Distinct roles of c-Jun N-terminal kinase isoforms in neurite initiation and elongation during axonal regeneration

c-Jun N-terminal kinases (JNKs) (comprising JNK1-3 isoforms) are members of the MAPK (mitogen-activated protein kinase) family, activated in response to various stimuli including growth factors and inflammatory cytokines. Their activation is facilitated by scaffold proteins, notably JNK-interacting protein-1 (JIP1). Originally considered to be mediators of neuronal degeneration in response to stress and injury, recent studies support a role of JNKs in early stages of neurite outgrowth, including adult axonal regeneration. However, the function of individual JNK isoforms, and their potential effector molecules, remained unknown. Here, we analyzed the role of JNK signaling during axonal regeneration from adult mouse dorsal root ganglion (DRG) neurons, combining pharmacological JNK inhibition and mice deficient for each JNK isoform and for JIP1. We demonstrate that neuritogenesis is delayed by lack of JNK2 and JNK3, but not JNK1. JNK signaling is further required for sustained neurite elongation, as pharmacological JNK inhibition resulted in massive neurite retraction. This function relies on JNK1 and JNK2. Neurite regeneration of jip1(-/-) DRG neurons is affected at both initiation and extension stages. Interestingly, activated JNKs (phospho-JNKs), as well as JIP1, are also present in the cytoplasm of sprouting or regenerating axons, suggesting a local action on cytoskeleton proteins. Indeed, we have shown that JNK1 and JNK2 regulate the phosphorylation state of microtubule-associated protein MAP1B, whose role in axonal regeneration was previously characterized. Moreover, lack of MAP1B prevents neurite retraction induced by JNK inhibition. Thus, signaling by individual JNKs is differentially implicated in the reorganization of the cytoskeleton, and neurite regeneration

Greffes neuronales de substitution dans des lesions excitotoxiques chez le rat. Etudes anatomiques

SIGLEINIST T 76859 / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

Localisation des récepteurs à la laminine, LRP et LR dans le système nerveux central adulte intact et implication potentielle de la LRP dans l'activation microgliale post-lesionnelle

PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Expression de la protéine géante AHNAK après lésion de la moelle épinière et dans le système nerveux périphérique (études fonctionnelles sur les cellules de Schwann in vitro)

Le gène ahnak de rat a été identifié lors d un criblage différentiel visant à déterminer les protéines impliquées dans les lésions de la moelle épinière. Après la lésion chez le rat, AHNAK est produite en quantité accrue de 48h à 6 mois. AHNAK est présente dans la composante fibrotique de la cicatrice, exprimée par des types cellulaires variés. Sa localisation en bordure des cavités suggère une participation dans la formation d une barrière protégeant le parenchyme sain après lésion. Dans le système nerveux périphérique, AHNAK est constitutivement exprimée par les neurones sensoriels de petits et de moyens diamètres, ainsi que par les cellules satellites, et les cellules de Schwann du nerf. Pendant la myélinisation la protéine AHNAK est redistribuée d un compartiment péri-myélinique du cytoplasme externe, à une distribution diffuse et associée à des vésicules au niveau de la membrane abaxonale. In vitro AHNAK et dystroglycan sont associés aux filopodes de cellules de Schwann non confluentes. L interférence de l expression de ahnak, induit la rétraction des processus et le détachement du substrat, s accompagnant d une chûte du taux de bêta- dystroglycan et la délocalisation de son partenaire Dp116. AHNAK pourrait participer à la stabilisation du complexe d attache contenant le dystroglycan et contribuer ainsi au maintien de la myéline.PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

MECANISMES MOLECULAIRES IMPLIQUES DANS LA PLASTICITE MORPHOLOGIQUE DU SYSTEME NERVEUX ADULTE (EXPRESSION, REGULATION ET FONCTION DE LA POLYSIALYLATION DE LA NCAM ET DE LA PHOSPHORYLATION DE MAP1B)

AFIN D'ANALYSER LES MECANISMES MOLECULAIRES IMPLIQUES DANS LA PLASTICITE MORPHOLOGIQUE DU SYSTEME NERVEUX (SN) ADULTE, NOUS AVONS ETUDIE LA REGULATION DE DEUX MOLECULES IMPORTANTES POUR LE DEVELOPPEMENT. LA PREMIERE PARTIE PORTE SUR LA REGULATION DE LA POLYSIALYLATION DE LA MOLECULE D'ADHERENCE NCAM DANS LE SYSTEME HYPOTHALAMO-NEUROHYPOPHYSAIRE (SHN), AU COURS DE L'ALLAITEMENT, LORSQUE LES INTERACTIONS CELLULAIRES ET LES CONTACTS SYNAPTIQUES SONT AUGMENTES. L'EXPRESSION DE LA NCAM POLYSIALYLEE DIMINUE CHEZ LES FEMELLES ALLAITANTES, EN ASSOCIATION AVEC 1) UNE BAISSE DE L'ACTIVITE DES POLYSIALYLTRANSFERASES ; 2) UNE DIMINUTION DE L'EXPRESSION DES MESSAGERS CODANT POUR LES DEUX POLYSIALYLTRANSFERASES (STX ET PST) CONNUES POUR ADDITIONNER LE PSA A LA NCAM, SUGGERANT UNE COOPERATION DE CES DEUX ENZYMES IN VIVO. DE PLUS, L'EPISSAGE ALTERNATIF DE L'EXON VASE DE LA NCAM EST EGALEMENT REGULE, BIEN QUE LA QUANTITE TOTALE D'ARNM DE LA NCAM AU COURS DE L'ALLAITEMENT NE CHANGE PAS. CETTE REGULATION POST-TRADUCTIONNELLE ET POST-TRANSCRIPTIONNELLE DE LA NCAM SUGGERE UN ROLE IMPORTANT DE CETTE MOLECULE DANS LA REORGANISATION SYNAPTIQUE DU SN ADULTE. LA DEUXIEME PARTIE PORTE SUR UNE PROTEINE DU CYTOSQUELETTE, MAP1B, QUI SOUS SA FORME PHOSPHORYLEE MAP1B-P, EST IMPORTANTE AU COURS DU DEVELOPPEMENT ET LORS DE LA PLASTICITE AXONALE CHEZ L'ADULTE. NOUS AVONS MONTRE SON EXPRESSION, STRICTEMENT AXONALE, LORS DE 1) LA REORGANISATION SYNAPTIQUE DANS LE SHN ; 2) LES REMANIEMENTS DES AFFERENCES DEPOURVUES DE LEURS CIBLES APRES NEURODEGENERESCENCE ; 3) LE BOURGEONNEMENT DE COLLATERALES DANS LA MOELLE EPINIERE APRES AXOTOMIE PERIPHERIQUE. CES RESULTATS SUGGERENT UN ROLE PRECOCE DE MAP1B-P DANS UNE GRANDE DIVERSITE DE REMANIEMENTS AXONAUX. ENFIN, GRACE A L'UTILISATION DE SOURIS DEPOURVUES DU GENE DE MAP1B, NOUS AVONS MONTRE SON IMPORTANCE LORS DE LA REGENERATION AXONALE IN VITRO.PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocCentre Technique Livre Ens. Sup. (774682301) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Régulation de la dynamique des microtubules lors de la régénération axonale adulte (étude des voies de signalisation contrôlant la phosphorylation et la fonction de MAP1B (Microtubule-Associated Protein 1B))

Après une lésion, les neurones du système nerveux périphérique (SNP) sont capables de régénérer leurs axones. Ces axones, en intégrant les signaux environnementaux, subissent des modifications morphologiques et fonctionnelles hautement dépendantes du cytosquelette et notamment des microtubules (MT). MAP1B (MT-Associated protein1B), dont la fonction est régulée par phosphorylation (MAP1B-P), est impliquée dans le guidage et le branchement axonal. Cependant, les voies de signalisation aboutissant à sa phosphorylation restent méconnues. Mes travaux de recherche ont porté sur l étude des JNK (cJun N-terminal Kinase), famille de protéines comprenant trois isoformes (JNK1, 2 et 3). Après une lésion du SNP, nous montrons que les JNKs sont activées in vivo et in vitro dans les axones en régénération. Nos analyses morpho-fonctionnelles, sur des cultures de neurones sensoriels adultes, révèlent que les JNK sont indispensables à l initiation et l élongation axonales. Nous montrons que les isoformes des JNKs interviennent de façon différentielle dans la régénération: alors que JNK2 et JNK3 participent à la formation de l axone, JNK1 et JNK2 sont indispensables à son élongation, et ce, en régulant la phosphorylation de MAP1B. Mes recherches ont ensuite porté sur l étude du rôle de la GSK3b (Glycogen synthase kinase 3 ) dans la phosphorylation de MAP1B et dans la régénération axonale. Nous montrons que la GSK3b, en régulant MAP1B-P et la dynamique des MTs, réprime le branchement des axones régénératifs. L ensemble de ces résultats montrent que MAP1B est une protéine clé dans l intégration des signaux extracellulaires et, par conséquent, dans le devenir de l axone en régénérationPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Fonction de la protéine du cytosquelette MAP1B dans les cellules de Schwann et les neurones du système nerveux périphérique adulte (mobilité cellulaire et régénération axonale)

PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Repair strategies for traumatic spinal cord injury, with special emphasis on novel biomaterial-based approachesSylvia Soares*, Ysander von Boxberg*, Fatiha Nothias

International audienc