Natural killer cell stimulatory factor (NKSF), or interleukin 12 (IL-12), is a 70-kD heterodimeric cytokine composed of two covalently linked chains, p40 and p35. NKSF/IL-12 has multiple effects on T and NK cells and was originally identified and purified from the supernatant fluid of Epstein-Barr virus (EBV)-transformed human B lymphoblastoid cell lines. We have produced a panel of monoclonal antibodies against both chains of NKSF/IL-12. Some of these antibodies have neutralizing activity, and several combinations of them have been used to establish sensitive radioimmunoassays detecting the free p40 chain, the free p35 chain, or the p70 heterodimer. Using these reagents, we have determined that most EBV-transformed human B lymphoblastoid cell lines constitutively produce low levels of the p70 heterodimer and an excess of the free p40 chain, whereas Burkitt lymphoma-derived, T, myeloid, and many solid tumor-derived cell lines produce neither. Production of both p40 and p70 is increased several-fold upon stimulation of the EBV-transformed cell lines with phorbol diesters. The ability of supernatant fluids from unstimulated and phorbol diester-stimulated cell lines to induce interferon gamma (IFN-gamma) production from T and NK cells, one of the effects of NKSF/IL-12, parallels the levels of production of the p70 heterodimer, known to be the biologically active form of NKSF/IL-12. Staphylococcus aureus Cowan I strain (SAC) and other stimuli induce accumulation of p40 mRNA and production of both p40 and p70 by peripheral blood mononuclear cells (PBMC). The producer cells appear to include both adherent cells and nonadherent lymphocytes, possibly B cells. The supernatant fluids from SAC-stimulated PBMC mediate the typical functions of NKSF/IL-12 (i.e., IFN-gamma induction, mitogenic effects on T/NK blasts, enhancement of NK cell cytotoxicity) at concentrations of p70 similar to those at which recombinant NKSF/IL-12 mediates the same functions. Moreover, these activities are significantly inhibited by anti-NKSF/IL-12 antibodies. The neutralizing anti-NKSF/IL-12 antibodies also inhibit 85% of the IFN-gamma production in response to SAC, an NKSF/IL-12 inducer, and approximately 50% of the IFN-gamma production in response to non-NKSF/IL-12-inducers such as IL-2, phytohemagglutinin, and anti-CD3 antibodies. These results indicate that induced or constitutively produced NKSF/IL-12 has a major role in facilitating IFN-gamma production by peripheral blood lymphocytes.(ABSTRACT TRUNCATED AT 400 WORDS)

Glial-cell-line-derived neurotrophic factor (GDNF), a recently cloned new member of the transforming growth factor-beta superfamily, promotes survival of cultured fetal mesencephalic dopamine neurons and is expressed in the developing striatum. There have, however, been no reports about effects of GDNF in situ. We have used the dopaminergic neurotoxin 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP), which produces parkinsonian symptoms in man, to determine whether GDNF might exert protective or regenerative effects in vivo in the adult nigrostriatal dopamine system in C57/B1 mice. GDNF injected over the substantia nigra or in striatum before MPTP potently protects the dopamine system, as shown by numbers of mesencephalic dopamine nerve cell bodies, dopamine nerve terminal densities and dopamine levels. When GDNF is given after MPTP, dopamine levels and fibre densities are significantly restored. In both cases, motor behaviour is increased above normal levels. We conclude that intracerebral GDNF administration exerts both protective and reparative effects on the nigrostriatal dopamine system, which may have implications for the development of new treatment strategies for Parkinson's disease.

Background Dopaminergic neuronal loss in Parkinson's disease leads to changes in the circuitry of the basal ganglia, such as decreased inhibitory GABAergic input to the subthalamic nucleus. We aimed to measure the safety, tolerability, and potential efficacy of transfer of glutamic acid decarboxylase (GAD) gene with adeno-associated virus (AAV) into the subthalamic nucleus of patients with Parkinson's disease. Methods We did an open label, safety and tolerability trial of unilateral subthalamic viral vector (AAV-GAD) injection in 11 men and 1 woman with Parkinson's disease (mean age 58·2, SD=5·7 years). Four patients received low-dose, four medium-dose, and four high-dose AAV-GAD at New York Presbyterian Hospital. Inclusion criteria consisted of Hoehn and Yahr stage 3 or greater, motor fluctuations with substantial off time, and age 70 years or less. Patients were assessed clinically both off and on medication at baseline and after 1, 3, 6, and 12 months at North Shore Hospital. Efficacy measures included the Unified Parkinson's Disease Rating Scale (UPDRS), scales of activities of daily living (ADL), neuropsychological testing, and PET imaging with 18F-fluorodeoxyglucose. The trial is registered with the ClinicalTrials.gov registry, number NCT00195143. Findings All patients who enrolled had surgery, and there were no dropouts or patients lost to follow-up. There were no adverse events related to gene therapy. Significant improvements in motor UPDRS scores (p=0·0015), predominantly on the side of the body that was contralateral to surgery, were seen 3 months after gene therapy and persisted up to 12 months. PET scans revealed a substantial reduction in thalamic metabolism that was restricted to the treated hemisphere, and a correlation between clinical motor scores and brain metabolism in the supplementary motor area. Interpretation AAV-GAD gene therapy of the subthalamic nucleus is safe and well tolerated by patients with advanced Parkinson's disease, suggesting that in-vivo gene therapy in the adult brain might be safe for various neurodegenerative diseases.

We previously reported that natural killer cell stimulatory factor (NKSF), a heterodimeric lymphokine purified from the conditioned medium of human B lymphoblastoid cell lines, induces interferon gamma (IFN-gamma) production from resting peripheral blood lymphocytes (PBL) and synergizes with interleukin 2 in this activity. In this study, we show that human NKSF induces IFN-gamma production from both resting and activated human PBL and from freshly isolated murine splenocytes. Human T and NK cells produce IFN-gamma in response to NKSF, but resting PBL require the presence of nonadherent human histocompatibility leukocyte antigens DR+ (HLA-DR+) accessory cells to respond to NKSF. The mechanism(s) by which NKSF induces IFN-gamma production results in accumulation of IFN-gamma mRNA, is insensitive to cyclosporin A, and synergizes with those mediated by phytohemagglutinin, phorbol diesters, anti-CD3 antibodies, and allogeneic antigens, but not by Ca2+ ionophores. The ability of NKSF to directly induce IFN-gamma production and to synergize with other physiological IFN-gamma inducers, joined with the previously described ability to enhance lymphocyte cytotoxicity and proliferation, indicates that this lymphokine is a powerful immunopotentiating agent.

Abstract Previously we have reported the purification and characterization of a novel cytokine from an EBV-transformed B cell line, RPMI 8866. This factor, termed natural killer cell stimulatory factor (NKSF), possessed pleiotropic activities including the induction of IFN-gamma from PBL, enhancement of cytotoxicity by NK cells, and stimulation of the proliferation of PBL. Purified NKSF was found to be a disulfide-linked heterodimeric protein composed of 35-kDa and 40-kDa subunits (p35 and p40). We now report the molecular cloning of cDNA for both subunits of NKSF from RPMI 8866 cellular RNA. The cDNA sequences indicate that both genes are novel, and Southern blot analysis confirmed that both cDNA are of human genomic origin. [35S]Methionine labeling indicated that cos-1 cells transfected with either p35 or p40 cDNA produced unique protein species of appropriate size. Methionine labeling of cos-1 cells cotransfected with p35 plus p40 cDNA yielded a broad band migrating between 70 and 90 kDa on a nonreducing gel. Reduction of this high molecular weight material yielded bands correlating with p35 and p40 gene products. Only culture supernatant from cotransfected cos-1 cells had a high level of NKSF biologic activity. That the high molecular weight material was responsible for this activity was indicated by the observation that biologic activity in the culture supernatant migrated at 70 to 90 kDa in a nonreducing gel. Furthermore, anti-p40 serum was able to block the biologic activities of both recombinant and natural NKSF, which indicates that it is a component of the active protein. In contrast, no activity could be detected in the supernatants of cos-1 cells transfected with p40 or p35 cDNA alone. The spectrum of biologic activity produced by cotransfected cos-1 cells was the same as NKSF purified to homogeneity from the RPMI 8866 cell line. A synergistic augmentation of some of these responses was found by the addition of IL-2 or the co-stimulators PHA or phorbol diester. The synergistic stimulation by NKSF plus IL-2 of T and NK function supports the possibility that these cytokines might prove useful in cancer therapy.

Alzheimer's disease may be due to a deficiency in neurotrophin protein or receptor expression. Consistent with this hypothesis, a reduction in BDNF mRNA expression has been observed in human post-mortem Alzheimer's disease hippocampi. To further investigate this observation, we examined whether the alteration in BDNF expression also occurred at the protein level in human post-mortem Alzheimer's disease hippocampi and temporal cortices using immunohistochemical techniques. We observed a reduction in the intensity and number of BDNF-immunoreactive cell bodies within both the Alzheimer's disease hippocampus and temporal cortex when compared to normal tissue. These results support and extend previous findings that BDNF mRNA is reduced in the human Alzheimer's disease hippocampus and temporal cortex, and suggest that a loss of BDNF may contribute to the progressive atrophy of neurons in Alzheimer's disease.

Natural killer cell stimulatory factor (NKSF) is a 70-kD heterodimeric cytokine that was initially isolated from conditioned medium of human B lymphoblastoid cell lines. The effects of recombinant NKSF on the function of human peripheral blood NK cells were examined. NKSF directly augmented the cytolytic activity of freshly isolated NK cells. Both CD56dim and CD56bright NK cells demonstrated enhanced cytotoxicity after brief exposure to NKSF. In contrast, highly purified T lymphocytes did not exhibit major histocompatibility complex-unrestricted cytotoxicity after short-term culture with NKSF. Like interleukin 2 (IL-2), NKSF augmented the lysis of NK-sensitive, NK-resistant, and antibody-coated targets. Both NKSF and IL-2 induced marked upregulation of several NK cell adhesion molecules known to participate in cytolysis, including CD2, CD11a, and CD54. However, NKSF activates NK cells through a pathway distinct from that of IL-2, since the presence of anti-IL-2 receptor (anti-IL-2R) antibodies or IL-4 did not inhibit the effects of NKSF. NKSF by itself induced very little proliferation of resting NK cells. NK cells preactivated in vitro with IL-2 demonstrated enhanced proliferation to NKSF, but the degree of proliferation was always inferior to that induced by IL-2 alone. Moreover, NKSF strongly inhibited IL-2-induced proliferation of either resting or preactivated NK cells. This inhibition was not the result of decreased IL-2R expression, because NKSF-activated NK cells expressed higher levels of both IL-2Rs p75 and p55. Furthermore, NKSF did not inhibit the proliferation of mitogen-activated T cells, indicating a selective effect on NK cell proliferation. Human NK cells expanded in vivo by prolonged continuous infusions of IL-2 remained fully responsive to NKSF. Picomolar concentrations of NKSF were as effective as nanomolar concentrations of IL-2 in augmenting the cytolytic activity of NK cells expanded in vivo by IL-2. NKSF may play an important role in the regulation of human NK cell function, and its possible use as a therapeutic cytokine deserves further investigation.

Gene therapy for Canavan disease results in a decrease in pathologically elevated N -acetyl-aspartate concentrations in the brain and long-term clinical stabilization.