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Proinflammatory S100A9 Regulates Differentiation and Aggregation of Neural Stem Cells
ACS Chemical Neuroscience ( IF 4.1 ) Pub Date : 2020-10-20 , DOI: 10.1021/acschemneuro.0c00365 Yin Tian 1 , Rui Cao 1 , Bingchen Che 1 , Dan Sun 1 , Yong Tang 1 , Lin Jiang 1 , Qiao Bai 1 , Yonggang Liu 1 , Ludmilla A Morozova-Roche 2 , Ce Zhang 1, 3
ACS Chemical Neuroscience ( IF 4.1 ) Pub Date : 2020-10-20 , DOI: 10.1021/acschemneuro.0c00365 Yin Tian 1 , Rui Cao 1 , Bingchen Che 1 , Dan Sun 1 , Yong Tang 1 , Lin Jiang 1 , Qiao Bai 1 , Yonggang Liu 1 , Ludmilla A Morozova-Roche 2 , Ce Zhang 1, 3
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Inflammation is the primary pathological feature of neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s disease (AD) and Parkinson’s disease. Proinflammatory molecules (e.g., S100A9) play important roles during the progression of the diseases by regulating behavior and fate of multiple cell types in the nervous system. Our earlier studies reveal that S100A9 is toxic to neurons, and its interaction with Aβ peptides leads to the formation of large nontoxic amyloidogenic aggregates, suggesting a protective role of coaggregation with Aβ amyloids. We herein demonstrate that S100A9 interacts with neural stem cells (NSCs) and causes NSC differentiation. In the brain of transgenic AD mouse models, we found large quantities of proinflammatory S100A9, which colocalizes with the differentiated NSCs. NSC sphere formation, which is a representative character of NSC stemness, is also substantially inhibited by S100A9. These results suggest that S100A9 is a representative marker for the inflammatory conditions in AD, and it promotes NSC differentiation. Intriguingly, in contrast to the death of both stem and differentiated NSCs caused by high S100A9 doses, S100A9 at a moderate concentration is toxic only to the early differentiated NSCs but not the stem cells. We therefore postulate that, at the early stage of AD, the expression of S100A9 leads to NSC differentiation, which remedies the neuron damage. The application of drugs, which help maintain NSC stemness (e.g., the platelet-derived growth factor, PDGF), may help overcome the acute inflammatory conditions and improve the efficacy of NSC transplantation therapy.
中文翻译：
促炎 S100A9 调节神经干细胞的分化和聚集
炎症是阿尔茨海默病 (AD) 和帕金森病等神经退行性疾病的主要病理特征。促炎分子（例如，S100A9）通过调节神经系统中多种细胞类型的行为和命运，在疾病进展过程中发挥重要作用。我们早期的研究表明，S100A9 对神经元有毒，它与 Aβ 肽的相互作用导致形成大的无毒淀粉样蛋白聚集体，表明与 Aβ 淀粉样蛋白的共聚集具有保护作用。我们在此证明 S100A9 与神经干细胞 (NSC) 相互作用并导致 NSC 分化。在转基因 AD 小鼠模型的大脑中，我们发现了大量的促炎 S100A9，它与分化的 NSC 共定位。NSC球体形成，作为 NSC 干性的代表特征，它也被 S100A9 显着抑制。这些结果表明，S100A9 是 AD 炎症状态的代表性标志物，它促进 NSC 分化。有趣的是，与高剂量 S100A9 引起的干细胞和分化 NSCs 的死亡相比，中等浓度的 S100A9 仅对早期分化的 NSCs 有毒，而对干细胞无毒。因此，我们假设，在 AD 的早期阶段，S100A9 的表达导致 NSC 分化，从而修复神经元损伤。应用有助于维持 NSC 干性的药物（例如，血小板衍生生长因子，PDGF）可能有助于克服急性炎症状况并提高 NSC 移植治疗的疗效。这些结果表明，S100A9 是 AD 炎症状态的代表性标志物，它促进 NSC 分化。有趣的是，与高剂量 S100A9 引起的干细胞和分化 NSCs 的死亡相比，中等浓度的 S100A9 仅对早期分化的 NSCs 有毒，而对干细胞无毒。因此，我们假设，在 AD 的早期阶段，S100A9 的表达导致 NSC 分化，从而修复神经元损伤。应用有助于维持 NSC 干性的药物（例如，血小板衍生生长因子，PDGF）可能有助于克服急性炎症状况并提高 NSC 移植治疗的疗效。这些结果表明，S100A9 是 AD 炎症状态的代表性标志物，它促进 NSC 分化。有趣的是，与高剂量 S100A9 引起的干细胞和分化 NSCs 的死亡相比，中等浓度的 S100A9 仅对早期分化的 NSCs 有毒，而对干细胞无毒。因此，我们假设，在 AD 的早期阶段，S100A9 的表达导致 NSC 分化，从而修复神经元损伤。应用有助于维持 NSC 干性的药物（例如，血小板衍生生长因子，PDGF）可能有助于克服急性炎症状况并提高 NSC 移植治疗的疗效。与高剂量 S100A9 引起的干细胞和分化的 NSC 死亡相比，中等浓度的 S100A9 仅对早期分化的 NSC 而不是干细胞有毒。因此，我们假设，在 AD 的早期阶段，S100A9 的表达导致 NSC 分化，从而修复神经元损伤。应用有助于维持 NSC 干性的药物（例如，血小板衍生生长因子，PDGF）可能有助于克服急性炎症状况并提高 NSC 移植治疗的疗效。与高剂量 S100A9 引起的干细胞和分化的 NSC 死亡相比，中等浓度的 S100A9 仅对早期分化的 NSC 而不是干细胞有毒。因此，我们假设，在 AD 的早期阶段，S100A9 的表达导致 NSC 分化，从而修复神经元损伤。应用有助于维持 NSC 干性的药物（例如，血小板衍生生长因子，PDGF）可能有助于克服急性炎症状况并提高 NSC 移植治疗的疗效。S100A9 的表达导致 NSC 分化，从而修复神经元损伤。应用有助于维持 NSC 干性的药物（例如，血小板衍生生长因子，PDGF）可能有助于克服急性炎症状况并提高 NSC 移植治疗的疗效。S100A9 的表达导致 NSC 分化，从而修复神经元损伤。应用有助于维持 NSC 干性的药物（例如，血小板衍生生长因子，PDGF）可能有助于克服急性炎症状况并提高 NSC 移植治疗的疗效。
更新日期：2020-11-04
中文翻译：
促炎 S100A9 调节神经干细胞的分化和聚集
炎症是阿尔茨海默病 (AD) 和帕金森病等神经退行性疾病的主要病理特征。促炎分子（例如，S100A9）通过调节神经系统中多种细胞类型的行为和命运，在疾病进展过程中发挥重要作用。我们早期的研究表明，S100A9 对神经元有毒，它与 Aβ 肽的相互作用导致形成大的无毒淀粉样蛋白聚集体，表明与 Aβ 淀粉样蛋白的共聚集具有保护作用。我们在此证明 S100A9 与神经干细胞 (NSC) 相互作用并导致 NSC 分化。在转基因 AD 小鼠模型的大脑中，我们发现了大量的促炎 S100A9，它与分化的 NSC 共定位。NSC球体形成，作为 NSC 干性的代表特征，它也被 S100A9 显着抑制。这些结果表明，S100A9 是 AD 炎症状态的代表性标志物，它促进 NSC 分化。有趣的是，与高剂量 S100A9 引起的干细胞和分化 NSCs 的死亡相比，中等浓度的 S100A9 仅对早期分化的 NSCs 有毒，而对干细胞无毒。因此，我们假设，在 AD 的早期阶段，S100A9 的表达导致 NSC 分化，从而修复神经元损伤。应用有助于维持 NSC 干性的药物（例如，血小板衍生生长因子，PDGF）可能有助于克服急性炎症状况并提高 NSC 移植治疗的疗效。这些结果表明，S100A9 是 AD 炎症状态的代表性标志物，它促进 NSC 分化。有趣的是，与高剂量 S100A9 引起的干细胞和分化 NSCs 的死亡相比，中等浓度的 S100A9 仅对早期分化的 NSCs 有毒，而对干细胞无毒。因此，我们假设，在 AD 的早期阶段，S100A9 的表达导致 NSC 分化，从而修复神经元损伤。应用有助于维持 NSC 干性的药物（例如，血小板衍生生长因子，PDGF）可能有助于克服急性炎症状况并提高 NSC 移植治疗的疗效。这些结果表明，S100A9 是 AD 炎症状态的代表性标志物，它促进 NSC 分化。有趣的是，与高剂量 S100A9 引起的干细胞和分化 NSCs 的死亡相比，中等浓度的 S100A9 仅对早期分化的 NSCs 有毒，而对干细胞无毒。因此，我们假设，在 AD 的早期阶段，S100A9 的表达导致 NSC 分化，从而修复神经元损伤。应用有助于维持 NSC 干性的药物（例如，血小板衍生生长因子，PDGF）可能有助于克服急性炎症状况并提高 NSC 移植治疗的疗效。与高剂量 S100A9 引起的干细胞和分化的 NSC 死亡相比，中等浓度的 S100A9 仅对早期分化的 NSC 而不是干细胞有毒。因此，我们假设，在 AD 的早期阶段，S100A9 的表达导致 NSC 分化，从而修复神经元损伤。应用有助于维持 NSC 干性的药物（例如，血小板衍生生长因子，PDGF）可能有助于克服急性炎症状况并提高 NSC 移植治疗的疗效。与高剂量 S100A9 引起的干细胞和分化的 NSC 死亡相比，中等浓度的 S100A9 仅对早期分化的 NSC 而不是干细胞有毒。因此，我们假设，在 AD 的早期阶段，S100A9 的表达导致 NSC 分化，从而修复神经元损伤。应用有助于维持 NSC 干性的药物（例如，血小板衍生生长因子，PDGF）可能有助于克服急性炎症状况并提高 NSC 移植治疗的疗效。S100A9 的表达导致 NSC 分化，从而修复神经元损伤。应用有助于维持 NSC 干性的药物（例如，血小板衍生生长因子，PDGF）可能有助于克服急性炎症状况并提高 NSC 移植治疗的疗效。S100A9 的表达导致 NSC 分化，从而修复神经元损伤。应用有助于维持 NSC 干性的药物（例如，血小板衍生生长因子，PDGF）可能有助于克服急性炎症状况并提高 NSC 移植治疗的疗效。
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