Multiple sclerosis (MS) is an autoimmune inflammatory disease of the central nervous system (CNS). MS affects millions of people and causes a great economic and societal burden. There is no cure for MS. We used a novel approach to investigate the therapeutic potential of neural stem cells (NSCs) derived from human primitive mesenchymal stem cells (MSCs) in an experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) mouse model of MS. MSCs were differentiated into NSCs, labeled with PKH26, and injected into the tail vein of EAE mice. Neurobehavioral changes in the mice assessed the effect of transplanted cells on the disease process. The animals were sacrificed two weeks following cell transplantation to collect blood, lymphatic, and CNS tissues for analysis. Transplanted cells were tracked in various tissues by flow cytometry. Immune infiltrates were determined and characterized by H&E and immunohistochemical staining, respectively. Levels of immune regulatory cells, Treg and Th17, were analyzed by flow cytometry. Myelination was determined by Luxol fast blue staining and immunostaining. In vivo fate of transplanted cells and expression of inflammation, astrogliosis, myelination, neural, neuroprotection, and neurogenesis markers were investigated by using immunohistochemical and qRT-PCR analysis. MSC-derived NSCs expressed specific neural markers, NESTIN, TUJ1, VIMENTIN, and PAX6. NSCs improved EAE symptoms more than MSCs when transplanted in EAE mice. Post-transplantation analyses also showed homing of MSCs and NSCs into the CNS with concomitant induction of an anti-inflammatory response, resulting in reducing immune infiltrates. NSCs also modulated Treg and Th17 cell levels in EAE mice comparable to healthy controls. Luxol fast blue staining showed significant improvement in myelination in treated mice. Further analysis showed that NSCs upregulated genes involved in myelination and neuroprotection but downregulated inflammatory and astrogliosis genes more significantly than MSCs. Importantly, NSCs differentiated into neural derivatives and promoted neurogenesis, possibly by modulating BDNF and FGF signaling pathways. NSC transplantation reversed the disease process by inducing an anti-inflammatory response and promoting myelination, neuroprotection, and neurogenesis in EAE disease animals. These promising results provide a basis for clinical studies to treat MS using NSCs derived from primitive MSCs.

中文翻译：

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源自原始间充质干细胞的神经干细胞在多发性硬化症实验性自身免疫性脑脊髓炎小鼠模型中逆转疾病症状并促进神经发生

多发性硬化症 (MS) 是一种中枢神经系统 (CNS) 的自身免疫性炎症性疾病。MS 影响数百万人，并造成巨大的经济和社会负担。MS 无法治愈。我们使用一种新方法来研究源自人类原始间充质干细胞 (MSCs) 的神经干细胞 (NSCs) 在实验性自身免疫性脑脊髓炎 (EAE) 小鼠 MS 模型中的治疗潜力。MSCs分化为NSCs，用PKH26标记，并注射到EAE小鼠的尾静脉中。小鼠的神经行为变化评估了移植细胞对疾病过程的影响。在细胞移植后两周处死动物以收集血液、淋巴和CNS组织用于分析。通过流式细胞术在各种组织中跟踪移植的细胞。分别通过 H&E 和免疫组织化学染色确定和表征免疫浸润。通过流式细胞术分析免疫调节细胞、Treg 和 Th17 的水平。通过Luxol fast blue染色和免疫染色确定髓鞘形成。通过使用免疫组织化学和 qRT-PCR 分析，研究了移植细胞的体内命运和炎症、星形胶质细胞增生、髓鞘形成、神经、神经保护和神经发生标志物的表达。MSC 衍生的 NSC 表达特定的神经标志物 NESTIN、TUJ1、VIMENTIN 和 PAX6。当移植到 EAE 小鼠中时，NSCs 比 MSCs 更能改善 EAE 症状。移植后分析还显示，MSCs 和 NSCs 归巢到 CNS 中，同时诱导抗炎反应，从而减少免疫浸润。NSC 还调节 EAE 小鼠中的 Treg 和 Th17 细胞水平，与健康对照组相当。Luxol 坚牢蓝染色显示治疗小鼠的髓鞘形成显着改善。进一步分析表明，NSCs 上调参与髓鞘形成和神经保护的基因，但下调炎症和星形胶质细胞增生基因比 MSCs 更显着。重要的是，NSCs 分化为神经衍生物并促进神经发生，可能是通过调节 BDNF 和 FGF 信号通路。NSC 移植通过在 EAE 疾病动物中诱导抗炎反应和促进髓鞘形成、神经保护和神经发生来逆转疾病过程。这些有希望的结果为使用源自原始 MSC 的 NSC 治疗 MS 的临床研究提供了基础。Luxol 坚牢蓝染色显示治疗小鼠的髓鞘形成显着改善。进一步分析表明，NSCs 上调参与髓鞘形成和神经保护的基因，但下调炎症和星形胶质细胞增生基因比 MSCs 更显着。重要的是，NSCs 分化为神经衍生物并促进神经发生，可能是通过调节 BDNF 和 FGF 信号通路。NSC 移植通过在 EAE 疾病动物中诱导抗炎反应和促进髓鞘形成、神经保护和神经发生来逆转疾病过程。这些有希望的结果为使用源自原始 MSC 的 NSC 治疗 MS 的临床研究提供了基础。Luxol 坚牢蓝染色显示治疗小鼠的髓鞘形成显着改善。进一步分析表明，NSCs 上调参与髓鞘形成和神经保护的基因，但下调炎症和星形胶质细胞增生基因比 MSCs 更显着。重要的是，NSCs 分化为神经衍生物并促进神经发生，可能是通过调节 BDNF 和 FGF 信号通路。NSC 移植通过在 EAE 疾病动物中诱导抗炎反应和促进髓鞘形成、神经保护和神经发生来逆转疾病过程。这些有希望的结果为使用源自原始 MSC 的 NSC 治疗 MS 的临床研究提供了基础。进一步分析表明，NSCs 上调参与髓鞘形成和神经保护的基因，但下调炎症和星形胶质细胞增生基因比 MSCs 更显着。重要的是，NSCs 分化为神经衍生物并促进神经发生，可能是通过调节 BDNF 和 FGF 信号通路。NSC 移植通过在 EAE 疾病动物中诱导抗炎反应和促进髓鞘形成、神经保护和神经发生来逆转疾病过程。这些有希望的结果为使用源自原始 MSC 的 NSC 治疗 MS 的临床研究提供了基础。进一步分析表明，NSCs 上调参与髓鞘形成和神经保护的基因，但下调炎症和星形胶质细胞增生基因比 MSCs 更显着。重要的是，NSCs 分化为神经衍生物并促进神经发生，可能是通过调节 BDNF 和 FGF 信号通路。NSC 移植通过在 EAE 疾病动物中诱导抗炎反应和促进髓鞘形成、神经保护和神经发生来逆转疾病过程。这些有希望的结果为使用源自原始 MSC 的 NSC 治疗 MS 的临床研究提供了基础。NSC 移植通过在 EAE 疾病动物中诱导抗炎反应和促进髓鞘形成、神经保护和神经发生来逆转疾病过程。这些有希望的结果为使用源自原始 MSC 的 NSC 治疗 MS 的临床研究提供了基础。NSC 移植通过在 EAE 疾病动物中诱导抗炎反应和促进髓鞘形成、神经保护和神经发生来逆转疾病过程。这些有希望的结果为使用源自原始 MSC 的 NSC 治疗 MS 的临床研究提供了基础。