Abstract Endocytosis involves plasma membrane-derived vesicles for the recycling of intra- and extracellular components. Increasing evidence suggests that endocytosis is related to maintaining intracellular homeostasis and defense against disease. Consequently, investigation of the endocytic pathway attracts considerable scientific interest. This study reports live-cell imaging of endocytosis using the newly-developed fluorescent probe ECGreen. We demonstrate that ECGreen is not membrane permeable and its fluorescence signal increases in acidic conditions. Because of these characteristics, ECGreen remains on the plasma membrane, and then shows increased fluorescence when it is internalized into the acidic vesicles formed in the endocytic process. ECGreen allows direct observation of the internalized vesicle; it is a valuable new probe for endocytic imaging.

ABSTRACT The plasma membrane (PM) plays a critical role in many cellular processes, and PM dysfunction is a key biomarker related to the cell status and several diseases. Imaging techniques using small fluorescent probes have become increasingly important tools for visualizing living cells, particularly their PMs. Among the commercially available PM-specific probes, PKH dyes are widely used; however, the utility of these dyes is limited by their short membrane retention times and high cytotoxicity. Herein, PlasMem Bright Green and Red are implemented as new PM-specific fluorescent probes, which employ a polycyclic aromatic fluorophore to improve their retention ability and a strong acid moiety to reduce their transmembrane diffusion and cytotoxicity. We demonstrate that the long retention and low cytotoxicity of the PlasMem Bright dyes enable them to be applied for observing neuronal PMs and monitoring PM dynamics involving the endocytic pathway. Furthermore, we successfully detected mitochondria in nerve axons over long periods using PlasMem Bright dyes. Finally, the combined use of exosome staining probes and PlasMem Bright dyes allowed clear visualization of the endocytic pathway. TOC graphic

Abstract Background Biliary atresia (BA) is an intractable disease of unknown cause that develops in the neonatal period. It causes jaundice and liver damage due to the destruction of extrahepatic biliary tracts,. We have found that heterozygous knockout mice of the SRY related HMG-box 17 (Sox17) gene, a master regulator of stem/progenitor cells in the gallbladder wall, exhibit a condition like BA. However, the precise contribution of hypoplastic gallbladder wall to the pathogenesis of hepatobiliary disease in Sox17 heterozygous embryos and human BA remains unclear. Methods We employed cholangiography and histological analyses in the mouse BA model. Furthermore, we conducted a retrospective analysis of human BA. Results We show that gallbladder wall hypoplasia causes abnormal multiple connections between the hilar hepatic bile ducts and the gallbladder-cystic duct in Sox17 heterozygous embryos. These multiple hilar extrahepatic ducts fuse with the developing intrahepatic duct walls and pull them out of the liver parenchyma, resulting in abnormal intrahepatic duct network and severe cholestasis. In human BA with gallbladder wall hypoplasia (i.e., abnormally reduced expression of SOX17), we also identify a strong association between reduced gallbladder width (a morphometric parameter indicating gallbladder wall hypoplasia) and severe liver injury at the time of the Kasai surgery, like the Sox17 -mutant mouse model. Conclusions Together with the close correlation between gallbladder wall hypoplasia and liver damage in both mouse and human cases, these findings provide an insight into the critical role of SOX17-positive gallbladder walls in establishing functional bile duct networks in the hepatic hilus of neonates.

A large number of myocytes is necessary to treat intractable muscular disorders such as Duchenne muscular dystrophy with cell-based therapies. However, starting materials for cellular therapy products such as myoblasts, marrow stromal cells, menstrual blood-derived cells and placenta-derived cells have a limited lifespan and cease to proliferate in vitro. From the viewpoints of manufacturing and quality control, cells with a long lifespan are more suitable as a starting material. In this study, we generated stromal cells for future myoblast therapy from a working cell bank of human embryonic stem cells (ESCs). The ESC-derived CD105+ cells with extensive in vitro proliferation capability exhibited myogenesis and genetic stability in vitro. These results imply that ESC-derived CD105+ cells are another cell source for myoblasts in cell-based therapy for patients with genetic muscular disorders. Since ESCs are immortal, mesenchymal stromal cells generated from ESCs can be manufactured at a large scale in one lot for pharmaceutical purposes.