Abstract Hepatic transdifferentiation of bone marrow cells has been previously demonstrated by intravenous administration of donor cells, which may recirculate to the liver after undergoing proliferation and differentiation in the recipient's bone marrow. In the present study, to elucidate which cellular components of human bone marrow more potently differentiate into hepatocytes, we fractionated human bone marrow cells into mesenchymal stem cells (MSCs), CD34+ cells, and non-MSCs/CD34- cells and examined them by directly xenografting to allylalcohol (AA)-treated rat liver. Hepatocyte-like cells, as revealed by positive immunostaining for human-specific alpha-fetoprotein (AFP), albumin (Alb), cytokeratin 19 (CK19), cytokeratin 18 (CK18), and asialoglycoprotein receptor (AGPR), and by reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) for expression of AFP and Alb mRNA, were observed only in recipient livers with MSC fractions. Cell fusion was not likely involved since both human and rat chromosomes were independently identified by fluorescence in situ hybridization (FISH). The differentiation appeared to follow the process of hepatic ontogeny, reprogramming of gene expression in the genome of MSCs, as evidenced by expression of the AFP gene at an early stage and the albumin gene at a later stage. In conclusion, we have demonstrated that MSCs are the most potent component in hepatic differentiation, as revealed by directly xenografting into rat livers. (Blood. 2005;106:756-763)

Transplantation of human mesenchymal stem cells has been shown to reduce infarct size and improve functional outcome in animal models of stroke. Here, we report a study designed to assess feasibility and safety of transplantation of autologous human mesenchymal stem cells expanded in autologous human serum in stroke patients. We report an unblinded study on 12 patients with ischaemic grey matter, white matter and mixed lesions, in contrast to a prior study on autologous mesenchymal stem cells expanded in foetal calf serum that focused on grey matter lesions. Cells cultured in human serum expanded more rapidly than in foetal calf serum, reducing cell preparation time and risk of transmissible disorders such as bovine spongiform encephalomyelitis. Autologous mesenchymal stem cells were delivered intravenously 36–133 days post-stroke. All patients had magnetic resonance angiography to identify vascular lesions, and magnetic resonance imaging prior to cell infusion and at intervals up to 1 year after. Magnetic resonance perfusion-imaging and 3D-tractography were carried out in some patients. Neurological status was scored using the National Institutes of Health Stroke Scale and modified Rankin scores. We did not observe any central nervous system tumours, abnormal cell growths or neurological deterioration, and there was no evidence for venous thromboembolism, systemic malignancy or systemic infection in any of the patients following stem cell infusion. The median daily rate of National Institutes of Health Stroke Scale change was 0.36 during the first week post-infusion, compared with a median daily rate of change of 0.04 from the first day of testing to immediately before infusion. Daily rates of change in National Institutes of Health Stroke Scale scores during longer post-infusion intervals that more closely matched the interval between initial scoring and cell infusion also showed an increase following cell infusion. Mean lesion volume as assessed by magnetic resonance imaging was reduced by >20% at 1 week post-cell infusion. While we would emphasize that the current study was unblinded, did not assess overall function or relative functional importance of different types of deficits, and does not exclude placebo effects or a contribution of recovery as a result of the natural history of stroke, our observations provide evidence supporting the feasibility and safety of delivery of a relatively large dose of autologous mesenchymal human stem cells, cultured in autologous human serum, into human subjects with stroke and support the need for additional blinded, placebo-controlled studies on autologous mesenchymal human stem cell infusion in stroke.

An (hk0)-oriented p-type CaFe2O4 (E(g): 1.9 eV) photocathode was prepared, and hydrogen and oxygen gases were produced from a photocell short-circuited by connecting the CaFe2O4 and n-type TiO2 electrodes under illumination without applying an external voltage. The open-circuited voltage was 0.97 V and the short-circuit current was about 200 μA/cm(2), and the amount of evaluated hydrogen and oxygen gases after 2 days of reaction were about 70 and 4 μmol, respectively.

Watch a video of this article.

This study proposes an integrated model for simulating Coble creep deformation and void nucleation/growth in a 3D polycrystalline solid. Part I of the paper provides a theoretical framework for the proposed model. A representative volume element approach is employed to predict the effects of 3D polycrystalline morphology. The model comprises two distinct but interconnected stages: deformation and void nucleation/growth. The deformation stage of the proposed model comprises two sub-models: grain boundary (GB) migration and GB diffusion. The void nucleation/growth stage is composed of three consecutive calculations: void nucleation, void growth, and postprocessing. The process simulated in the void nucleation/growth stage is driven by relative GB velocity of the respective GBFs and diffusional fluxes between adjacent GBFs, which are provided from the deformation stage. The void nucleation rate is quantified using the relative GB velocity, and the initial void size is determined based on the stability condition for void existence derived from Helmholtz free energy. The void growth rate is evaluated by the atomic diffusion on the GBF and the surface of each void.

Abstract The stiffness of human cancers may be corelated with their pathology, and can be used as a biomarker for diagnosis, malignancy prediction, molecular expression, and postoperative complications. Neurosurgeons perform tumor resection based on tactile sensations. However, it takes years of surgical experience to appropriately distinguish brain tumors from surrounding parenchymal tissue. Haptics is a technology related to the touch sensation. Haptic technology can amplify, transmit, record, and reproduce real sensations, and the physical properties (e.g., stiffness) of an object can be quantified. In the present study, glioblastoma (SF126-firefly luciferase-mCherry [FmC], U87-FmC, U251-FmC) and malignant meningioma (IOMM-Lee-FmC, HKBMM-FmC) cell lines were transplanted into nude mice, and the stiffness of tumors and normal brain tissues were measured using our newly developed surgical forceps equipped with haptic technology. We found that all five brain tumor tissues were stiffer than normal brain tissue (p<0.001), and that brain tumor pathology (three types of glioblastomas, two types of malignant meningioma) was significantly stiffer than normal brain tissue (p<0.001 for all). While glioblastomas showed no significant stiffness differences (p=0.468), IOMM-Lee-FmC was stiffer than HKBMM-FmC among meningiomas (p=0.032). Histologically, compared with IOMM-Lee-FmC, HKBMM-FmC showed abundant necrotic foci (i.e., similar to glioblastoma), which may explain the differences in stiffness.