New neurons are continually generated in the subgranular zone of the dentate gyrus and in the subventricular zone of the lateral ventricles of the adult brain. These neurons proliferate, differentiate, and become integrated into neuronal circuits, but how they are involved in brain function remains unknown. A deficit of adult hippocampal neurogenesis leads to defective spatial learning and memory, and the hippocampi in neuropsychiatric diseases show altered neurogenic patterns. Adult hippocampal neurogenesis is not only affected by external stimuli but also regulated by internal growth factors including BDNF, VEGF and IGF-1. These factors are implicated in a broad spectrum of pathophysiological changes in the human brain. Elucidation of the roles of such neurotropic factors should provide insight into how adult hippocampal neurogenesis is related to psychiatric disease and synaptic plasticity.
Yoon, Seon-Jin;Park, Junseong;Jang, Dong-Su;Kim, Hyun Jung;Lee, Joo Ho;Jo, Euna;Choi, Ran Joo;Shim, Jin-Kyung;Moon, Ju Hyung;Kim, Eui-Hyun;Chang, Jong Hee;Lee, Jeong Ho;Kang, Seok-Gu
Journal of Korean Neurosurgical Society
/
v.63
no.1
/
pp.26-33
/
2020
Glioblastoma (GBM) is a disease without any definite cure. Numerous approaches have been tested in efforts to conquer this brain disease, but patients invariably experience recurrence or develop resistance to treatment. New surgical tools, carefully chosen samples, and experimental methods are enabling discoveries at single-cell resolution. The present article reviews the cell-of-origin of isocitrate dehydrogenase (IDH)-wildtype GBM, beginning with the historical background for focusing on cellular origin and introducing the cancer genesis patterned on firework. The authors also review mutations associated with the senescence process in cells of the subventricular zone (SVZ), and biological validation of somatic mutations in a mouse SVZ model. Understanding GBM would facilitate research on the origin of other cancers and may catalyze the development of new management approaches or treatments against IDH-wildtype GBM.
Mitochondria have multiple functions in cells: providing chemical energy, storing cellular $Ca^{2+}$, generating reactive oxygen species, and regulating apoptosis. Through these functions, mitochondria are also involved in the maintenance, proliferation, and differentiation of stem/progenitor cells. In the brain, the subventricular zone (SVZ) is one of the neurogenic regions that contains neural stem cells (NSCs) throughout a lifetime. However, reports on the role of mitochondria in SVZ NSCs are scarce. Here, we show that rotenone, a complex I inhibitor of mitochondria, inhibits the proliferation and differentiation of SVZ NSCs in different ways. In proliferating NSCs, rotenone decreases mitosis as measured through phosphorylated histone H3 detection; moreover, apoptosis is not induced by rotenone at 50 nM. In differentiating NSCs, rotenone blocks neurogenesis and oligodendrogenesis while glial fibrillary acidic protein-positive astrocytes are not affected. Interestingly, in this study there were more cells in the differentiating NSCs treated with rotenone for 4-6 days than in the vehicle control group which was a different effect from the reduced number of cells in the proliferating NSCs. We examined both apoptosis and mitosis and found that rotenone decreased apoptosis as detected by staining cleaved caspase-3 but did not affect mitosis. Our results suggest that functional mitochondria are necessary in both the proliferation and differentiation of SVZ NSCs. Furthermore, mitochondria might be involved in the mitosis and apoptosis that occur during those processes.
Hyun Ha Park;Byeong-Hyeon Kim;Seol Hwa Leem;Yong Ho Park;Hyang-Sook Hoe;Yunkwon Nam;Sujin Kim;Soo Jung Shin;Minho Moon
BMB Reports
/
v.56
no.9
/
pp.520-525
/
2023
Alzheimer's disease (AD) is a progressive neurodegenerative disease characterized by cognitive decline. Several recent studies demonstrated that impaired adult neurogenesis could contribute to AD-related cognitive impairment. Adult subventricular zone (SVZ) neurogenesis, which occurs in the lateral ventricles, plays a crucial role in structural plasticity and neural circuit maintenance. Alterations in adult SVZ neurogenesis are early events in AD, and impaired adult neurogenesis is influenced by the accumulation of intracellular Aβ. Although Aβ-overexpressing transgenic 5XFAD mice are an AD animal model well representative of Aβ-related pathologies in the brain, the characterization of altered adult SVZ neurogenesis following AD progression in 5XFAD mice has not been thoroughly examined. Therefore, we validated the characterization of adult SVZ neurogenesis changes with AD progression in 2-, 4-, 8-, and 11-monthold male 5XFAD mice. We first investigated the Aβ accumulation in the SVZ using the 4G8 antibody. We observed intracellular Aβ accumulation in the SVZ of 2-month-old 5XFAD mice. In addition, 5XFAD mice exhibited significantly increased Aβ deposition in the SVZ with age. Next, we performed a histological analysis to investigate changes in various phases of adult neurogenesis, such as quiescence, proliferation, and differentiation, in SVZ. Compared to age-matched wild-type (WT) mice, quiescent neural stem cells were reduced in 5XFAD mice from 2-11 months of age. Moreover, proliferative neural stem cells were decreased in 5XFAD mice from 2 to 8 months of age. Furthermore, differentiations of neuroblasts were diminished in 5XFAD mice from 2-11 months of age. Intriguingly, we found that adult SVZ neurogenesis was reduced with aging in healthy mice. Taken together, our results revealed that impairment of adult SVZ neurogenesis appears with aging or AD progression.
Park, Ki-Youb;Oh, Hyun-Chang;Lee, Ji-Yong;Kim, Man Su
Journal of Life Science
/
v.27
no.6
/
pp.623-631
/
2017
In the subventricular zone (SVZ) and the subgranular zone of the brain, neurogenesis occurs throughout one's lifespan. Neural stem cells (NSCs) in these regions divide to maintain their stem cell pools as well as differentiate into neurons and glial cells. To monitor cell division, a thymidine analogue such as 5-ethynyl-2'-deoxyuridine (EdU) has been used. In some cases, EdU was applied to label newly born neurons. Here, we report about the effects of EdU on the proliferation and differentiation of NSCs cultured from mouse SVZ. First, when NSCs were cultured in a proliferation medium containing EdU for 24 hr, they did not generate any neurons under the following differentiation conditions. When EdU was applied to the proliferating NSCs for 1 hr prior to differentiation, neurogenesis was still substantially reduced. Second, EdU decreased cell proliferation of NSCs in dose- and time-dependent manners. Finally, EdU inhibited differentiation into oligodendrocyte lineage, while the number of glial fibrillary acidic protein (GFAP)-positive astrocytes increased. To our knowledge, these findings are the first to show the effects of EdU on the differentiation of SVZ NSCs and suggest that cell division is necessary for differentiation into neurons and oligodendrocytes.
Subventricular zone (SVZ) in the brain contains neural stem cells (NSCs) which self-renew and differentiate to neurons and glial cells during postnatal period and throughout adulthood. Since fate decision to either proliferation or differentiation has to respond to intracellular and extracellular conditions, many intrinsic and extrinsic factors are involved. Among them, mitochondria have been reported to participate in fate decision of NSCs. In our previous report, we showed that long-term treatment of a mitochondrial inhibitor rotenone greatly inhibited neurogenesis. In this study, we examined the effects of short-term treatment of rotenone on SVZ NSCs. We found that (1) even one-day treatment of rotenone significantly reduced neurogenesis and earlier time points seemed to be more sensitive to rotenone, (2) a number of Mash1+ transit amplifying cells was decreased by one-day treatment of rotenone, (3) short-term treatment of rotenone eliminated most of the differentiated Tuj1+ neurons and Olig2+ oligodendrocytes, while glial fibrillary acidic protein (GFAP)+ astrocytes were not affected, and (4) sulfiredoxin 1 (Srxn1) gene expression was increased after one-day treatment of rotenone, indicating activation of nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2) pathway. All these results confirm that functional mitochondria are necessary during differentiation to neurons or oligodendrocytes as well as maintenance of neurons after differentiation. Also, these data suggest that temporary exposure to mitochondrial inhibitor such as rotenone might have long-term effects on neurogenic potential of NSCs.
Reactive oxygen species (ROS), at appropriate concentrations, mediate various normal cellular functions, including defense against pathogens, signal transduction, cellular growth, and gene expression. A recent study demonstrated that ROS and ROS-generating NADPH oxidase (Nox) are important in self-renewal and neuronal differentiation of subventricular zone (SVZ) neural stem cells in adult mouse brains. In this study, we found that endogenous ROS were detected in SVZ neural stem cells cultured from postnatal mouse brains. Nox4 was predominantly expressed in cultured cells, while the levels of the Nox1 and Nox2 transcripts were very low. In addition, the Nox4 gene was highly upregulated (by up to 10-fold) during neuronal differentiation. Immunocytochemical analysis detected the Nox4 protein mainly in neurons positive for the neuronal specific tubulin Tuj1. After differentiation, endogenous ROS were detected exclusively in neuron-like cells with processes. In addition, perturbation of the cellular redox state with N-acetyl cysteine, a ROS scavenger, during neuronal differentiation greatly inhibited neurogenesis. Lastly, knockdown of Nox4 using short hairpin RNA decreased neurogenesis. These findings suggest that Nox4 may be a major ROS-generating enzyme in postnatal SVZ neural stem cells, and Nox4-mediated ROS generation may be important in their neuronal differentiation.
Kim, Jong-Tae;Yoo, Do-Sung;Woo, Ji-Hyun;Huh, Pil-Woo;Cho, Kyung-Sock;Kim, Dal-Soo
Journal of Korean Neurosurgical Society
/
v.38
no.2
/
pp.121-125
/
2005
Objective : Many recent reports have shown that the mature mammalian brain harbors multipotent stem cells, rendering the brain capable of generating new neurons and glia throughout life. Harvested stem cells from an adult rat are transplanted in order to evaluate the cell survival and differentiation. Methods : Using a percoll gradient with a high speed centrifugation method, we isolate neural stem/progenitor cells were isolated from the subventricular zone[SVZ] of a syngeneic adult Fisher 344 rats brain. For 14days expansion, the cultured cells comprised of a heterogeneous population with the majority of cells expressing nestin and/or GFAP. After expanding the SVZ cells in the presence of basic fibroblast growth factor-2, and transplanting then into the hippocampus of normal rats, the survival and differentiation of those cells were examined. For transplantation, the cultured cells were labeled with BrdU two days prior to use. In order to test their survival, the cells were transplanted into the dorsal hippocampus of normal adult Fisher 344 rats. Results : The preliminary data showed that at 7days after transplantation, BrdU+ transplanted cells were observed around the injection deposition sites. Immuno-fluorescent microscopy revealed that the cells co-expressed BrdU+ and neuronal marker ${\beta}$-tubulin III. Conclusion : The data demonstrate that the in vitro expanded SVZ cells can survive in a heterotypic environment and develop a neuronal phenotype in the neurogenic region. However more research will be needed to examine the longer survival time points and quantifying the differentiation in the transplanted cells in an injured brain environment.
Glioblastoma (GBM) is the most common and aggressive form of human adult brain malignancy. The identification of the cell of origin harboring cancer-driver mutations is the fundamental issue for understanding the nature of GBM and developing the effective therapeutic target. It has been a long-term hypothesis that neural stem cells in the subventricular zone (SVZ) might be the origin-of-cells in human glioblastoma since they are known to have life-long proliferative activity and acquire somatic mutations. However, the cell of origin for GBM remains controversial due to lack of direct evidence thereof in human GBM. Our recent study using various sequencing techniques in triple matched samples such as tumor-free SVZ, tumor, and normal tissues from human patients identified the clonal relationship of driver mutations between GBM and tumor-free SVZ harboring neural stem cells (NSCs). Tumor-free SVZ tissue away from the tumor contained low-level GBM driver mutations (as low as 1% allelic frequency) that were found in the dominant clones in its matching tumors. Moreover, via single-cell sequencing and microdissection, it was discovered that astrocyte-like NSCs accumulating driver mutations evolved into GBM with clonal expansion. Furthermore, mutagenesis of cancer-driving genes of NSCs in mice leads to migration of mutant cells from SVZ to distant brain and development of high-grade glioma through the aberrant growth of oligodendrocyte precursor lineage. Altogether, the present study provides the first direct evidence that NSCs in human SVZ is the cell of origin that develops the driver mutations of GBM.
Neural stem cells are found in adult mammalian brain regions including the subgranular zone (SGZ) of the dentate gyrus (DG) and the subventricular zone (SVZ). In addition to these two regions, other neurogenic regions are often reported in many species. Recently, the subcallosal zone (SCZ) has been identified as a novel neurogenic region where new neuroblasts are spontaneously generated and then, by Bax-dependent apoptosis, eliminated. However, the development of SCZ in the postnatal brain is not yet fully explored. The present study investigated the precise location and amount of neuroblasts in the developing brain. To estimate the importance of programmed cell death (PCD) for SCZ histogenesis, SCZ development in the Bax-knockout (KO) mouse was examined. Interestingly, an accumulation of extra neurons with synaptic fibers in the SCZ of Bax-KO mice was observed. Indeed, Bax-KO mice exhibited enhanced startle response to loud acoustic stimuli and reduced anxiety level. Considering the prevention of PCD in the SCZ leads to sensory-motor gating dysfunction in the Bax-KO mice, active elimination of SCZ neuroblasts may promote optimal brain function.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.