Significance Patients suffering from ischemic strokes have limited therapeutic options and are often left with considerable disabilities. To promote neurological recovery, angiogenesis has been proposed as a promising therapeutic target. So far, experimental efforts to enhance vessel growth have almost exclusively focused on vascular growth factor supplementation; this approach has been shown not to be clinically viable due to hemorrhagic risks. Here, we pursued an alternative approach by targeting the guidance molecule Nogo-A, which has been recently shown to inhibit developmental central nervous system angiogenesis. Blockage of the Nogo-A pathway results in restoration of a mature vascular bed within the periinfarct zone. Moreover, we observe enhanced recovery-associated tissue responses and regain of motor functions that strongly correlate with vascular growth.

Summary

 Although the neurogenesis-enhancing effects of exercise have been extensively studied, the molecular mechanisms underlying this response remain unclear. Here, we propose that this is mediated by the exercise-induced systemic release of the antioxidant selenium transport protein, selenoprotein P (SEPP1). Using knockout mouse models, we confirmed that SEPP1 and its receptor low-density lipoprotein receptor-related protein 8 (LRP8) are required for the exercise-induced increase in adult hippocampal neurogenesis. In vivo selenium infusion increased hippocampal neural precursor cell (NPC) proliferation and adult neurogenesis. Mimicking the effect of exercise through dietary selenium supplementation restored neurogenesis and reversed the cognitive decline associated with aging and hippocampal injury, suggesting potential therapeutic relevance. These results provide a molecular mechanism linking exercise-induced changes in the systemic environment to the activation of quiescent hippocampal NPCs and their subsequent recruitment into the neurogenic trajectory.

Injuries to the CNS lead to severe and often irreversible deficits in sensorimotor and autonomous function. In spinal cord injury (SCI), mechanical damage results in the death of local neurons and glia at the lesion site within minutes to hours. This is followed by a delayed secondary damage phase

Blood vessels nurture every part of the human body. Consequently, abnormalities in the vasculature are closely associated with a variety of diseases, including cerebral stroke, heart disease, retinopathy, and cancer. Pro- or antiangiogenic therapies can influence these diseases by regulating the growth of new blood vessels from a pre-existing vascular network or dampening excessive blood growth. However, clinical translation of these approaches is slow and challenging. In this review, we discuss recent preclinical approaches to regulate angiogenesis and their potential and risks in a clinical setting.-Rust, R., Gantner, C., Schwab, M. E. Pro- and antiangiogenic therapies: current status and clinical implications.

Summary

 The apolipoprotein E4 (APOE4) variant is the strongest genetic risk factor for Alzheimer disease (AD), while the APOE2 allele is protective. A major question is how different APOE genotypes affect the physiology of astrocytes, the main APOE-producing brain cells. Here, we differentiated human APOE-isogenic induced pluripotent stem cells (iPSCs) (APOE4, E3, E2, and APOE knockout [APOE-KO]) to functional "iAstrocytes". Mass-spectrometry-based proteomic analysis showed genotype-dependent reductions of cholesterol and lipid metabolic and biosynthetic pathways (reduction: APOE4 > E3 > E2). Cholesterol efflux and biosynthesis were reduced in APOE4 iAstrocytes, while subcellular localization of cholesterol in lysosomes was elevated. An increase in immunoregulatory proteomic pathways (APOE4 > E3 > E2) was accompanied by elevated cytokine release in APOE4 cells (APOE4 > E3 > E2 > KO). Activation of iAstrocytes exacerbated proteomic changes and cytokine secretion mostly in APOE4 iAstrocytes, while APOE2 and APOE-KO iAstrocytes were least affected. Taken together, APOE4 iAstrocytes reveal a disease-relevant phenotype, causing dysregulated cholesterol/lipid homeostasis, increased inflammatory signaling, and reduced β-amyloid uptake, while APOE2 iAstrocytes show opposing effects.

The mouse retina provides an excellent model for studying angiogenesis. Recent advancements in high-throughput microscopy and image analysis provide great tools to visualize and describe the complexity of the retinal vascular architecture in a detailed and comprehensive way. Most developmental studies have focused on only a few parameters mostly in the inner-most layers that do not describe the entirety of the three-dimensional vascular network. Here, we analyzed the entire three-dimensional retinal vascular architecture and its growth and remodeling starting from the age of postnatal day 3 to 4 months in mice. We show plexus specific characteristics of the vasculature in terms of vascular tissue fraction, branching and length of the blood vessels, and distance and distribution between single capillaries. Such detailed knowledge is of particular interest, as it has become apparent that disease-specific mechanisms and treatments affect the retinal vasculature often in a plexus specific way.

Abstract Angiogenesis is a key restorative process following stroke but has also been linked to increased vascular permeability and blood brain barrier (BBB) disruption. Previous pre-clinical approaches primarily focused on the administration of vascular endothelial growth factor (VEGF) to promote vascular repair after stroke. Although shown to improve angiogenesis and functional recovery from stroke, VEGF increased the risk of blood brain barrier disruption and bleedings to such an extent that its clinical use is contraindicated. As an alternative strategy, antibodies against the neurite growth inhibitory factor Nogo-A have recently been shown to enhance vascular regeneration in the ischemic central nervous system (CNS); however, their effect on vascular permeability is unknown. Here, we demonstrate that antibody-mediated Nogo-A neutralization following stroke has strong pro-angiogenic effects but does not increase vascular permeability as opposed to VEGF. Moreover, VEGF-induced vascular permeability was partially prevented when VEGF was co-administered with anti-Nogo-A antibodies. This study may provide a novel therapeutic strategy for vascular repair and maturation in the ischemic brain.

Stroke remains a major cause of serious disability due to the brain’s limited capacity to regenerate. Current treatments focus on acute recanalization of the occluded blood vessels; however, currently there are no approved therapy options to regenerate neural circuits and reduce stroke-related disability. To promote recovery, therapeutic angiogenesis has been proposed as a promising target. Although restoration of blood vessels providing oxygen and nutrients to the peri-infarct regions may be beneficial, newly generated capillaries may also carry pathophysiological risk factors that need to be considered. One major concern are adverse effects including edema formation and haemorrhagic transformation due to the comprised endothelial barrier function during vascular remodelling. This brief opinion article will discuss the challenges and the newest advancements of angiogenesis as a therapeutic strategy for ischemic stroke.

The distinct organization of the brain's vasculature ensures the adequate delivery of oxygen and nutrients during development and adulthood. Acute and chronic pathological changes of the vascular system have been implicated in many neurological disorders including stroke and dementia. Here, we describe a fast, automated method that allows the highly reproducible, quantitative assessment of distinct vascular parameters and their changes based on the open source software Fiji (ImageJ). In particular, we developed a practical guide to reliably measure aspects of growth, repair and maturation of the brain's vasculature during development and neurovascular disease in mice and humans. The script can be used to assess the effects of different external factors including pharmacological treatments or disease states. Moreover, the procedure is expandable to blood vessels of other organs and vascular in vitro models.

Blood brain barrier (BBB) damage is an important pathophysiological feature of ischemic stroke which significantly contributes to development of severe brain injury and therefore is an interesting target for therapeutic intervention. A popular permanent occlusion model to study long term recovery following stroke is the photothrombotic model, which so far has not been anatomically characterized for BBB leakage beyond the acute phase. Here, we observed enhanced BBB permeability over a time course of three weeks in peri-infarct and core regions of the ischemic cortex. Slight increases in BBB permeability could also be seen in the contralesional cortex, hippocampus and the cerebellum at different time points, regions where lesion-induced degeneration of pathways is prominent. Severe damage of tight junctions and loss of pericytes was observed within the peri-infarct region. Overall, the photothrombotic stroke model reproduces a variety of features observed in human stroke and thus, represents a suitable model to study BBB damage and therapeutic approaches interfering with this process.