Therapeutic hair follicle-derived neurospheres

治疗性毛囊源性神经球

基本信息

  • 批准号:
    6934274
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 14.98万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2005-04-15 至 2006-04-14
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): The ready availability of pluripotent adult stem cells would have many important therapeutic applications. Our recent results suggest that the hair follicle is a promising source for such stem cells. Our recent discovery that the neural stem cell marker, nestin is expressed in hair-follicle stem cells (Li, L., et al. Nestin expression in hair follicle sheath progenitor cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100, 9658-9662, 2003) suggested that hair-follicle stem cells and neural stem cells have common features. Recently, we have demonstrated that the hair follicle gives rise to blood vessels in vivo with the blood vessels apparently originating from the hair-follicle stem cells (Amoh, Y., et al. Nascent blood vessels in the skin arise from nestin-expressing hair follicle cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, in press). In preliminary experiments, we have demonstrated in vitro that hair-follicle stem cells can be induced to form neurospheres, which in turn form neurons (Amoh, Y., Li, L., and Hoffman, R.M., unpublished results). These results suggest pluripotent hair follicle adult stem cells could have important therapeutic applications, in particular for neurological diseases. This application utilizes transgenic mice with green fluorescent protein (GFP) under the control of the nestin regulatory sequences as the source of labeled hair follicle cells. In the nestin-GFP transgenic mice, nestin-expressing hair-follicle stem cells are located in the permanent upper hair follicle right below the sebaceous glands and above the errector pili muscle in the follicle bulge area. This group of nestin-expressing cells in the bulge area of the follicle can be activated by anagen induction and form the new hair follicles as well as a blood-vessel network. Immunohistochemical staining revealed that the nestin-GFP-expressing cells in the hair follicle bulge co-express nestin, GFP, and keratin-15 one of the markers of hair-follicle stem cells. The blood vessels formed from the follicle co-express CD-31 an endothelial cell marker as well as GFP. We have shown that the isolated hair-follicle nestin-expressing cells can form neurospheres in vitro that can be switched to form either neurons or blood vessels. The specific aims of this application are as follows: (1) Optimization of isolation of nestin-GFP-expressing hair-follicle stem cells for neurosphere conversion; (2) Determination of the optimal conditions of hairfollicle- stem-cell-derived neurospheres to form neurons. In Phase II, we will use optimized hair follicle derived neorospheres developed in Phase I to determine their therapeutic efficiency to produce neurons, blood vessels, and hair follicles in vivo. Human hair-follicle stem cells will also be developed for therapeutic potential in Phase II.
描述(由申请人提供):多能成体干细胞的现成可用性将具有许多重要的治疗应用。我们最近的研究结果表明,毛囊是这种干细胞的一个有前途的来源。我们最近发现神经干细胞标记物巢蛋白在毛囊干细胞中表达(Li,L.,等. Nestin expression in hair follicle sheath progenitor cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100,9658-9662,2003)提出毛囊干细胞和神经干细胞具有共同的特征。最近,我们已经证明毛囊在体内产生血管,其中血管显然源自毛囊干细胞(Amoh,Y.,皮肤中的新生血管来自表达巢蛋白的毛囊细胞。Proc. Natl. Acad. Sci. USA,in press).在初步实验中,我们已经在体外证明毛囊干细胞可以被诱导形成神经球,神经球又形成神经元(Amoh,Y.,Li,L.,和霍夫曼,R.M.,未公布的结果)。这些结果表明,多能毛囊成体干细胞可能具有重要的治疗应用,特别是神经系统疾病。该应用利用具有在巢蛋白调节序列控制下的绿色荧光蛋白(GFP)的转基因小鼠作为标记的毛囊细胞的来源。在nestin-GFP转基因小鼠中,表达nestin的毛囊干细胞位于毛囊隆起区域中皮脂腺正下方和竖皮利肌上方的永久性上毛囊中。毛囊隆突区的这组表达巢蛋白的细胞可以通过生长期诱导而被激活,并形成新的毛囊以及血管网络。免疫组化染色显示,毛囊隆突部的表达nestin-GFP的细胞共表达nestin、GFP和毛囊干细胞的标志物之一的角蛋白-15。由卵泡形成的血管共表达CD-31(一种内皮细胞标记物)以及GFP。我们已经证明,分离的毛囊nestin表达细胞可以在体外形成神经球,可以转换为形成神经元或血管。本申请的具体目的如下:(1)优化用于神经球转化的表达nestin-GFP的毛囊干细胞的分离;(2)确定毛囊干细胞衍生的神经球形成神经元的最佳条件。在第二阶段,我们将使用在第一阶段开发的优化的毛囊衍生的neorosphere来确定它们在体内产生神经元、血管和毛囊的治疗效率。人类毛囊干细胞也将在第二阶段开发治疗潜力。

项目成果

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