Retrospective case series on long-term follow-up results of original expansive open-door laminoplasty for cervical myelopathy due to cervical spondylosis (CSM) and ossification of posterior longitudinal ligament (OPLL).To elucidate efficacy and problems of original open-door laminoplasty to improve future surgical outcomes.Little information is available on long-term outcomes of original open-door laminoplasty without grafts, implants, or instruments.The study group included 80 patients who underwent original open-door laminoplasty and were followed for minimum 10 years. Clinical results, including Japanese Orthopedic Association scores, recovery rates, occurrences of complications, and long-term deterioration were investigated. Cervical alignments, type of OPLL, cervical range of motion, anteroposterior diameter of spinal canal, and progression of OPLL were assessed on plain radiographs. Spinal cord decompression was verified on magnetic resonance imaging.Average Japanese Orthopedic Association score and recovery rate improved significantly until 3 years after surgery and remained at an acceptable level in both cervical spondylosis and OPLL patients with slight deterioration after 5 years. Segmental motor palsy developed in 8 patients. Late deterioration, mainly lower extremity motor score decline, developed in 8 CSM and 16 OPLL patients. Overall cervical range of motion decreased by 36%. Patients with cervical lordosis decreased gradually in both patient groups. Such changes in alignments did not affect surgical results in CSM patients, while OPLL patients with preoperative kyphosis had lower recovery rates than those with straight and lordotic alignments. OPLL progression that was detected in 66% of patients did not affect clinical results. Although infrequent, magnetic resonance imaging revealed atrophy of spinal cord, spinal cord compression at adjacent segments due to degenerative changes and OPLL progression.Long-term results of open-door laminoplasty without bone graft, graft substitutes, or instruments were satisfactory. However, segmental motor paralysis, kyphosis, established before and after surgery, OPLL progression, and late deterioration due to age-related degeneration remain challenging problems.

Although recent reports have described multipotent, self-renewing, neural crest-derived stem cells (NCSCs), the NCSCs in various adult rodent tissues have not been well characterized or compared. Here we identified NCSCs in the bone marrow (BM), dorsal root ganglia, and whisker pad and prospectively isolated them from adult transgenic mice encoding neural crest-specific P0-Cre/Floxed-EGFP and Wnt1-Cre/Floxed-EGFP. Cultured EGFP-positive cells formed neurosphere-like structures that expressed NCSC genes and could differentiate into neurons, glial cells, and myofibroblasts, but the frequency of the cell types was tissue source dependent. Interestingly, we observed NCSCs in the aorta-gonad-mesonephros region, circulating blood, and liver at the embryonic stage, suggesting that NCSCs migrate through the bloodstream to the BM and providing an explanation for how neural cells are generated from the BM. The identification of NCSCs in accessible adult tissue provides a new potential source for autologous cell therapy after nerve injury or disease.

Abstract TNF-α, a potent proinflammatory cytokine, is synthesized as a membrane-anchored precursor and proteolytically released from cells. Soluble TNF is the primary mediator of pathologies such as rheumatoid arthritis, Crohn’s disease, and endotoxin shock. The TNF-α converting enzyme (TACE), a disintegrin and metalloprotease 17 (ADAM17), has emerged as the best candidate TNF sheddase, but other proteinases can also release TNF. Because TACE-deficient mice die shortly after birth, we generated conditional TACE-deficient mice to address whether TACE is the relevant sheddase for TNF in adult mice. In this study, we report that TACE inactivation in myeloid cells or temporal inactivation at 6 wk offers strong protection from endotoxin shock lethality in mice by preventing increased TNF serum levels. These findings corroborate that TACE is the major endotoxin-stimulated TNF sheddase in mouse myeloid cells in vivo, thereby further validating TACE as a principal target for the treatment of TNF-dependent pathologies.

Murine and human iPSC-NS/PCs (induced pluripotent stem cell-derived neural stem/progenitor cells) promote functional recovery following transplantation into the injured spinal cord in rodents. However, for clinical applicability, it is critical to obtain proof of the concept regarding the efficacy of grafted human iPSC-NS/PCs (hiPSC-NS/PCs) for the repair of spinal cord injury (SCI) in a non-human primate model. This study used a pre-evaluated "safe" hiPSC-NS/PC clone and an adult common marmoset (Callithrix jacchus) model of contusive SCI. SCI was induced at the fifth cervical level (C5), followed by transplantation of hiPSC-NS/PCs at 9 days after injury. Behavioral analyses were performed from the time of the initial injury until 12 weeks after SCI. Grafted hiPSC-NS/PCs survived and differentiated into all three neural lineages. Furthermore, transplantation of hiPSC-NS/PCs enhanced axonal sparing/regrowth and angiogenesis, and prevented the demyelination after SCI compared with that in vehicle control animals. Notably, no tumor formation occurred for at least 12 weeks after transplantation. Quantitative RT-PCR showed that mRNA expression levels of human neurotrophic factors were significantly higher in cultured hiPSC-NS/PCs than in human dermal fibroblasts (hDFs). Finally, behavioral tests showed that hiPSC-NS/PCs promoted functional recovery after SCI in the common marmoset. Taken together, these results indicate that pre-evaluated safe hiPSC-NS/PCs are a potential source of cells for the treatment of SCI in the clinic.

Previously, we described the safety and therapeutic potential of neurospheres (NSs) derived from a human induced pluripotent stem cell (iPSC) clone, 201B7, in a spinal cord injury (SCI) mouse model. However, several safety issues concerning iPSC-based cell therapy remain unresolved. Here, we investigated another iPSC clone, 253G1, that we established by transducing OCT4, SOX2, and KLF4 into adult human dermal fibroblasts collected from the same donor who provided the 201B7 clone. The grafted 253G1-NSs survived, differentiated into three neural lineages, and promoted functional recovery accompanied by stimulated synapse formation 47 days after transplantation. However, long-term observation (for up to 103 days) revealed deteriorated motor function accompanied by tumor formation. The tumors consisted of Nestin(+) undifferentiated neural cells and exhibited activation of the OCT4 transgene. Transcriptome analysis revealed that a heightened mesenchymal transition may have contributed to the progression of tumors derived from grafted cells.

Oxidative stress has been reported to be involved in numerous human diseases, including musculoskeletal disorders such as osteoarthritis. However, the interaction between intervertebral disc (IVD) degeneration and oxidative stress is not well understood. The purpose of the present study was to elucidate the contribution of oxidative stress to IVD degeneration and the efficacy of antioxidant treatment for degenerative discs.The expression level of an oxidative stress marker, nitrotyrosine, was assessed by immunohistochemistry and Western blotting. For evaluating intracellular reactive oxygen species (ROS) levels and oxidative stress in rat annulus fibrosus (AF) cells, flow cytometry and luciferase assay with an OKD48 construct were performed. The grade of IVD degeneration was assessed by magnetic resonance imaging and histological analysis.A high frequency of nitrotyrosine-positive cells was observed in rat and human degenerative discs. mRNA expression of catabolic factors such as tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha), matrix metalloprotease-3 (MMP-3), and cyclooxygenase-2 (COX-2) was significantly induced by treatment with H2O2 or buthionine sulfoximine, whereas that of aggrecan, an important chondrogenic proteoglycan, was reduced in a dose-dependent manner. Treatment with mitogen-activated protein kinase (MAPK) inhibitors blocked the inductive effect of excessive ROS on COX-2 mRNA expression. Western blotting confirmed the phosphorylation of MAPKs in H2O2 and BSO-treated AF cells. Conversely, we showed that TNF-α induced oxidative stress with increased intracellular ROS levels in AF cells. Treatment with the antioxidant N-acetyl cysteine (NAC) abrogated the catabolic effect of excessive ROS and TNF-alpha in vitro. Finally, we showed that oral administration of NAC prevented IVD degeneration in rat degenerative model.A positive feedback loop was formed between excessive ROS and TNF-alpha in AF cells. Thus, oxidative stress contributes to the progression of IVD degeneration and NAC can be a therapeutic option for IVD degeneration.