Post-synaptic Release of the Neuronal Tissue-Type Plasminogen Activator (tPA)

The neuronal serine protease tissue-type Plasminogen Activator (tPA) is an important player of the neuronal survival and of the synaptic plasticity. Thus, a better understanding the mechanisms regulating the neuronal trafficking of tPA is required to further understand how tPA can influence brain functions. Using confocal imaging including living cells and high-resolution cell imaging combined with an innovating labeling of tPA, we demonstrate that the neuronal tPA is contained in endosomal vesicles positives for Rabs and in exosomal vesicles positives for synaptobrevin-2 (VAMP2) in dendrites and axons. tPA-containing vesicles differ in their dynamics with the dendritic tPA containing-vesicles less mobile than the axonal tPA-containing vesicles, these laters displaying mainly a retrograde trafficking. Interestingly spontaneous exocytosis of tPA containing-vesicles occurs largely in dendrites

Influences de l'activateur tissulaire du plasminogène à la synapse neuronale

The discovery of the neuronal expression of the serine protease tissue type plasminogen activator (tPA) has opened new avenues of research, with important functions of tPA in the physiopathology of the central nervous system. For example, its interactions with synaptic receptors (NMDAR, LRP1, Annexin II, and EGFR) and its role in the maturation of BDNF have been reported to mediate its ability to control synaptic plasticity and neuronal survival. Thus, a better description of the mechanisms regulating the neuronal trafficking of tPA is important to better understand how tPA can influence brain functions and dysfunctions.Here, using high-resolution live cell imaging and a panel of innovative genetic approaches, we revealed that neuronal activity directly control the dendritic and axonal trafficking of tPA. We first unmasked the dynamic characteristics of the dendritic and axonal trafficking of tPA-containing vesicles under different paradigms of neuronal activations and inhibitions. We described that neuronal activity affect dendritic and axonal tPA trafficking, in particular in an activating state. Surprisingly, neuronal inhibition had no effect on tPA vesicles trafficking and exocytosis, highlighting a constitutive secretion mechanism of tPA in cortical neurons. Moreover, the axonal anterograde vesicles of tPA shown similarities with VAMP2 positives vesicles in resting and activating state of neurons suggesting a cotrafficking in the same vesicles. We also observed that the synaptic release of tPA led to an increase of the exocytosis of VGlut1 positives vesicles containing glutamate. Finally, we described alterations of the trafficking and exocytosis of the neuronal tPA in an Alzheimer disease (AD) model. Altogether, these data provide new insights about the neuronal trafficking of tPA, contributing to a better knowledge in the understanding of its implications in the control of the glutamatergic neurotransmission and subsequent brain functions and dysfunctions.La découverte de l'expression neuronale de l'activateur tissulaire du plasminogène (tPA) a ouvert de nouvelles voies de recherche, par des fonctions importantes dans la physiopathologie du système nerveux central. Par exemple, ses interactions avec les récepteurs synaptiques (NMDAR, LRP1, Annexine II et EGFR) et son rôle dans la maturation du BDNF lui donne la capacité de moduler la plasticité synaptique et la survie neuronale. Ainsi, une meilleure description des mécanismes régulant le trafic neuronal du tPA serait importante pour mieux comprendre comment il peut influencer le fonctionnement physiologique et pathologique cerveau. Dans cette étude, par l’utilisation l'imagerie de cellules vivantes en haute résolution et un panel d'approches génétiques innovantes, nous avons révélé que l'activité neuronale contrôle directement le trafic dendritique et axonal du tPA. Nous avons en premier lieu décrit précisément le trafic dendritique et axonal des vésicules contenant le tPA sous différents paradigmes d'activations et d'inhibitions neuronales. Nous avons remarqué que l’activation neuronale affecte le transport et la libération dendritique et axonal des vésicules contenant le tPA. Étonnamment, l'inhibition neuronale n'a eu aucun effet sur le trafic et l’exocytose du tPA, mettant en évidence un mécanisme de sécrétion constitutif de tPA dans les neurones corticaux. De plus, les vésicules antérogrades axonales du tPA montrent des similitudes avec les vésicules contenant VAMP2 en conditions de repos et d’activation des neurones suggérant un co-trafic dans les mêmes vésicules. Nous avons également observé que la libération synaptique de tPA entraînait une augmentation de l'exocytose des vésicules VGlut1 positives contenant du glutamate. Enfin, nous avons décrit des altérations du trafic et de l'exocytose du tPA neuronal dans un modèle de maladie d'Alzheimer. Ensemble, ces données fournissent de nouvelles informations sur le trafic neuronal du tPA, contribuant à une meilleure compréhension de ses implications dans le contrôle de la neurotransmission glutamatergique

Influence of tissue-type plasminogen activateur (tPA) at the glutamatergic synapse

La découverte de l'expression neuronale de l'activateur tissulaire du plasminogène (tPA) a ouvert de nouvelles voies de recherche, par des fonctions importantes dans la physiopathologie du système nerveux central. Par exemple, ses interactions avec les récepteurs synaptiques (NMDAR, LRP1, Annexine II et EGFR) et son rôle dans la maturation du BDNF lui donne la capacité de moduler la plasticité synaptique et la survie neuronale. Ainsi, une meilleure description des mécanismes régulant le trafic neuronal du tPA serait importante pour mieux comprendre comment il peut influencer le fonctionnement physiologique et pathologique cerveau. Dans cette étude, par l’utilisation l'imagerie de cellules vivantes en haute résolution et un panel d'approches génétiques innovantes, nous avons révélé que l'activité neuronale contrôle directement le trafic dendritique et axonal du tPA. Nous avons en premier lieu décrit précisément le trafic dendritique et axonal des vésicules contenant le tPA sous différents paradigmes d'activations et d'inhibitions neuronales. Nous avons remarqué que l’activation neuronale affecte le transport et la libération dendritique et axonal des vésicules contenant le tPA. Étonnamment, l'inhibition neuronale n'a eu aucun effet sur le trafic et l’exocytose du tPA, mettant en évidence un mécanisme de sécrétion constitutif de tPA dans les neurones corticaux. De plus, les vésicules antérogrades axonales du tPA montrent des similitudes avec les vésicules contenant VAMP2 en conditions de repos et d’activation des neurones suggérant un co-trafic dans les mêmes vésicules. Nous avons également observé que la libération synaptique de tPA entraînait une augmentation de l'exocytose des vésicules VGlut1 positives contenant du glutamate. Enfin, nous avons décrit des altérations du trafic et de l'exocytose du tPA neuronal dans un modèle de maladie d'Alzheimer. Ensemble, ces données fournissent de nouvelles informations sur le trafic neuronal du tPA, contribuant à une meilleure compréhension de ses implications dans le contrôle de la neurotransmission glutamatergique.The discovery of the neuronal expression of the serine protease tissue type plasminogen activator (tPA) has opened new avenues of research, with important functions of tPA in the physiopathology of the central nervous system. For example, its interactions with synaptic receptors (NMDAR, LRP1, Annexin II, and EGFR) and its role in the maturation of BDNF have been reported to mediate its ability to control synaptic plasticity and neuronal survival. Thus, a better description of the mechanisms regulating the neuronal trafficking of tPA is important to better understand how tPA can influence brain functions and dysfunctions.Here, using high-resolution live cell imaging and a panel of innovative genetic approaches, we revealed that neuronal activity directly control the dendritic and axonal trafficking of tPA. We first unmasked the dynamic characteristics of the dendritic and axonal trafficking of tPA-containing vesicles under different paradigms of neuronal activations and inhibitions. We described that neuronal activity affect dendritic and axonal tPA trafficking, in particular in an activating state. Surprisingly, neuronal inhibition had no effect on tPA vesicles trafficking and exocytosis, highlighting a constitutive secretion mechanism of tPA in cortical neurons. Moreover, the axonal anterograde vesicles of tPA shown similarities with VAMP2 positives vesicles in resting and activating state of neurons suggesting a cotrafficking in the same vesicles. We also observed that the synaptic release of tPA led to an increase of the exocytosis of VGlut1 positives vesicles containing glutamate. Finally, we described alterations of the trafficking and exocytosis of the neuronal tPA in an Alzheimer disease (AD) model. Altogether, these data provide new insights about the neuronal trafficking of tPA, contributing to a better knowledge in the understanding of its implications in the control of the glutamatergic neurotransmission and subsequent brain functions and dysfunctions

Influences de l'activateur tissulaire du plasminogène à la synapse neuronale

The discovery of the neuronal expression of the serine protease tissue type plasminogen activator (tPA) has opened new avenues of research, with important functions of tPA in the physiopathology of the central nervous system. For example, its interactions with synaptic receptors (NMDAR, LRP1, Annexin II, and EGFR) and its role in the maturation of BDNF have been reported to mediate its ability to control synaptic plasticity and neuronal survival. Thus, a better description of the mechanisms regulating the neuronal trafficking of tPA is important to better understand how tPA can influence brain functions and dysfunctions.Here, using high-resolution live cell imaging and a panel of innovative genetic approaches, we revealed that neuronal activity directly control the dendritic and axonal trafficking of tPA. We first unmasked the dynamic characteristics of the dendritic and axonal trafficking of tPA-containing vesicles under different paradigms of neuronal activations and inhibitions. We described that neuronal activity affect dendritic and axonal tPA trafficking, in particular in an activating state. Surprisingly, neuronal inhibition had no effect on tPA vesicles trafficking and exocytosis, highlighting a constitutive secretion mechanism of tPA in cortical neurons. Moreover, the axonal anterograde vesicles of tPA shown similarities with VAMP2 positives vesicles in resting and activating state of neurons suggesting a cotrafficking in the same vesicles. We also observed that the synaptic release of tPA led to an increase of the exocytosis of VGlut1 positives vesicles containing glutamate. Finally, we described alterations of the trafficking and exocytosis of the neuronal tPA in an Alzheimer disease (AD) model. Altogether, these data provide new insights about the neuronal trafficking of tPA, contributing to a better knowledge in the understanding of its implications in the control of the glutamatergic neurotransmission and subsequent brain functions and dysfunctions.La découverte de l'expression neuronale de l'activateur tissulaire du plasminogène (tPA) a ouvert de nouvelles voies de recherche, par des fonctions importantes dans la physiopathologie du système nerveux central. Par exemple, ses interactions avec les récepteurs synaptiques (NMDAR, LRP1, Annexine II et EGFR) et son rôle dans la maturation du BDNF lui donne la capacité de moduler la plasticité synaptique et la survie neuronale. Ainsi, une meilleure description des mécanismes régulant le trafic neuronal du tPA serait importante pour mieux comprendre comment il peut influencer le fonctionnement physiologique et pathologique cerveau. Dans cette étude, par l’utilisation l'imagerie de cellules vivantes en haute résolution et un panel d'approches génétiques innovantes, nous avons révélé que l'activité neuronale contrôle directement le trafic dendritique et axonal du tPA. Nous avons en premier lieu décrit précisément le trafic dendritique et axonal des vésicules contenant le tPA sous différents paradigmes d'activations et d'inhibitions neuronales. Nous avons remarqué que l’activation neuronale affecte le transport et la libération dendritique et axonal des vésicules contenant le tPA. Étonnamment, l'inhibition neuronale n'a eu aucun effet sur le trafic et l’exocytose du tPA, mettant en évidence un mécanisme de sécrétion constitutif de tPA dans les neurones corticaux. De plus, les vésicules antérogrades axonales du tPA montrent des similitudes avec les vésicules contenant VAMP2 en conditions de repos et d’activation des neurones suggérant un co-trafic dans les mêmes vésicules. Nous avons également observé que la libération synaptique de tPA entraînait une augmentation de l'exocytose des vésicules VGlut1 positives contenant du glutamate. Enfin, nous avons décrit des altérations du trafic et de l'exocytose du tPA neuronal dans un modèle de maladie d'Alzheimer. Ensemble, ces données fournissent de nouvelles informations sur le trafic neuronal du tPA, contribuant à une meilleure compréhension de ses implications dans le contrôle de la neurotransmission glutamatergique

Influences de l'activateur tissulaire du plasminogène à la synapse neuronale

The discovery of the neuronal expression of the serine protease tissue type plasminogen activator (tPA) has opened new avenues of research, with important functions of tPA in the physiopathology of the central nervous system. For example, its interactions with synaptic receptors (NMDAR, LRP1, Annexin II, and EGFR) and its role in the maturation of BDNF have been reported to mediate its ability to control synaptic plasticity and neuronal survival. Thus, a better description of the mechanisms regulating the neuronal trafficking of tPA is important to better understand how tPA can influence brain functions and dysfunctions.Here, using high-resolution live cell imaging and a panel of innovative genetic approaches, we revealed that neuronal activity directly control the dendritic and axonal trafficking of tPA. We first unmasked the dynamic characteristics of the dendritic and axonal trafficking of tPA-containing vesicles under different paradigms of neuronal activations and inhibitions. We described that neuronal activity affect dendritic and axonal tPA trafficking, in particular in an activating state. Surprisingly, neuronal inhibition had no effect on tPA vesicles trafficking and exocytosis, highlighting a constitutive secretion mechanism of tPA in cortical neurons. Moreover, the axonal anterograde vesicles of tPA shown similarities with VAMP2 positives vesicles in resting and activating state of neurons suggesting a cotrafficking in the same vesicles. We also observed that the synaptic release of tPA led to an increase of the exocytosis of VGlut1 positives vesicles containing glutamate. Finally, we described alterations of the trafficking and exocytosis of the neuronal tPA in an Alzheimer disease (AD) model. Altogether, these data provide new insights about the neuronal trafficking of tPA, contributing to a better knowledge in the understanding of its implications in the control of the glutamatergic neurotransmission and subsequent brain functions and dysfunctions.La découverte de l'expression neuronale de l'activateur tissulaire du plasminogène (tPA) a ouvert de nouvelles voies de recherche, par des fonctions importantes dans la physiopathologie du système nerveux central. Par exemple, ses interactions avec les récepteurs synaptiques (NMDAR, LRP1, Annexine II et EGFR) et son rôle dans la maturation du BDNF lui donne la capacité de moduler la plasticité synaptique et la survie neuronale. Ainsi, une meilleure description des mécanismes régulant le trafic neuronal du tPA serait importante pour mieux comprendre comment il peut influencer le fonctionnement physiologique et pathologique cerveau. Dans cette étude, par l’utilisation l'imagerie de cellules vivantes en haute résolution et un panel d'approches génétiques innovantes, nous avons révélé que l'activité neuronale contrôle directement le trafic dendritique et axonal du tPA. Nous avons en premier lieu décrit précisément le trafic dendritique et axonal des vésicules contenant le tPA sous différents paradigmes d'activations et d'inhibitions neuronales. Nous avons remarqué que l’activation neuronale affecte le transport et la libération dendritique et axonal des vésicules contenant le tPA. Étonnamment, l'inhibition neuronale n'a eu aucun effet sur le trafic et l’exocytose du tPA, mettant en évidence un mécanisme de sécrétion constitutif de tPA dans les neurones corticaux. De plus, les vésicules antérogrades axonales du tPA montrent des similitudes avec les vésicules contenant VAMP2 en conditions de repos et d’activation des neurones suggérant un co-trafic dans les mêmes vésicules. Nous avons également observé que la libération synaptique de tPA entraînait une augmentation de l'exocytose des vésicules VGlut1 positives contenant du glutamate. Enfin, nous avons décrit des altérations du trafic et de l'exocytose du tPA neuronal dans un modèle de maladie d'Alzheimer. Ensemble, ces données fournissent de nouvelles informations sur le trafic neuronal du tPA, contribuant à une meilleure compréhension de ses implications dans le contrôle de la neurotransmission glutamatergique

Influences de l'activateur tissulaire du plasminogène à la synapse neuronale

The discovery of the neuronal expression of the serine protease tissue type plasminogen activator (tPA) has opened new avenues of research, with important functions of tPA in the physiopathology of the central nervous system. For example, its interactions with synaptic receptors (NMDAR, LRP1, Annexin II, and EGFR) and its role in the maturation of BDNF have been reported to mediate its ability to control synaptic plasticity and neuronal survival. Thus, a better description of the mechanisms regulating the neuronal trafficking of tPA is important to better understand how tPA can influence brain functions and dysfunctions.Here, using high-resolution live cell imaging and a panel of innovative genetic approaches, we revealed that neuronal activity directly control the dendritic and axonal trafficking of tPA. We first unmasked the dynamic characteristics of the dendritic and axonal trafficking of tPA-containing vesicles under different paradigms of neuronal activations and inhibitions. We described that neuronal activity affect dendritic and axonal tPA trafficking, in particular in an activating state. Surprisingly, neuronal inhibition had no effect on tPA vesicles trafficking and exocytosis, highlighting a constitutive secretion mechanism of tPA in cortical neurons. Moreover, the axonal anterograde vesicles of tPA shown similarities with VAMP2 positives vesicles in resting and activating state of neurons suggesting a cotrafficking in the same vesicles. We also observed that the synaptic release of tPA led to an increase of the exocytosis of VGlut1 positives vesicles containing glutamate. Finally, we described alterations of the trafficking and exocytosis of the neuronal tPA in an Alzheimer disease (AD) model. Altogether, these data provide new insights about the neuronal trafficking of tPA, contributing to a better knowledge in the understanding of its implications in the control of the glutamatergic neurotransmission and subsequent brain functions and dysfunctions.La découverte de l'expression neuronale de l'activateur tissulaire du plasminogène (tPA) a ouvert de nouvelles voies de recherche, par des fonctions importantes dans la physiopathologie du système nerveux central. Par exemple, ses interactions avec les récepteurs synaptiques (NMDAR, LRP1, Annexine II et EGFR) et son rôle dans la maturation du BDNF lui donne la capacité de moduler la plasticité synaptique et la survie neuronale. Ainsi, une meilleure description des mécanismes régulant le trafic neuronal du tPA serait importante pour mieux comprendre comment il peut influencer le fonctionnement physiologique et pathologique cerveau. Dans cette étude, par l’utilisation l'imagerie de cellules vivantes en haute résolution et un panel d'approches génétiques innovantes, nous avons révélé que l'activité neuronale contrôle directement le trafic dendritique et axonal du tPA. Nous avons en premier lieu décrit précisément le trafic dendritique et axonal des vésicules contenant le tPA sous différents paradigmes d'activations et d'inhibitions neuronales. Nous avons remarqué que l’activation neuronale affecte le transport et la libération dendritique et axonal des vésicules contenant le tPA. Étonnamment, l'inhibition neuronale n'a eu aucun effet sur le trafic et l’exocytose du tPA, mettant en évidence un mécanisme de sécrétion constitutif de tPA dans les neurones corticaux. De plus, les vésicules antérogrades axonales du tPA montrent des similitudes avec les vésicules contenant VAMP2 en conditions de repos et d’activation des neurones suggérant un co-trafic dans les mêmes vésicules. Nous avons également observé que la libération synaptique de tPA entraînait une augmentation de l'exocytose des vésicules VGlut1 positives contenant du glutamate. Enfin, nous avons décrit des altérations du trafic et de l'exocytose du tPA neuronal dans un modèle de maladie d'Alzheimer. Ensemble, ces données fournissent de nouvelles informations sur le trafic neuronal du tPA, contribuant à une meilleure compréhension de ses implications dans le contrôle de la neurotransmission glutamatergique

Modulations of the neuronal trafficking of tissue-type plasminogen activator (tPA) influences glutamate release

Abstract The discovery of the neuronal expression of the serine protease tissue-type plasminogen activator (tPA) has opened new avenues of research, with important implications in the physiopathology of the central nervous system. For example, the interaction of tPA with synaptic receptors (NMDAR, LRP1, Annexin II, and EGFR) and its role in the maturation of BDNF have been reported to influence synaptic plasticity and neuronal survival. However, the mechanisms regulating the neuronal trafficking of tPA are unknown. Here, using high-resolution live cell imaging and a panel of innovative genetic approaches, we first unmasked the dynamic characteristics of the dendritic and axonal trafficking of tPA-containing vesicles under different paradigms of neuronal activation or inhibition. We then report a constitutive exocytosis of tPA- and VAMP2-positive vesicles, dramatically increased in conditions of neuronal activation, with a pattern which was mainly dendritic and thus post-synaptic. We also observed that the synaptic release of tPA led to an increase of the exocytosis of VGlut1 positive vesicles containing glutamate. Finally, we described alterations of the trafficking and exocytosis of neuronal tPA in cultured cortical neurons prepared from tau-22 transgenic mice (a preclinical model of Alzheimer’s disease (AD)). Altogether, these data provide new insights about the neuronal trafficking of tPA, contributing to a better knowledge of the tPA-dependent brain functions and dysfunctions

Two-Chains Tissue Plasminogen Activator Unifies Met and NMDA Receptor Signalling to Control Neuronal Survival

International audienceTissue-type plasminogen activator (tPA) plays roles in the development and the plasticity of the nervous system. Here, we demonstrate in neurons, that by opposition to the single chain form (sc-tPA), the two-chains form of tPA (tc-tPA) activates the MET receptor, leading to the recruitment of N-Methyl-d-Aspartate receptors (NMDARs) and to the endocytosis and proteasome-dependent degradation of NMDARs containing the GluN2B subunit. Accordingly, tc-tPA down-regulated GluN2B-NMDAR-driven signalling, a process prevented by blockers of HGFR/MET and mimicked by its agonists, leading to a modulation of neuronal death. Thus, our present study unmasks a new mechanism of action of tPA, with its two-chains form mediating a crosstalk between MET and the GluN2B subunit of NMDARs to control neuronal survival