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Processing of Primary Brain Tumor Tissue for Stem Cell Assays and Flow Sorting

Brain tumors are typically comprised of morphologically diverse cells that express a variety of neural lineage markers. Only a relatively small fraction ...

The amyloid hypothesis has dominated the thinking in our attempts to understand, diagnose and develop drugs for Alzheimer's disease (AD). This article presents a new hypothesis that takes into account the numerous familial AD (FAD) mutations in the amyloid precursor protein (APP) and its processing pathways, but suggests a new perspective beyond toxicity of forms of the amyloid beta-peptide (Abeta). Clearly, amyloid deposits are an invariable feature of AD. Moreover, although APP is normally processed to secreted and membrane-bound fragments, sAPPbeta and CTFbeta, by BACE, and the latter is subsequently processed by gamma-secretase to Abeta and CTFgamma, this pathway mostly yields Abeta of 40 residues, and increases in the levels of the amyloidogenic 42-residue Abeta (Abeta42) are seen in the majority of the mutations linked to the disease. The resulting theory is that the disease is caused by amyloid toxicity, which impairs memory and triggers deposition of the microtubule associated protein, Tau, as neurofibrillary tangles. Nevertheless, a few exceptional FAD mutations and the presence of large amounts of amyloid deposits in a group of cognitively normal elderly patients suggest that the disease process is more complex. Indeed, it has been hard to demonstrate the toxicity of Abeta42 and the actual target has been shifted to small oligomers of the peptide, named Abeta derived diffusible ligands (ADDLs). Our hypothesis is that the disease is more complex and caused by a failure of APP metabolism or clearance, which simultaneously affects several other membrane proteins. Thus, a traffic jam is created by failure of important pathways such as gamma-secretase processing of residual intramembrane domains released from the metabolism of multiple membrane proteins, which ultimately leads to a multiple system failure. In this theory, toxicity of Abeta42 will only contribute partially, if at all, to neurodegeneration in AD. More significantly, this theory would predict that focussing on specific reagents such as gamma-secretase inhibitors that hamper metabolism of APP, may initially show some beneficial effects on cognitive performance by elimination of acutely toxic ADDLs, but over the longer term may exacerbate the disease process by reducing membrane protein turnover.

A partial failure of membrane protein turnover may cause Alzheimer's disease: a new hypothesis.

Die Amyloid-Hypothese ist das Denken beherrscht, bei unseren versuchen zu verstehen, zu diagnostizieren und Medikamente zur Alzheimer-Krankheit (AD) zu entwickeln. Dieser Artikel stellt eine Hypothese, die ber&uuml;cksichtigt die zahlreichen famili&auml;re AD (FAD) Mutationen in das Amyloid Vorl&auml;uferprotein (APP) und seine Verarbeitung-Wege, jedoch schl&auml;gt eine neue Perspektive jenseits Toxizit&auml;t Formen von Amyloid-Beta-Peptid (Abeta). Nat&uuml;rlich sind die Amyloid-Ablagerungen eine unver&auml;nderliche Funktion von AD. Dar&uuml;ber hinaus obwohl APP wird normalerweise sezernierte und membrangebundener Fragmente, sAPPbeta und CTFbeta, von bisher verarbeitet, und Letztere wird anschlie&szlig;end von Gamma-Sekretase Abeta und CTFgamma verarbeitet, dieser Weg meist ergibt Abeta 40 R&uuml;ckst&auml;nde und erh&ouml;ht in den Ebenen der Amyloidogenic 42-R&uuml;ckstand Abeta (Abeta42) sind in den meisten die Mutationen, die mit der Krankheit verbunden zu sehen. Die daraus resultierende Theorie ist, dass die Krankheit durch Amyloid Toxizit&auml;t, die beeintr&auml;chtigt Ged&auml;chtnis und l&ouml;st Ablagerungen des Microtubule verursacht ist-verbundenen Proteins, Tau, als neurofibrill&auml;ren Kabelgewirr. Trotzdem zufolge ein paar au&szlig;ergew&ouml;hnliche FAD-Mutationen und das Vorhandensein von gro&szlig;en Mengen von Amyloid-Ablagerungen in einer Gruppe von kognitiv normalen &auml;lteren Patienten den Krankheitsprozess komplexer ist. Tats&auml;chlich es schon schwierig, die Toxizit&auml;t des Abeta42 zu demonstrieren und das eigentliche Ziel hat auf kleine Oligomere des Peptids verlagert wurde, benannte Abeta abgeleitet diffusible Liganden (ADDLs). Unsere Hypothese ist, dass die Krankheit verursacht durch einen Ausfall des APP-Stoffwechsel oder Lagerluft, die gleichzeitig mehrere andere Membranproteine betrifft und komplexer. So entsteht ein Stau durch Ausfall von wichtigen Wege z. B. Gamma-Sekretase Verarbeitung verbleibende Intramembrane Domains aus den Stoffwechsel von mehreren Membranproteinen f&uuml;hrt letztlich zu einem mehrere Systemfehler entlassen. In dieser Theorie wird Toxizit&auml;t von Abeta42 nur teilweise, wenn &uuml;berhaupt, zur Neurodegeneration in AD beitragen. Noch bedeutsamer ist, w&uuml;rde diese Theorie Vorhersagen, Fokussierung auf spezifische Reagenzien wie Gamma-Sekretase-Inhibitoren, die den Stoffwechsel der APP, erschweren kann zun&auml;chst einige positiven Auswirkungen auf die kognitive Leistung durch den Wegfall von akut toxische ADDLs zeigen, dass auf l&auml;ngere Sicht kann der Krankheitsprozess durch Verringerung Membrane Protein Umsatz verschlimmern.

Ein teilweiser Fehler einer Membrane Protein Umsatz kann dazu f&uuml;hren, dass die Alzheimer-Krankheit: eine neue Hypothese.

Alzheimer's disease (AD) is a complex neurodegenerative disorder pathologically identified by the presence of extracellular senile plaques (SP) with a proteinaceous core composed of aggregates of the amyloid peptide (Abeta) and intracellular aggregates of the microtubule-associated protein tau (tau) as neurofibrillary tangles (NFTs). These hallmarks consist of abnormally folded proteinaceous components that are believed to be neurotoxic in AD. The mechanisms of toxicity remain unclear although oxidative stress and inflammation are implicated as mediators of the toxicity and these lesions, in turn, are known to damage cellular components including proteins, lipids in the membrane and DNA. However effects on genotoxicity and its role in AD are less clear. The present review discusses various influences, in particular of amyloid, on the genetic material and their possible role in the neurodegeneration in AD. Further, the amalgamation of genomics and proteomics in understanding AD and therapeutic development is suggested.

Genotoxicity in Alzheimer's disease: role of amyloid.

Alzheimer-Krankheit (AD) ist eine komplexe Neurodegenerative Erkrankung, die krankhaft identifiziert durch das Vorhandensein von extrazellul&auml;ren senilen Plaques (SP) mit einem proteinogene Kern bestehend aus Aggregaten des Amyloid-Peptid (Abeta) und intrazellul&auml;ren Aggregaten des Microtubule-verbundenen Protein Tau (Tau) als neurofibrill&auml;ren Tangles (NFTs). Diese Kennzeichen bestehen aus abnorm gefaltete proteinogene Komponenten, die geglaubt werden, um neurotoxische in AD. Die Mechanismen der Toxizit&auml;t bleiben unklar, obwohl oxidativen Stress und Entz&uuml;ndungen sind als Vermittler der Toxizit&auml;t beteiligt und diese L&auml;sionen, wiederum bekannt sind zellul&auml;re Bestandteilen einschlie&szlig;lich Proteine, Lipide der Membran und DNA besch&auml;digen. Auswirkungen auf Genotoxizit&auml;t und seine Rolle im AD sind jedoch weniger klar. Dieser &Uuml;berpr&uuml;fung erl&auml;utert verschiedene Einfl&uuml;sse, insbesondere von Amyloid, auf das Erbgut und ihre m&ouml;gliche Rolle bei der Neurodegeneration in AD. Weitere, den Zusammenschluss der Genomik und Proteomik AD zu verstehen und therapeutische Entwicklung wird vorgeschlagen.

Gentoxizit&auml;t bei Alzheimer-Krankheit: Rolle des Amyloid.

Cleavage of the amyloid precursor protein (APP) by beta- and gamma-secretases results in generation of the amyloid-beta protein (Abeta), which is characteristically deposited in the brain of Alzheimer's disease patients. Inhibitors of 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl (HMG)-CoA reductase (the statins) reduce levels of cholesterol and isoprenoids such as geranylgeranyl pyrophosphate (GGPP). Previous studies have demonstrated that cholesterol increases and statins reduce Abeta levels mostly by regulating beta-secretase activity. In this study, we focused on the role of geranylgeranyl isoprenoids GGPP and geranylgeraniol (GGOH) in regulating Abeta production. Our data show that the inhibition of GGPP synthesis by statins plays an important role in statin-mediated reduction of Abeta secretion. Consistent with this finding, the geranylgeranyl isoprenoids preferentially increase the yield of Abeta of 42 residues (Abeta42) in a dose-dependent manner. Our studies further demonstrated that geranylgeranyl isoprenoids increase the yield of APP-CTFgamma (a.k.a. AICD) as well as Abeta by stimulating gamma-secretase-mediated cleavage of APP-CTFalpha and APP-CTFbeta in vitro. Furthermore, GGOH increases the levels of the active gamma-secretase complex in the detergent-insoluble membrane fraction along with its substrates, APP-CTFalpha and APP-CTFbeta. Our results indicate that geranylgeranyl isoprenoids may be an important physiological facilitator of gamma-secretase activity that can foster production of the pathologically important Abeta42.

Geranylgeranyl pyrophosphate stimulates gamma-secretase to increase the generation of Abeta and APP-CTFgamma.

Spaltung des Amyloid-Vorl&auml;ufer-Proteins (APP) von Beta und Gamma-Sekretasen ergibt Erzeugung von Amyloid-Beta-Protein (Abeta), die im Gehirn von Alzheimer-Patienten charakteristische hinterlegt ist. Inhibitoren der 3-hydroxy-3-Methyl-Glutaryl (HMG)-CoA-Reduktase (Statine) senken Cholesterin und und wie GGPS1 Diphosphate (GGPP). Fr&uuml;here Studien haben bewiesen, dass Cholesterin erh&ouml;ht und Statinen Abeta reduzieren meist durch Regulierung Beta-Sekretase-Aktivit&auml;t. In dieser Studie konzentrierten wir uns auf die Rolle des GGPS1 und GGPP und Geranylgeraniol (GGOH) bei der Regulierung Abeta-Produktion. Unsere Daten zeigen, dass die Hemmung der GGPP Synthese von Statinen eine wichtige Rolle bei statin-vermittelte Reduzierung der Abeta-Sekretion spielt. In &Uuml;bereinstimmung mit dieser Feststellung, erh&ouml;hen die GGPS1 und bevorzugt den Ertrag der Abeta 42 R&uuml;ckst&auml;nde (Abeta42) in einer Dosis-abh&auml;ngigen Weise. Unsere Studien gezeigt, dass GGPS1 und den Ertrag der APP-CTFgamma (a.k.a. AICD steigern) weiter sowie Abeta durch anregende Gamma-Sekretase-vermittelte Spaltung des APP-CTFalpha und APP-CTFbeta in-vitro. Dar&uuml;ber hinaus erh&ouml;ht GGOH die von der aktiven Gamma-Sekretase Komplex in der Waschmittel-unl&ouml;slich Membrane Bruch zusammen mit ihrer Substrate, APP-CTFalpha und APP-CTFbeta. Unsere Ergebnisse zeigen, dass GGPS1 und eine wichtige physiologische Vermittler der Gamma-Sekretase Aktivit&auml;t sein kann, die Produktion von krankhaft wichtige Abeta42 f&ouml;rdern kann.

Ggps1 Diphosphate stimuliert Gamma-Sekretase um die Generation der Abeta und APP-CTFgamma zu erh&ouml;hen.

The amyloid peptide (Abeta) deposited in Alzheimer's disease (AD) is generated by beta- and gamma-secretase processing of a larger integral membrane protein precursor (APP). Intramembrane processing of APP by gamma-secretase also yields an intracellular fragment, CTFgamma (a.k.a. AICD), which is highly conserved and is believed to regulate the transcription of several genes including KAI-1 and GSK3beta. The intracellular domain of APP is also processed by caspase to a 31 aa fragment that was shown to induce apoptosis by several groups. Although large quantities of CTFgamma are generated continuously by neurons, little if any is normally detected in cell lysates, which suggests that it is very rapidly turned over in vivo. Previous studies demonstrated that insulysin (IDE), an Abeta-degrading enzyme, is responsible for cytosol-mediated CTFgamma degradation in vitro. Consistent with this finding, knockout mice lacking IDE accumulate CTFgamma to detectable levels in the brain, although its levels remain lower than its precursor, suggesting that it continues to be turned over in the brain. Moreover, when we treated cultured cells with IDE inhibitors, we did not observe an increase in CTFgamma in cell lysates, suggesting that pathways other than IDE are also involved in CTFgamma turnover. To understand CTFgamma turnover further, we have mapped the IDE cleavage sites with the intention of mutating them to examine alternative pathways in future studies. Edman degradation revealed that IDE cleaves CTFgamma at multiple sites to small peptides ranging from 5 to 14 aa. The cleavage sites do not reveal the existence of any sequence specificity for IDE cleavage. Understanding the turnover mechanisms of CTFgamma is critical to the understanding of the signaling function of APP mediated by this fragment. The current study presents the interesting specificity of CTFgamma turnover by IDE, which has been previously identified as the major degrading enzyme for Abeta as well as CTFgamma. In addition, the study provides evidence for the presence of alternative CTFgamma-degrading pathways in the cell.

Insulysin cleaves the APP cytoplasmic fragment at multiple sites.

Das Amyloid-Peptid (Abeta) hinterlegt, die bei Alzheimer-Krankheit (AD) wird durch die Beta und Gamma-Sekretase Verarbeitung einer gr&ouml;&szlig;eren integrale Membrane Protein Vorl&auml;ufer (APP) generiert. Intramembrane Verarbeitung der APP durch Gamma-Sekretase ergibt auch eine intrazellul&auml;re fragment, CTFgamma (a.k.a. AICD), die ist stark konserviert und wird geglaubt, um die Transkription von mehreren Genen einschlie&szlig;lich KAI-1 und GSK3beta zu regulieren. Die intrazellul&auml;re Dom&auml;ne der APP ist auch durch Caspase einem 31 aa-Fragment verarbeitet, die gezeigt wurde, um die Apoptose induzieren von mehreren Gruppen. Obwohl gro&szlig;e Mengen von CTFgamma kontinuierlich von Neuronen generiert werden, wenn jeder in Zelllysate, was darauf hindeutet, dass es sehr schnell ist normalerweise festgestellt wird umgedreht wenig in-vivo. Fr&uuml;here Studien gezeigt, dass Insulysin (IDE), ein Enzym Abeta-erniedrigende Zytosol-vermittelte CTFgamma Abbau in-vitro-verantwortet. In &Uuml;bereinstimmung mit dieser Feststellung, ansammeln Knock-out-M&auml;usen, die fehlt IDE CTFgamma zu nachweisbaren Niveaus im Gehirn, obwohl das Niveau bleiben niedriger als sein Vorg&auml;nger, was darauf hindeutet, dass sie weiterhin im Gehirn &uuml;bereignet werden. Au&szlig;erdem wenn wir kultivierte Zellen mit IDE-Inhibitoren behandelt, habe wir nicht beobachten eine Zunahme der CTFgamma in Zelllysate, darauf hindeutet, dass die Wege als IDE auch CTFgamma Umsatz beteiligt sind. Um zu verstehen, CTFgamma Umsatz haben wir weiter, die IDE Spaltung Websites mit der Absicht mutiert, um alternative Wege in weiteren Studien untersuchen zugeordnet. Edman-Abbau ergab, dass IDE CTFgamma an mehreren Standorten k&ouml;nnen kleine Peptide, die zwischen 5 bis 14 Splei&szlig;ungen aa. Die Spaltung-Sites enth&uuml;llen die Existenz jeder Sequenz-Spezifit&auml;t f&uuml;r IDE Spaltung nicht. Das Verst&auml;ndnis der Mechanismen der Umsatz des CTFgamma ist entscheidend f&uuml;r das Verst&auml;ndnis der Signalisierung Funktion der APP, die von diesem Fragment vermittelt. Die aktuelle Studie pr&auml;sentiert interessante Besonderheit des CTFgamma Umsatz von IDE, die zuvor als das gro&szlig;e erniedrigende Enzym f&uuml;r Abeta sowie CTFgamma identifiziert worden ist. Dar&uuml;ber hinaus bietet die Studie Beweise f&uuml;r das Vorhandensein von alternativen CTFgamma-erniedrigende Wege in der Zelle.

Insulysin spaltet das APP zytoplasmatische Fragment an mehreren Standorten.

The most popular current hypothesis is that Alzheimer's disease (AD) is caused by aggregates of the amyloid peptide (Abeta), which is generated by cleavage of the Abeta protein precursor (APP) by beta-secretase (BACE-1) followed by gamma-secretase. BACE-1 cleavage is limiting for the production of Abeta, making it a particularly good drug target for the generation of inhibitors that lower Abeta. A landmark discovery in AD was the identification of BACE-1 (a.k.a. Memapsin-2) as a novel class of type I transmembrane aspartic protease. Although BACE-2, a homologue of BACE-1, was quickly identified, follow up studies using knockout mice demonstrated that BACE-1 was necessary and sufficient for most neuronal Abeta generation. Despite the importance of BACE-1 as a drug target, development has been slow due to the incomplete understanding of its function and regulation and the difficulties in developing a brain penetrant drug that can specifically block its large catalytic pocket. This review summarizes the biological properties of BACE-1 and attempts to use phylogenetic perspectives to understand its function. The article also addresses the challenges in discovering a selective drug-like molecule targeting novel mechanisms of BACE-1 regulation.

Beta-secretase: structure, function, and evolution.

Die beliebteste aktuelle Hypothese ist, dass die Alzheimer-Krankheit (AD) durch Aggregate von das Amyloid-Peptid (Abeta), verursacht wird, die durch Spaltung von der Abeta-Eiwei&szlig;-Vorl&auml;ufer (APP) von Beta-Sekretase (Beta-1) gefolgt von Gamma-Sekretase generiert wird. Beta-1-Dekollet&eacute; ist f&uuml;r die Herstellung von Abeta, so dass es ein besonders gutes Medikament Ziel f&uuml;r die Generierung von Inhibitoren, dass niedrigere Abeta begrenzen. Eine Wahrzeichen Entdeckung n. Chr. war die Identifizierung von Beta-1 (a.k.a. Memapsin-2) als eine neuartige Klasse von Typ I Transmembran Aspartic Protease. Obwohl Beta-2, ein Homolog von Beta-1, schnell identifiziert wurde, zeigte Follow-up-Studien mit Knock-out-M&auml;use, dass Beta-1 notwendig und ausreichend f&uuml;r die meisten neuronalen Abeta-Generation war. Trotz der Bedeutung der Beta-1 als Medikament Ziel wurde Entwicklung langsam durch das mangelnde Verst&auml;ndnis f&uuml;r seine Funktion und Regulierung und die Schwierigkeiten bei der Entwicklung ein Gehirn-Eindringpr&uuml;fung-Medikament, das speziell seine gro&szlig;en katalytischen Tasche blockieren kann. Diesen Bericht fasst die biologischen Eigenschaften des Beta-1 und phylogenetische Perspektiven zu verwenden, um ihre Funktion zu verstehen versucht. Der Artikel behandelt auch die Herausforderungen bei der Entdeckung eine selektive Droge-wie-Molek&uuml;l, das auf neuartige Mechanismen der Beta-1-Verordnung.

Beta-Sekretase: Struktur, Funktion und Entwicklung.

A close association between brain metal dishomeostasis and the onset and/or progression of Alzheimer's disease (AD) has been clearly established in a number of studies, although the underlying biochemical mechanisms remain obscure. This observation renders chelation therapy an attractive pharmacological option for the treatment of this disease. However, a number of requirements must be fulfilled in order to adapt chelation therapy to AD so that the term "metal targeted strategies" seems now more appropriate. Indeed, brain metal redistribution rather than brain metal scavenging and removal is the major goal of this type of intervention. The most recent developments in metal targeted strategies for AD will be discussed using, as useful examples, clioquinol, curcumin, and epigallocatechin, and the future perspectives will also be outlined.

Challenges associated with metal chelation therapy in Alzheimer's disease.

Eine enge Verkn&uuml;pfung zwischen Gehirn Metall Dishomeostasis und das auftreten und/oder Fortschreiten der Alzheimer-Krankheit (AD) hat in einer Reihe von Studien, eindeutig geregelt, obwohl die zugrunde liegenden biochemischen Mechanismen unklar bleiben. Diese Beobachtung rendert Chelat-Therapie eine attraktive pharmakologische Option f&uuml;r die Behandlung dieser Krankheit. Jedoch muss eine Reihe von Anforderungen erf&uuml;llt werden, um die Chelat-Therapie bei AD anzupassen, so dass der Begriff &quot;Metal zielgerichtete Strategien&quot; nun besser geeignet scheint. In Wahrheit ist Gehirn Metall Umverteilung eher als Metall aufr&auml;umen und Entfernung des Gehirns das Hauptziel dieser Art von Intervention. Die j&uuml;ngsten Entwicklungen in Metall zielgerichtete Strategien f&uuml;r AD diskutiert werden, als n&uuml;tzliche Beispiele, Clioquinol, Curcumin und Epigallocatechin, verwenden und die Zukunftsperspektiven werden ebenfalls erl&auml;utert.

Herausforderungen im Zusammenhang mit Metall-Chelat-Therapie bei Alzheimer-Krankheit.

The master regulatory gene Bmi1 modulates key stem cell properties in neural precursor cells (NPCs), and has been implicated in brain tumorigenesis. We previously identified a population of CD133+ brain tumor cells possessing stem cell properties, known as brain tumor initiating cells (BTICs). Here, we characterize the expression and role of Bmi1 in primary minimally cultured human glioblastoma (GBM) patient isolates in CD133+ and CD133- sorted populations. We find that Bmi1 expression is increased in CD133- cells, and Bmi1 protein and transcript expression are highest during intermediate stages of differentiation as CD133+ BTICs lose their CD133 expression. Furthermore, in vitro stem cell assays and Bmi1 knockdown show that Bmi1 contributes to self-renewal in CD133+ populations, but regulates proliferation and cell fate determination in CD133- populations. Finally, we test if our in vitro stem cell assays and Bmi1 expression in BTIC patient isolates are predictive of clinical outcome for GBM patients. Bmi1 expression profiles show a marked elevation in the proneural GBM subtype, and stem cell frequency as assessed by tumor sphere assays correlates with patient outcome.

Bmi1 marks intermediate precursors during differentiation of human brain tumor initiating cells.

Das Meister Regulatory-gen Bmi1 wichtige Stammzell-Immobilien in neuronalen Vorl&auml;uferzellen (NPCs) moduliert, und hat verwickelt worden, im Gehirn Tumorentstehung. Wir haben zuvor eine Bev&ouml;lkerung von CD133 + Gehirn Tumorzellen besitzen Stammzellen Eigenschaften, bekannt als Gehirntumor initiiert Zellen (BTICs) identifiziert. Hier wir charakterisieren den Ausdruck und die Rolle des Bmi1 in prim&auml;ren minimal kultivierten menschlichen Glioblastom (GBM) Patienten isoliert im CD133 + und CD133-sortiert nach Bev&ouml;lkerung. Wir finden, dass Bmi1 Ausdruck in CD133-Zellen erh&ouml;ht wird und Bmi1 Protein und Transkript Ausdruck sind h&ouml;chste w&auml;hrend Zwischenstadien der Differenzierung, wie CD133 + BTICs ihren Ausdruck CD133 verlieren. Zudem zeigen in-vitro-Stammzell-Assays und Bmi1 Niederschlag, dass Bmi1 zur Selbsterneuerung in CD133 + Populationen beitr&auml;gt, sondern regelt die Proliferation und Zelle Schicksal Bestimmung in CD133-Populationen. Schlie&szlig;lich testen wir unsere in-vitro-Stammzell-Assays und Bmi1 Ausdruck in BTIC Patienten Isolate voraussagende klinische Ergebnisse f&uuml;r Patienten mit GBM. Bmi1 Ausdruck Profile zeigen eine deutliche Erh&ouml;hung im Proneural GBM-Untertyp und Stammzell-Frequenz Die Tumor Sph&auml;re Proben korreliert mit Patienten Ergebnis zu bewerten.

Bmi1 Marken Mittelstufe Vorl&auml;ufer w&auml;hrend der Differenzierung des menschlichen Gehirns initiierenden Tumorzellen.

Glioblastoma multiforme (GBM) ranks amongst the deadliest types of cancer and given this new therapies are urgently needed. To identify molecular targets, we queried a microarray profiling 467 human GBMs and discovered that polo-like kinase 1 (PLK1) was highly expressed in these tumours and that it clustered with the proliferative subtype. Patients with PLK1-high tumours were more likely to die from their disease suggesting that current therapies are inactive against such tumours. This prompted us to examine its expression in brain tumour initiating cells (BTICs) given their association with treatment failure. BTICs isolated from patients expressed 110-470 times more PLK1 than normal human astrocytes. Moreover, BTICs rely on PLK1 for survival because the PLK1 inhibitor BI2536 inhibited their growth in tumoursphere cultures. PLK1 inhibition suppressed growth, caused G(2) /M arrest, induced apoptosis and reduced the expression of SOX2, a marker of neural stem cells, in SF188 cells. Consistent with SOX2 inhibition, the loss of PLK1 activity caused the cells to differentiate based on elevated levels of GFAP and changes in cellular morphology. We then knocked-down SOX2 with siRNA and showed that it too inhibited cell growth and induced cell death. Likewise, in U251 cells, PLK1 inhibition suppressed cell growth, down-regulated SOX2 and induced cell death. Furthermore, BI2536 delayed tumour growth of U251 cells in an orthotopic brain tumour model, demonstrating that the drug is active against GBM. In conclusion, PLK1 level is elevated in GBM and its inhibition restricts the growth of brain cancer cells.

Polo-Like Kinase 1 (PLK1) Inhibition Kills Glioblastoma Multiforme Brain Tumour Cells in Part Through Loss of SOX2 and Delays Tumour Progression in Mice.

Glioblastoma Multiforme (GBM) z&auml;hlt zu den t&ouml;dlichsten Krebsarten und angesichts dieser neue Therapien sind dringend notwendig. Identifizieren Sie molekulare Ziele, wir ein Microarray Profilerstellung 467 menschlichen GBMs abgefragt und entdeckte, dass Polo-Like Kinase 1 (PLK1) hoch in diese Tumoren ausgedr&uuml;ckt wurde und, dass es mit der proliferative Untertyp gruppierte. Patienten mit hohen PLK1 Tumoren hatten wahrscheinlich sterben an ihrer Krankheit, was darauf hindeutet, dass aktuelle Therapien gegen solche Tumore inaktiv sind. Dies veranlasste uns, seinen Ausdruck in Hirntumor initiiert Zellen (BTICs) Angesichts ihrer Verbindung mit Therapieversagen zu pr&uuml;fen. BTICs von Patienten isoliert ausgedr&uuml;ckt 110 - 470 mal mehr PLK1 als normale menschliche Astrozyten. Dar&uuml;ber hinaus setzen BTICs auf PLK1 f&uuml;r &uuml;berleben, weil der PLK1-Hemmer BI2536 ihr Wachstum in Tumoursphere Kulturen gehemmt. PLK1 Hemmung unterdr&uuml;ckt Wachstum, verursacht Fassung/m Verhaftung, induzierte Apoptose und reduziert den Ausdruck der SOX2, eine Markierung von neuralen Stammzellen in SF188 Zellen. In &Uuml;bereinstimmung mit SOX2 Hemmung, der Verlust der PLK1 Aktivit&auml;t die Zellen unterscheiden verursacht Grundlage erh&ouml;hte Konzentrationen von GFAP und Ver&auml;nderungen in der zellul&auml;ren Morphologie. Dann klopfte-ab SOX2 mit SiRNA und zeigte, dass es auch Zellwachstum gehemmt und Zelltod. Ebenso in U251 Zellen, PLK1 Hemmung unterdr&uuml;ckt Zellwachstum, unten-geregelt SOX2 und Zelltod. Dar&uuml;ber hinaus verz&ouml;gert BI2536 Tumorwachstum U251 Zellen in einem Orthotopic-Gehirn-Tumor-Modell, demonstrieren, dass das Medikament gegen GBM aktiv ist. Abschlie&szlig;end PLK1 Ebene ist in GBM erh&ouml;ht und seine Hemmung schr&auml;nkt das Wachstum der Gehirnkrebszellen.

Polo-Like Kinase 1 (PLK1) Hemmung t&ouml;tet Glioblastoma Multiforme Gehirn Tumorzellen Teil durch Verlust von SOX2 und Verz&ouml;gerungen Tumorprogression bei M&auml;usen.

Hirntumoren sind die f&uuml;hrende Ursache der Kindheit Krebsmortalit&auml;t, mit Medulloblastom (MB), den h&auml;ufigsten b&ouml;sartigen Tumor darstellt. Die j&uuml;ngste Molekulare Klassifikation von MB hat die Heterogenit&auml;t reconceptualized, die innerhalb von pathologischen Subtypen vorhanden ist, indem Kontext auf die Rolle der wichtigsten Entwicklungsst&ouml;rungen Signalwege in MB Pathogenese. Die Identifizierung von Krebs Stammzelle (CSC) Populationen, so genannten Tumor-Initiierung Gehirnzellen (BTICs), in MB hat neuartige zellulare Ziele f&uuml;r das Studium der diese abnorm aktiviert Signalwege, n&auml;mlich Sonic Hedgehog (Shh) und Wingless (Wnt), sowie die Identifizierung von Roman BTIC Selbsterneuerung Wege bereitgestellt. In diesem Bericht diskutieren wir neuere Beweise f&uuml;r das Vorhandensein einer MB-Stammzelle, der Tumorentstehung in dieser Kindheit maligner Tumor antreibt. Wir fokussieren auf Evidenz zerebell&auml;re Entwicklung, die j&uuml;ngsten Identifizierung des BTICs, das Vorhandensein von aktivierten Entwicklungsst&ouml;rungen Signalwege in MB, die Rolle der Stammzelle epigenetische Regulationsmechanismen und wie diese Entwicklungs- und epigenetische Pfade f&uuml;r neuartige therapeutische Optionen ausgerichtet werden k&ouml;nnen.

Medulloblastom-Stammzellen: wo Entwicklung und Krebs Wege kreuzen.

Brain tumors are the leading cause of childhood cancer mortality, with medulloblastoma (MB) representing the most frequent malignant tumor. The recent molecular classification of MB has reconceptualized the heterogeneity that exists within pathological subtypes by giving context to the role of key developmental signaling pathways in MB pathogenesis. The identification of cancer stem cell (CSC) populations, termed brain tumor-initiating cells (BTICs), in MB has provided novel cellular targets for the study of these aberrantly activated signaling pathways, namely, Sonic hedgehog (Shh) and Wingless (Wnt), along with the identification of novel BTIC self-renewal pathways. In this review, we discuss recent evidence for the presence of a MB stem cell that drives tumorigenesis in this malignant childhood tumor. We focus on evidence from cerebellar development, the recent identification of BTICs, the presence of activated developmental signaling pathways in MB, the role of epigenetic stem cell regulatory mechanisms, and how these developmental and epigenetic pathways may be targeted for novel therapeutic options.

Medulloblastoma stem cells: where development and cancer cross pathways.

Glioblastoma (GBM) is the most aggressive primary brain tumor in humans, with a uniformly poor prognosis. The tumor microenvironment is composed of both supportive cellular substrates and exogenous factors. We hypothesize that exogenous factors secreted by brain tumor initiating cells (BTICs) could predispose normal neural precursor cells (NPCs) to transformation. When NPCs are grown in GBM-conditioned media, and designated as "tumor-conditioned NPCs" (tcNPCs), they become highly proliferative and exhibit increased stem cell self-renewal, or the unique ability of stem cells to asymmetrically generate another stem cell and a daughter cell. tcNPCs also show an increased transcript level of stem cell markers such as CD133 and ALDH and growth factor receptors such as VEGFR1, VEGFR2, EGFR and PDGFRÎ±. Media analysis by ELISA of GBM-conditioned media reveals an elevated secretion of growth factors such as EGF, VEGF and PDGF-AA when compared to normal neural stem cell-conditioned media. We also demonstrate that tcNPCs require prolonged or continuous exposure to the GBM secretome in vitro to retain GBM BTIC characteristics. Our in vivo studies reveal that tcNPCs are unable to form tumors, confirming that irreversible transformation events may require sustained or prolonged presence of the GBM secretome. Analysis of GBM-conditioned media by mass spectrometry reveals the presence of secreted proteins Chitinase-3-like 1 (CHI3L1) and H2A histone family member H2AX. Collectively, our data suggest that GBM-secreted factors are capable of transiently altering normal NPCs, although for retention of the transformed phenotype, sustained or prolonged secretome exposure or additional transformation events are likely necessary.

GBM secretome induces transient transformation of human neural precursor cells.

Glioblastom (GBM) ist die aggressivsten prim&auml;ren Hirntumoren bei Menschen mit einer gleichm&auml;&szlig;ig schlechte Prognose. Der Tumor Mikromilieu besteht aus unterst&uuml;tzende zellul&auml;re Substrate und exogenen Faktoren. Wir vermuten, dass exogene Faktoren abgesondert von Gehirntumor initiiert Zellen (BTICs) normale neuronalen Vorl&auml;uferzellen (NPCs) f&uuml;r Transformation pr&auml;disponieren k&ouml;nnte. Wenn NPCs in GBM konditionierten Medien gewachsen sind, und als &quot;Tumor konditionierten NPCs&quot; (TcNPCs), sie werden stark proliferativ und weisen erh&ouml;hte Stammzell-Selbsterneuerung oder die einzigartige F&auml;higkeit von Stammzellen asymmetrisch eine andere Stammzelle und eine Tochter-Zelle zu erzeugen. TcNPCs zeigen auch eine erh&ouml;hte Abschrift der Stammzell-Marker wie CD133 und ALDH und Wachstumsfaktor-Rezeptoren wie VEGFR1, VEGFR2, EGFR und PDGFR&alpha;. Media-Analyse von ELISA von GBM konditionierten Medien zeigt eine erh&ouml;hte Sekretion von Wachstumsfaktoren wie PDGF-AA im Vergleich zu normalen neuronale Stammzellen konditionierten Medien, EGF und VEGF. Wir zeigen auch, dass TcNPCs erfordern l&auml;ngere oder st&auml;ndige Exposition gegen&uuml;ber der GBM-Secretome in-vitro GBM BTIC Merkmale beibehalten. Unsere in-vivo-Studien zeigen, dass TcNPCs nicht in der Lage zu Form-Tumoren sind, best&auml;tigt, dass die unumkehrbare Umwandlung Ereignisse erfordern nachhaltige oder verl&auml;ngerte Anwesenheit von der GBM-Secretome. Analyse der GBM konditionierten Medien durch Massenspektrometrie zeigt das Vorhandensein der sekretierten Proteine Chitinase-3-wie 1 (CHI3L1) und Histon H2A-Familienmitglied H2AX. Zusammenfassend empfehlen unsere Daten GBM-abgesondert Faktoren sind in der Lage, normale NPCs, vor&uuml;bergehend zu ver&auml;ndern, obwohl f&uuml;r die Aufbewahrung des transformierten Ph&auml;notyps, aufrechterhalten oder intensiver Nutzung Secretome oder zus&auml;tzliche Transformation Ereignisse wahrscheinlich notwendig sind.

GBM Secretome induziert transient Transformation des menschlichen neuronalen Vorl&auml;uferzellen.

Brain tumors represent the leading cause of childhood cancer mortality, with medulloblastoma (MB) being the most frequent malignant tumor. In this review we discuss the morphological and molecular heterogeneity of this malignant childhood brain tumor and how this key feature has implicated the presence of a MB stem cell. We focus on evidence from cerebellar development, histopathological and molecular subtypes of MB, the recent identification of brain tumor-initiating cells (BTICs, also referred to as MB stem cells), and the current limitations in studying the interplay between MB stem cells and tumor heterogeneity.

Medulloblastoma stem cells: Modeling tumor heterogeneity.

Hirntumoren sind die f&uuml;hrende Ursache der Kindheit Krebsmortalit&auml;t, mit Medulloblastom (MB) ist der h&auml;ufigste b&ouml;sartige Tumor. In diesen Bericht diskutieren wir die molekulargenetischer und morphologischer Heterogenit&auml;t dieser b&ouml;sartigen Kindheit Gehirntumor und wie dieses wichtige Feature das Vorhandensein einer Stammzelle MB verwickelt hat. Wir fokussieren auf Evidenz zerebell&auml;re Entwicklung, histopathologische und molekularen Subtypen von MB, die j&uuml;ngsten Identifikation von Tumor-Initiierung Gehirnzellen (BTICs, auch als MB-Stammzellen bezeichnet) und die Einschr&auml;nkungen im Zusammenspiel mit MB-Stammzellen und Tumor-Heterogenit&auml;t zu studieren.

Article	Year
A partial failure of membrane protein turnover may cause Alzheimer's disease: a new hypothesis. Current Alzheimer research\| PubMed ID: 16472208	2006
Genotoxicity in Alzheimer's disease: role of amyloid. Current Alzheimer research\| PubMed ID: 17017867	2006
Geranylgeranyl pyrophosphate stimulates gamma-secretase to increase the generation of Abeta and APP-CTFgamma. FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology\| PubMed ID: 17666454	2008
Insulysin cleaves the APP cytoplasmic fragment at multiple sites. Neurochemical research\| PubMed ID: 17701350	2007
Beta-secretase: structure, function, and evolution. CNS & neurological disorders drug targets\| PubMed ID: 18673212	2008
Challenges associated with metal chelation therapy in Alzheimer's disease. Journal of Alzheimer's disease : JAD\| PubMed ID: 19363258	2009
Bmi1 marks intermediate precursors during differentiation of human brain tumor initiating cells. Stem cell research\| PubMed ID: 22265735	2012
Polo-Like Kinase 1 (PLK1) Inhibition Kills Glioblastoma Multiforme Brain Tumour Cells in Part Through Loss of SOX2 and Delays Tumour Progression in Mice. Stem cells (Dayton, Ohio)\| PubMed ID: 22415968	2012
Medulloblastoma stem cells: where development and cancer cross pathways. Pediatric research\| PubMed ID: 22430388	2012
GBM secretome induces transient transformation of human neural precursor cells. Journal of neuro-oncology\| PubMed ID: 22752853	2012
Medulloblastoma stem cells: Modeling tumor heterogeneity. Cancer letters\| PubMed ID: 22796365	2012

Chitra Venugopal

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