The corticospinal tract (CST) is the most important motor system in humans, yet robust regeneration of this projection after spinal cord injury (SCI) has not been accomplished. In murine models of SCI, we report robust corticospinal axon regeneration, functional synapse formation and improved skilled forelimb function after grafting multipotent neural progenitor cells into sites of SCI. Corticospinal regeneration requires grafts to be driven toward caudalized (spinal cord), rather than rostralized, fates. Fully mature caudalized neural grafts also support corticospinal regeneration. Moreover, corticospinal axons can emerge from neural grafts and regenerate beyond the lesion, a process that is potentially related to the attenuation of the glial scar. Rat corticospinal axons also regenerate into human donor grafts of caudal spinal cord identity. Collectively, these findings indicate that spinal cord 'replacement' with homologous neural stem cells enables robust regeneration of the corticospinal projection within and beyond spinal cord lesion sites, achieving a major unmet goal of SCI research and offering new possibilities for clinical translation.

Abstract The neurotrophic factor, Glial cell line derived neurotrophi factor (GDNF), exerts a variety of biological effects through binding to its receptors, GDNF family receptor alpha‐1 (GFRα1), and RET. However, the existence of cells expressing GFRα1 but not RET raises the possibility that GFRα1 can function independently from RET. Here, it is shown that GFRα1 released from repair Schwann cells (RSCs) functions as a ligand in a GDNF‐RET‐independent manner to promote axon regeneration after peripheral nerve injury (PNI). Local administration of GFRα1 into injured nerve promoted axon regeneration, even more when combined with GDNF blockade. GFRα1 bound to a receptor complex consisting of NCAM and integrin α7β1 of dorsal root ganglion neurons in a GDNF‐RET independent manner. This is further confirmed by the Ret Y1062F knock‐in mice, which cannot transmit most of GDNF‐RET signaling. Finally, local administration of GFRα1 into injured sciatic nerve promoted functional recovery. These findings reveal a novel role of GFRα1 as a ligand, the molecular mechanism supporting axon regeneration by RSCs, and a novel therapy for peripheral nerve repair.

Chronic compressive myelopathy (CCM) is a major cause of spinal cord disorders in the elderly, in which the spinal cord is compressed by bony or soft tissue structures. Although computed tomography myelography (CTM) has been clinically used for the diagnosis of CCM, a method of CTM in rodents remains to be developed.

Background/Objectives: Periprosthetic osteolysis is the primary cause of arthroplasty failure in the majority of patients. Mechanistically, wear debris released from the articulating surfaces of a prosthesis initiates local inflammation and several modes of regulated cell death programs, such as ferroptosis, which represents a promising therapeutic target in various chronic inflammatory diseases. Thus, the current study aimed at exploring the therapeutic potential of targeting ferroptosis in a polyethylene-wear-debris-induced osteolysis model. Methods: Inverted cell culture model was used for stimulating the cells with wear debris in vitro, and calvarial osteolysis model was used for evaluating the therapeutic effects of inhibitors in vivo. Results: The immunostaining of periprosthetic bone tissues demonstrated a number of osteocytes expressing ferroptosis markers. Likewise, the expressions of ferroptosis markers were confirmed in polyethylene-wear-debris-stimulated osteocyte-like cells and primary osteoblasts in a direct stimulation model but not in an indirect stimulation model. Furthermore, polyethylene wear debris was implanted onto calvarial bone and mice were treated with the ferroptosis inhibitors DFO and Fer-1. These treatments alleviated the inflammatory and pathological bone resorption induced by the wear debris implantation. Conclusions: Our data broaden the knowledge of the pathogenesis of periprosthetic osteolysis and highlight ferroptosis as a promising therapeutic target.

Cartilage repair is a significant clinical challenge because of the limited intrinsic healing capacity. Current therapeutic strategies, such as cell transplantation therapy, aim to overcome this challenge by replacing damaged tissue with healthy cells. However, the long-term survival and functionality of transplanted cells remain major hurdles.