哺乳類コンドロイチナーゼABCの分泌は、PNS/CNS境界でのグリア統合を助ける

Secretion of a mammalian chondroitinase ABC aids glial integration at PNS/CNS boundaries.

• Philippa M Warren
• Melissa R Andrews
• Marc Smith
• Katalin Bartus
• Elizabeth J Bradbury
• Joost Verhaagen
• James W Fawcett
• Jessica C F Kwok

抄録

シュワン細胞移植片は脊髄損傷後の軸索成長をサポートするが、移植された細胞と宿主アストロサイトの間に境界が形成される。軸索は、コンドロイチン硫酸プロテオグリカン（CSPG）を含む周囲の抑制性環境に起因して、大部分が移植片組織からの脱落を嫌う。我々は、哺乳類細胞（mChABC）から分泌されることが可能なレンチウイルスコンドロイチン酵素ABCを使用して、インビトロでシュワン細胞の挙動にCSPGの消化の影響を調べるために使用します。我々は、mChABCを導入したシュワン細胞が、大規模なCSPG消化を引き起こす酵素を強力に分泌し、抑制的なアグレッカンおよびアストロサイト基質上でのシュワン細胞の遊走と接着を促進することを示した。重要なことに、我々は、操作された酵素の分泌が、シュワン細胞とアストロサイトの境界での細胞の相互作用を助け、移植片と宿主の界面での神経突起の成長を可能にすることを示している。これらのデータは、生体内でもエコーされた。この研究は、細胞の運動性、成長、および移動に対する酵素の深い効果を実証している。これは、in vivoでの研究で示されたmChABCによって誘導された機能的および行動的回復のための細胞メカニズムを提供します。重要なことに、我々は、mChABC遺伝子治療が、市販のChABCの一回限りの適用と同等かそれ以上に効果的にこれらの効果を産生するというin vitroでの証拠を提供します。

Schwann cell grafts support axonal growth following spinal cord injury, but a boundary forms between the implanted cells and host astrocytes. Axons are reluctant to exit the graft tissue in large part due to the surrounding inhibitory environment containing chondroitin sulphate proteoglycans (CSPGs). We use a lentiviral chondroitinase ABC, capable of being secreted from mammalian cells (mChABC), to examine the repercussions of CSPG digestion upon Schwann cell behaviour in vitro. We show that mChABC transduced Schwann cells robustly secrete substantial quantities of the enzyme causing large-scale CSPG digestion, facilitating the migration and adhesion of Schwann cells on inhibitory aggrecan and astrocytic substrates. Importantly, we show that secretion of the engineered enzyme can aid the intermingling of cells at the Schwann cell-astrocyte boundary, enabling growth of neurites over the putative graft/host interface. These data were echoed in vivo. This study demonstrates the profound effect of the enzyme on cellular motility, growth and migration. This provides a cellular mechanism for mChABC induced functional and behavioural recovery shown in in vivo studies. Importantly, we provide in vitro evidence that mChABC gene therapy is equally or more effective at producing these effects as a one-time application of commercially available ChABC.