社会的孤立ストレスによる神経炎症における非常に小さな胚性幹細胞の役割の可能性。新しいパラダイムの導入

The Potential Role of Very Small Embryonic-Like Stem Cells in the Neuroinflammation Induced by Social Isolation Stress: Introduction of a New Paradigm.

• Arvin Haj-Mirzaian
• Ayda Khosravi
• Arya Haj-Mirzaian
• Alireza Rahbar
• Kiana Ramezanzadeh
• Rajan Nikbakhsh
• Fardad Pirri
• Bhenam Talari
• Maria Ghesmati
• Rambod Nikbakhsh
• Ahmad Reza Dehpour

抄録

社会的接触の欠如は精神医学的特徴を誘発し、げっ歯類の様々な行動や神経化学的異常を引き起こす可能性がある。社会的孤立ストレス(SIS)は、動物における抑うつ・不安様行動の有効なパラダイムである。これまでに、精神疾患が非常に小さな胚様幹細胞（VSEL）の末梢血集団に影響を与える可能性があることが実証されています。本研究の目的は、マウスの神経炎症を介してSISによって誘発される行動障害におけるVSELの役割を評価することである。行動実験は、雄性NMRIマウスを用いて、強制水泳試験（FST）、オープンフィールド試験（OFT）、スプラッシュ試験を用いて評価した。また、フローサイトメトリーとELISA法を用いて、VSELs、亜硝酸値、炎症性サイトカインの集団を評価するために、血漿、骨髄、海馬を採取した。その結果、SISはマウスに抑うつ行動や不安行動を誘発することが明らかになった。フローサイトメトリーから得られたデータは、社会的に隔離された動物において、骨髄、末梢血、海馬においてVSELが有意に増加していることを示した。また、社会的に隔離された動物では、TNF-α、IL-1β、IL-6が海馬および血漿中で有意に増加していた。相関解析の結果、VSELs数が多いマウスは行動課題において良好な結果を示し、炎症性サイトカインや亜硝酸塩濃度が低いことが示唆された。以上のことから、VSELsは診断精度を向上させるだけでなく、予後を予測するための生物学的マーカーとして利用できる可能性があると考えられる。また、VSELs数の増加は、神経炎症を減少させ、その後、SISによって誘発される行動障害を改善する可能性がある。

Lack of social contacts could induce psychiatric features and lead to various behavioral and neurochemical abnormalities in rodents. Social isolation stress (SIS) is a valid paradigm of depressive- and anxiety-like behaviors in animals. It has demonstrated that psychiatric disorder could affect the peripheral blood population of very small embryonic-like stem cells (VSELs). The aim of the current study is to evaluate the role of VSELs in behavioral impairments induced by SIS through neuroinflammation in mice. Behavioral experiments were evaluated by using forced swimming test (FST), open field test (OFT), and splash test in male NMRI mice. In addition, plasma and bone marrow samples, as well as hippocampus, were collected to evaluate the population of VSELs, nitrite level, and inflammatory cytokines by using flow cytometry and ELISA. Behavioral tasks showed that SIS could induce depressive- and anxiety-like behaviors in mice. Data obtained from flow cytometry showed that VSELs significantly increased in socially isolated animals in bone marrow, peripheral blood, and hippocampus. Also, TNF-α, IL-1β, and IL-6 significantly increased in hippocampal and plasma samples in socially isolated animals. Correlation analysis indicated that mice with higher VSELs counts have better results in behavioral tasks, and lower pro-inflammatory cytokines as well as nitrite level in mice. In conclusion, VSELs could be used as a biological marker to enhance diagnostic accuracy as well as predicting the prognosis. Also, increment in the VSELs counts might decrease the neuro-inflammation and subsequently improve the behavioral impairments induced by SIS.

Copyright © 2020. Published by Elsevier Inc.