभाव के नियामक के रूप में PGE2 की भूमिका को देखते हुए (MSCs) (Vasandan एट अल।, 2016, यानेज़ एट अल।, 2010), हम iNSCs से टिशू कल्चर मीडिया में अपनी संचय का परीक्षण किया, एनएससी, और Sucnr1 - / - succinate साथ उत्तेजना के बाद एनएससी. iNSCs और एनएससी, लेकिन नहीं Sucnr1 - / - एनएससी, महत्वपूर्ण पता चला (>2.5-तह) PGE2 के उनके बेसल रिहाई की वृद्धि के रूप में जल्दी के रूप में 30 मिनट succinate के बाद. यह succinate प्रेरित प्रभाव अपरिवर्तनीय पीटीजीएस 2 अवरोधक SC-58,125 के साथ पूर्व इलाज के द्वारा समाप्त कर दिया गया (चित्रा 4C). माउस iNSCs में के रूप में, hiNSCs के प्रदर्शन टिशू कल्चर मीडिया में PGE2 सांद्रता की एक उल्लेखनीय वृद्धि हासिल करने के लिए succinate, जबकि या तो SC-58,125 या 4 सी अपनी रिहाई रोका के साथ फिर से पूर्व उपचार (चित्रा 4D).

इन निष्कर्षों का की प्रासंगिकता का विस्तार करने के सह संस्कृतियों के लिए एनएससी और MφLPS के बीच, हम टिशू कल्चर मीडिया में PGE2 के स्तर का विश्लेषण किया. हमने पाया है कि MφLPS-एनएससी MφLPS की तुलना में PGE2 के उच्च स्तर संचित, जबकि एससी-58,125 काफी कम PGE2 स्तर के साथ सह-सुसंस्कृत एनएससी की पूर्व-उपचार (चित्रा 4E). SC-58,125 एनएससी की पूर्व-उपचार भी MφLPS में Il1b अभिव्यक्ति की एक उल्लेखनीय वृद्धि के साथ मिलकर किया गया था (चित्रा 4F) और ओसीआर की कमी के साथ एक समर्थक भड़काऊ फेनोटाइप का संकेत को महत्व देता है (चित्रा 4 जी). तथापि, हमने पाया है कि एनएससी पूर्व इलाज किया SC-58,125 के साथ बनाए रखा MφLPS पर कुछ अवशिष्ट विरोधी भड़काऊ प्रभाव Sucnr1 की तुलना - / - एनएससी (चित्रा 4F). इसके विपरीत, एनएससी में समारोह के Sucnr1 हानि पूरी तरह से MφLPS पर उनके विरोधी भड़काऊ प्रभाव को समाप्त कर दिया (आंकड़े 4F और 4 जी). हम यह भी पता चलता है कि मनाया PGE2 पर निर्भर एनएससी के विरोधी भड़काऊ क्षमता संरक्षित और मानव एनएससी के लिए प्रासंगिक है.

जैसे की, hiNSCs एक महत्वपूर्ण सह संस्कृतियों में MφLPS में Il1b अभिव्यक्ति की कमी प्रेरित (चित्रा 4H), ओसीआर मूल्यों की बहाली के साथ मिलकर किया गया था जो (चित्रा 4I) और टिशू कल्चर मीडिया में PGE2 स्तरों में वृद्धि हुई (चित्रा 4J). इन प्रभावों को पूरी तरह से चयनात्मक SUCNR1 अवरोध करनेवाला 4c साथ hiNSCs के पूर्व उपचार द्वारा दबा दिया गया (आंकड़े 4H-4J).

इस प्रकार, SUCNR1 माउस और मानव एनएससी में मार्ग संकेत के सक्रियण प्रकार पर विरोधी भड़काऊ प्रभाव के लिए अग्रणी PGE2 की रिहाई से चलाता है 1 MPs.

तथापि, निषेध प्रयोगों या तो पीटीजीएस 2 या SUCNR1 आशा करते हैं कि अतिरिक्त SUCNR1 पर निर्भर-PGE2 स्वतंत्र-तंत्र एनएससी के विरोधी भड़काऊ प्रभाव में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते की संभावना है लक्षित कर.

SUCNR1 उत्तेजना एनएससी द्वारा Succinate के आकलन ट्रिगर
succinate-प्रेरित एनएससी के जीन अभिव्यक्ति सरणियों कि पता चला, पीटीजीएस 2 के अलावा, NAct / Slc13a5 जंगली प्रकार में सबसे upregulated जीन के बीच में था (WT) एनएससी (log2 गुना परिवर्तन = 0.49), लेकिन नहीं Sucnr1 में - / - एनएससी (log2 गुना परिवर्तन = -0.12). SLC13A5 एक dicarboxylate सह ट्रांसपोर्टर succinate परिवहन में शामिल होने के लिए जाना जाता है (Srisawang एट अल।, 2007). यह देखते हुए succinate की लगातार कमी iNSC की सीएसएफ में दोनों विवो में पाया- या एनएससी प्रत्यारोपित EAE चूहों और MφLPS के साथ सह-संस्कृतियों में इन विट्रो में, हम धारणा है कि iNSCs / एनएससी succinate साफ़-सफाई की को SLC13A5 को सक्रिय कर.

हमने पाया है कि SLC13A5 की अभिव्यक्ति, साथ ही उच्च आत्मीयता dicarboxylate सह ट्रांसपोर्टर SLC13A3 के रूप में, काफी iNSCs और एनएससी में वृद्धि हुई थी, लेकिन नहीं Sucnr1 में - / - एनएससी, succinate उत्तेजना पर (चित्रा 5 ए). उसी प्रकार, succinate से अवगत कराया hiNSCs इन विट्रो में इन दोनों SLC13 सह ट्रांसपोर्टरों की प्रोटीन अभिव्यक्ति के स्तर upregulated (चित्रा 5 ब).

हम अगले iNSCs और एनएससी में succinate तेज मापने के द्वारा इन सह ट्रांसपोर्टरों की भूमिका की जांच की. हमने पाया है कि दोनों iNSCs और एनएससी काफी संचित [14सी]-succinate (चित्रा 5C) जबकि बाह्य की मात्रा को कम [14सी]-टिशू कल्चर मीडिया में succinate (चित्रा 5D). Sucnr1 - / - एनएससी न संचित [14सी]-intracellularly succinate और न ही वे इसे extracellularly व्यय करना था (आंकड़े 5C और 5D). सुहावना होते हुए, Sucnr1 - / - एनएससी, हम MφLPS में Il1b अभिव्यक्ति पर कोई प्रभाव से पता चला है जो (चित्रा 4F), MφLPS के साथ सह-संस्कृतियों में बाह्य succinate स्तर को कम करने में विफल रहा (चित्रा 5E). प्रकार के फेनोटाइप modulating में succinate कमी के महत्व के और सबूत के रूप में 1 पूर्व-शोथ सांसदों, हम सक्रिय पुनः संयोजक के साथ कि इलाज दिखाने (आर)SDH जटिल सबयूनिट एक काफी MφLPS में Il1b की अभिव्यक्ति को कम करने में सक्षम है (चित्रा S5).

इस प्रकार, एनएससी में SUCNR1 संकेतन immunometabolite succinate की तेज संकेत देता है, जिससे प्रकार के ऑटोक्राइन और पैराक्राइन सक्रियण बनाए रखने उपलब्ध बाह्य पूल घट 1 MPs.

Sucnr1 घटाने के- समारोह एनएससी के ट्रांसप्लांटेशन विवो में जीर्ण neuroinflammation को कम करने के बिगड़ा क्षमता को दर्शाता है
succinate को इन विवो एनएससी ग्राफ्ट की प्रतिक्रिया में मध्यस्थता करने में succinate-SUCNR1 धुरी की भूमिका की पुष्टि करने के, पुरानी EAE साथ चूहों में एनएससी - / - हम Sucnr1 की आईसीवी प्रत्यारोपण के प्रभाव का आकलन किया.

पर 30 बहाली करने योग्य, Sucnr1 - / - एनएससी बच गया, वितरित, और EAE मस्तिष्क और कोई महत्वपूर्ण अंतर के साथ रीढ़ की हड्डी के भीतर एकीकृत एनएससी पर नियंत्रण की तुलना में (चित्रा S6). तथापि, / - - की Sucnr1 प्रत्यारोपण एनएससी बनाम पीबीएस का इलाज नियंत्रण EAE चूहों EAE व्यवहार घाटे का केवल एक मामूली वसूली प्रेरित (EAE स्कोर-Sucnr1 - / - एनएससी: 2.9 ± 0.2; पीबीएस: 3.6 ± 0.4), जो काफी कम स्पष्ट था (50% प्रभाव की) की तुलना में है कि EAE चूहों में मनाया नियंत्रण एनएससी के साथ प्रत्यारोपित (EAE स्कोर-एनएससी: 2.1 ± 0.3; चित्रा 6A).

पूर्व vivo सीएनएस भड़काऊ पैठ की रचना के प्रवाह-cytometry आधारित विश्लेषण से पता चला कि साथ EAE चूहों के प्रत्यारोपण Sucnr1 - / - एनएससी प्रकार के अनुपात में बदलाव करने में विफल रहा 1 भड़काऊ और विरोधी भड़काऊ सांसदों सहित CX3CR1 + microglia और CCR2 + monocyte व्युत्पन्न नियंत्रण एनएससी के प्रभाव के साथ मैक्रोफेज-इन विपरीत घुसपैठ (आंकड़े 6B और 6C). / - - एनएससी ग्राफ्ट पोस्टमार्टम ऊतक विकृति आगे Sucnr1 की कम ऊतक सुरक्षात्मक प्रभाव की पुष्टि की (आंकड़े 6D और 6E).

हम तो एनएससी प्रत्यारोपित और पीबीएस का इलाज नियंत्रण EAE चूहों से मिलान किया सीएसएफ और प्लाज्मा नमूनों में PGE2 के स्तर और succinate की जांच की. हमने पाया है कि दोनों Sucnr1 - / - एनएससी और नियंत्रण एनएससी सीएसएफ में PGE2 के स्तर का महत्वपूर्ण परिवर्तन के लिए प्रेरित करने में विफल रहा है. प्लाज्मा PGE2 काफी केवल EAE चूहों में वृद्धि हुई (स्वस्थ नियंत्रण बनाम), मनाया कोई इलाज प्रभाव से (चित्रा 6F). महत्वपूर्ण बात, जबकि नियंत्रण एनएससी के प्रत्यारोपण कम सीएसएफ succinate (कोर्ट: 5.524 × 107 a.u. ± 0.19; पीबीएस: 9.35 × 107 a.u. ± 0.14; एनएससी: 5.64 × 107 a.u. ± 0.44), Sucnr1 - / - एनएससी ग्राफ्ट कोई प्रभाव से पता चला (Sucnr1 - / - एनएससी: 10.40 × 107 a.u. ± 2.59; चित्रा 6G).

इन आंकड़ों विवो में एनएससी प्रत्यारोपण के विरोधी भड़काऊ और न्यूरोप्रोटेक्टिव प्रभाव के नियमन में एक कार्यात्मक SUCNR1 संकेतन मार्ग की आवश्यकता की पुष्टि करें और एनएससी की कार्रवाई का एक प्रमुख विरोधी भड़काऊ तंत्र के रूप में succinate सफाई के महत्व को रेखांकित करते हैं.

विचार-विमर्श
पुरानी neuroinflammatory की स्थिति के pathophysiology के मूल ड्राइवरों कि एमएस के प्रगतिशील रूपों में शामिल हैं लक्षित करने के लिए सेलुलर और आणविक दृष्टिकोण विकसित करने के लिए एक unmet की नैदानिक ​​जरूरत नहीं है (Volpe एट अल।, 2016). सिद्धांत में, स्टेम सेल एक चिकित्सीय क्षमता है कि छोटे अणुओं और बायोलॉजिक्स के कि से अलग है के अधिकारी और शास्त्रीय पुनर्योजी चिकित्सा के क्षेत्र से परे अब तक का विस्तार. भाग दवा और भाग उपकरण, स्टेम कोशिकाओं के रूप में जैविक रोग में सुधार करने वाले एजेंटों काम कर सकता था (उस DMA) इस संदर्भ विविध संकेत, शरीर पर विशिष्ट साइटों पर विस्थापित, निर्णय लेने के लिए आदानों एकीकृत, और एक विशिष्ट ऊतक सूक्ष्म पर्यावरण के संदर्भ में जटिल प्रतिक्रिया व्यवहार पर अमल (Fischbach एट अल।, 2013). इन सभी विशेषताओं कई रोग प्रक्रियाओं के इलाज के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, लगातार सांसद चालित सूजन और ऊतक अध: पतन कि प्रगतिशील एमएस में होते सहित.

यहाँ, हम सुलभ इस्तेमाल किया, ऑटोलॉगस, और स्थिरतापूर्वक विस्तार योग्य iNSCs (उनका एट अल।, 2012), के साथ-साथ दैहिक एनएससी, पुरानी neuroinflammation के एक माउस मॉडल में मस्तिष्क स्टेम कोशिका प्रत्यारोपण के प्रभाव की जांच के लिए, जो भड़काऊ झरना प्रगतिशील एमएस में मनाया नकल.

हमने पाया है कि EAE चूहों के सीएसएफ संचलन में iNSCs के प्रत्यारोपण दैहिक एनएससी के साथ प्रत्यारोपित पहले चूहों में मनाया उन के बराबर परिणामों को बढ़ावा देता है (Pluchino et al., 2003). प्रतिरोपित iNSCs या एनएससी महत्वपूर्ण नैदानिक ​​सुधार प्रेरित, साथ ही कम axonal और माइलिन क्षति के रूप में, पर बीबीबी पारगम्यता का कोई महत्वपूर्ण कमी के साथ 30 बहाली करने योग्य. आगे के अध्ययन में मदद मिलेगी यह स्पष्ट करें कि बीबीबी पारगम्यता या सीएनएस को भड़काऊ monocytes की भर्ती के परिवर्तन तुरंत iNSCs / एनएससी के प्रत्यारोपण निम्न स्थिति. क्या इस तरह के एक प्रभाव भड़काऊ कोशिकाओं द्वारा सीएनएस घुसपैठ की उच्च व्यापकता के साथ रोगों का मुख्य नैदानिक ​​परिणामों बदलने की संभावना है, इस तरह के EAE / एमएस के रूप में, आशा के लिए कठिन है.

बजाय, हमने पाया है कि प्रत्यारोपण के हमारे प्रतिमान CD80 + प्रकार की कमी के साथ दोनों CX3CR1 + microglial कोशिकाओं और CCR2 + monocyte व्युत्पन्न घुसपैठ मैक्रोफेज की सक्रियता प्रोफ़ाइल में एक विशिष्ट स्विच के साथ जुड़े थे 1 भड़काऊ सांसदों और MRC1 + विरोधी भड़काऊ सांसदों के समानांतर वृद्धि. प्रतिरोपित iNSCs / एनएससी वितरित और EAE चूहों के CNS में बच गया, जबकि प्राथमिक रूप से अंतर्जात सांसदों के सान्निध्य में मस्तिष्कावरणीय परिवाहकीय क्षेत्रों के स्तर पर जमा. कुल मिलाकर, इन निष्कर्षों grafted स्टेम कोशिकाओं और सूजन सांसदों के बीच मायत युग्मन के कुछ अभी तक अज्ञात तंत्र की उपस्थिति अर्थ होगा. विवो में इस iNSC / एनएससी सांसद संचार केवल परिवाहकीय आलों में या भी मस्तिष्क कि रंजित जाल में शामिल की अन्य उभरते प्रतिरक्षा सेंसर की तरह संरचनाओं के स्तर पर होता है चाहे संबोधित किया जाना बना रहता है (जीई एट अल।, 2017).

हम तो पुरानी neuroinflammation दौरान सांसदों पर एनएससी के लाभदायक प्रभाव ड्राइविंग अंतर्निहित रोग प्रतिरोधक तंत्र की जांच की. मिलान किया सीएसएफ और प्लाज्मा नमूनों की अलक्षित छोटे अणु विश्लेषण EAE चूहों के सीएसएफ में गहरा चयापचय परिवर्तन का पता चला, जल्दी और रोग की देरी चरणों के बीच अंतर के साथ.

carnitine, leucine + isoleucine, citrulline, allantoin, ओर्निथिन, और यूरिक एसिड सब काफी रोग के चरम पर पीबीएस का इलाज नियंत्रण EAE चूहों में वृद्धि हुई थी. हमारा निष्कर्ष प्रकाशित कि leucine दिखा सबूत के साथ संगत कर रहे हैं, साथ ही यूरिक एसिड और इसके उप-उत्पाद के रूप में allantoin, एमएस के साथ विषयों की सीएसएफ के सारे बढ़ रहे हैं (Amorini एट अल।, 2009, हूपर एट अल।, 1998, मोनाको एट अल।, 1979). जबकि वृद्धि हुई सीएसएफ carnitine एमएस में रिपोर्ट नहीं किया गया है, महत्वपूर्ण बढ़ जाती है सीएनएस के गैर एमएस इन्फ्लेमेट्री परिस्थितियों में वर्णित किया गया है, इस तरह के रूप में इन्सेफेलाइटिस (Wikoff एट अल।, 2008) और दिमागी बुखार (Shinawi एट अल।, 1998).

उल्टे, केवल succinate एक देरी से पता चला (अर्थात, 45 डीपीआई) पीबीएस का इलाज नियंत्रण EAE चूहों के सीएसएफ में वृद्धि. Succinate चयापचय संकट और भड़काऊ गतिविधि के विवो बायोमार्कर में एक मूल्यवान होता जा रहा है (लितिल्वूद-इवांस एट अल।, 2016, मिल्स और ओ'नील, 2014). महत्वपूर्ण बात, हमने पाया है कि succinate काफी iNSC- / एनएससी प्रत्यारोपित चूहों के सीएसएफ में कमी आई किया गया था. iNSC या एनएससी प्रत्यारोपण निम्नलिखित सीएसएफ succinate की कमी ब्याज की थी और पुरानी neuroinflammation के साथ हस्तक्षेप में एक प्रमुख भूमिका हो सकता है.

प्रकार से जारी succinate 1 भड़काऊ सांसदों एक महत्वपूर्ण भड़काऊ संकेत है कि अपनी विशिष्ट जी प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर SUCNR1 साथ सूचना का आदान है. SUCNR1 कई शारीरिक और रोग की स्थिति में चयापचय तनाव का एक प्रारंभिक डिटेक्टर के रूप में कार्य करता है, रेनिन प्रेरित उच्च रक्तचाप सहित, ischemia / reperfusion चोट, सूजन, प्लेटलेट जमा होना, और रेटिना एंजियोजिनेसिस (कास्त्रो फ़ोनसेका एट अल।, 2016, Gilissen एट अल।, 2016). विशेष रूप से, हमने पाया है कि SUCNR1 की अभिव्यक्ति विवो में प्रतिरोपित एनएससी के उपचारात्मक प्रभाव के लिए आवश्यक है.

कृंतक और मानव iNSCs पर succinate की मध्यस्थता SUCNR1 की सक्रियता और एनएससी कैल्शियम संकेतन और माइटोजन सक्रिय प्रोटीन kinase सक्रिय हो जाता है (MAPK) इन विट्रो में फास्फारिलीकरण, इस प्रकार एनएससी में एक ठोस विरोधी भड़काऊ phenotype के अधिग्रहण eliciting. एक हाथ में, SUCNR1 PGE2 के स्राव को सक्रिय, एक अच्छी तरह से स्थापित pleiotropic प्रतिरक्षा न्यूनाधिक, जिसका कार्य सूजन सूक्ष्म पर्यावरण के भीतर कई प्रकार की कोशिकाओं को लक्षित करता है, सांसदों सहित (कोटा एट अल।, 2017, Vasandan एट अल।, 2016). दूसरी ओर, succinate-SUCNR1 iNSCs और एनएससी में संकेत सह ट्रांसपोर्टरों की SLC13 परिवार के दो सदस्यों की अपरेगुलेशन करने के लिए नेतृत्व (अर्थात, SLC13A3 और SLC13A5) और बाह्य succinate की तेज.

विवो में, हम एनएससी द्वारा बाह्य स्थानीय succinate के प्रभावी सफाई सीएसएफ संचलन के माध्यम से EAE चूहों में इंजेक्शन का प्रदर्शन, जो प्रमुख है, PGE2 के स्राव की तुलना. प्रतिरोपित एनएससी में SUCNR1 पर निर्भर संकेत के नुकसान उनके विरोधी भड़काऊ और न्यूरोप्रोटेक्टिव प्रभाव में काफी कमी करने के लिए नेतृत्व, जबकि Sucnr1 - / - एनएससी ग्राफ्ट अस्तित्व का कोई अंतर नहीं दिखाया, वितरण, और नियंत्रण एनएससी बनाम भेदभाव.

हम तो परिकल्पना कि बाह्य succinate प्रकार द्वारा स्रावित 1 भड़काऊ सांसदों शुरू की एक सफाई व्यवहार है कि एनएससी प्रत्यारोपित वृद्धि हुई सब्सट्रेट उपलब्धता के जवाब में समायोजित (Srisawang एट अल।, 2007). इस उपन्यास मायत चयापचय युग्मन उपलब्ध साहित्य दिखाने के साथ अच्छी तरह से फिट बैठता है कि, विशिष्ट microenvironments के भीतर, कोशिकाओं उपलब्ध पोषक तत्वों के लिए प्रतिस्पर्धा, एक-दूसरे के समारोह और भाग्य को प्रभावित करने वाले (पियर्स और पीयर्स, 2013).

हम SUCNR1-व्यक्त iNSCs और एनएससी द्वारा कि succinate कमी की आशा भड़काऊ संदर्भों में एक महत्वपूर्ण चयापचय संकेत की उपलब्धता को कम करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है जहां प्रत्यारोपित स्टेम सेल और मेजबानी प्रतिरक्षा कोशिकाओं के बीच संपर्क के पूरक बन (Pluchino and Cossetti, 2013). आम तौर पर, प्राप्त जानकारी उत्तेजक साथ कतार में हैं, अभी तक अभी भी उभरते, कई पूरक प्रतिरक्षा modulatory और ऊतक पौष्टिकता संबंधी प्रभाव डालने में सक्षम मस्तिष्क के पैतृक संरक्षक के रूप में एनएससी की अवधारणा (मार्टिनो और Pluchino, 2007).

अतिरिक्त अध्ययन आगे न्यूरो प्रतिरक्षा बातचीत में succinate-SUCNR1 अक्ष के समारोह चिह्नित करने के लिए की जरूरत है, तंत्रिका स्टेम / पूर्वपुस्र्ष कोशिकाओं के लिए सेलुलर चयापचय की महत्वपूर्ण भूमिका के बारे में अतिरिक्त अंतर्दृष्टि प्रदान (Knobloch और Jessberger, 2017), और पूरक औषधीय लंबे समय से सूजन मस्तिष्क में इस मार्ग को लक्षित हस्तक्षेप का विकास.

निष्कर्ष के तौर पर, हम यहाँ पता चलता है कि एनएससी बाह्य succinate कि लंबे समय से सूजन सीएनएस में जम जाता है succinate-SUCNR1 पर निर्भर तंत्र के माध्यम से neuroinflammation कम करने के लिए भावना. हमारा काम एक उपन्यास विरोधी भड़काऊ तंत्र कि दैहिक के पुनर्योजी क्षमता और सीधे प्रेरित एनएससी को मज़बूती प्रदान की पहचान करता है, इस प्रकार पुरानी भड़काऊ और अपक्षयी मस्तिष्क संबंधी बीमारियों के लिए व्यक्तिगत स्टेम सेल दवाओं के एक नए युग का मार्ग प्रशस्त.


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