The receptor protein tyrosine phosphatase HmLAR1 is up-regulated in the CNS of the adult medicinal leech following injury and is required for neuronal sprouting and regeneration
Research article published in Molecular and cellular neurosciences (2010)
Abstract
LAR-like receptor protein tyrosine phosphatases (RPTPs), which are abundantly expressed in the nervous systems of most if not all bilaterian animals thus far examined, have been implicated in regulating a variety of critical neuronal processes. These include neuronal pathfinding, adhesion and synaptogenesis during development and, in adult mammals, neuronal regeneration. Here we explored a possible role of a LAR-like RPTP (HmLAR1) in response to mechanical trauma in the adult nervous system of the medicinal leech. In situ hybridization and QPCR analyses of HmLAR1 expression in individual segmental ganglia revealed a significant up-regulation in receptor expression following CNS injury, both in situ and following a period in vitro. Furthermore, we observed up-regulation in the expression of the leech homologue of the Abelson tyrosine kinase, a putative signaling partner to LAR receptors, but not among other tyrosine kinases. The effects on neuronal regeneration were assayed by comparing growth across a nerve crush by projections of individual dorsal P neurons (P(D)) following single-cell injection of interfering RNAs against the receptor or control RNAs. Receptor RNAi led to a significant reduction in HmLAR1 expression by the injected cells and resulted in a significant decrease in sprouting and regenerative growth at the crush site relative to controls. These studies extend the role of the HmLARs from leech neuronal development to adult neuronal regeneration and provide a platform to investigate neuronal regeneration and gene regulation at the single cell level.
Abstract aus PubMed (NCBI) für den zitierten Eintrag, in der Originalsprache wiedergegeben. Maßgeblich ist die Fassung der Originalpublikation.
Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.
Zusammenfassung
In the medicinal leech, CNS injury up-regulated the receptor tyrosine phosphatase HmLAR1 in segmental ganglia; RNAi knockdown of the receptor significantly reduced dorsal P neuron sprouting and regenerative growth across a nerve crush, implicating HmLARs in adult neuronal regeneration.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Direkt an Hirudo medicinalis arbeitend, stellte diese Studie fest, dass die LAR-ähnliche Rezeptor-Protein-Tyrosinphosphatase HmLAR1 im zentralen Nervensystem des adulten medizinischen Egels nach einer Verletzung hochreguliert wird und für das neuronale Sprouting und die Regeneration erforderlich ist: Ein Einzelzell-RNAi-Knockdown von HmLAR1 in identifizierten P-Neuronen reduzierte das Sprouting und das regenerative Wachstum über eine Nervenquetschung hinweg im Vergleich zu Kontrollen signifikant, und das Egel-Homolog der Abelson-Tyrosinkinase war ebenfalls hochreguliert. Dies ist bedeutsam, weil hier der medizinische Egel als leicht handhabbares Modellnervensystem genutzt wird, um mit Einzelzellauflösung die molekulare Maschinerie der adulten neuronalen Regeneration zu entschlüsseln — dieselbe gut kartierte Neurobiologie, die Hirudo zu einem klassischen Labororganismus gemacht hat und die das wissenschaftliche Interesse an dieser Art über ihr antikoagulatorisches Sekretom hinaus begründet. Als Einschränkung: Dies ist präklinische Entwicklungsneurowissenschaft auf Organismusebene im Egel selbst; sie steht in keinem Zusammenhang mit klinischen Ergebnissen der Hirudotherapie und sagt nichts über die Behandlung menschlicher Erkrankungen aus.
Zitation
The receptor protein tyrosine phosphatase HmLAR1 is up-regulated in the CNS of the adult medicinal leech following injury and is required for neuronal sprouting and regeneration.
Sethi J et al. · Molecular and cellular neurosciences, 2010
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