Notch, Wnt and Shh neurogenic signaling co-regulation in reactive astrocyte response
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Data
2022-05-09
Autores
Delgado-Garcia, Lina Maria 
Orientadores
Porcionatto, Marimelia Aparecida
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
After a TBI, the neural network activates a reparative response seeking to restore
homeostasis in the affected area. Astrocyte reactivation is an essential component of
this response. Understanding astroglial cell functional heterogeneity and dissecting the
role of supportive molecules in brain damage is crucial for our current comprehension
of the mechanisms leading to the repair and regeneration of the CNS and the
development of novel therapeutic interventions. In this thesis, we study cellular and
molecular aspects of reactive astrocytes and Notch, Wnt and Shh neurogenic signaling
modulation response. We used an in vivo model of brain damage by TBI and an in vitro
model of wound healing and astrocyte reactivation by scratch. We found Notch (NICD)
and Wnt (active β-catenin) upregulation and described signaling concentration patterns
in the cortex of mice submitted to TBI. Reactive astrocytes presented an aggregated
distribution in the core of Notch signaling. We evaluated the functional heterogeneity
and plasticity of the progeny of E14 mice -GFAP StarTrack in utero electroporated active neural progenitors. Lower layer protoplasmic astrocytes showed a strong
reactive response. Upper and lower layers protoplasmic reactive astrocytes close to
the lesion borders showed increased polarization and enrichment of mesh-like
structures. In vitro treatment with LY450139 Semagacestat inhibited Notch - HEY
signaling. Notch inhibition may attenuate reactive astrocytes response and activate
neural precursor mechanisms. Finally, we suggest indirect co-regulation of Wnt-Shh
signaling in BHLH-Notch target genes after Notch inhibition. Similarly, Notch inhibition
may also have a supportive effect in Wnt-Shh signaling activation. Above all, this thesis
contributes to increasing our knowledge of glia biology and the regenerative role of
neurogenic signaling molecules in the response of reactive astrocytes after brain injury.
Após um traumatismo cranioencefálico (TCE), a rede neural ativa uma resposta reparadora buscando restaurar a homeostase na área afetada. A reativação astrocitária é um componente essencial dessa resposta. Compreender a heterogeneidade funcional das células astrogliais e examinar o papel das moléculas de suporte na lesão cerebral é crucial para nossa compreensão dos mecanismos que levam ao reparo e regeneração do SNC, além do desenvolvimento de novas intervenções terapêuticas. Neste trabalho, estudamos os aspectos celulares e moleculares da reatividade astrocitária e a resposta glial à modulação das vias de sinalização neurogênicas Notch, Wnt and Shh. Foi usado um modelo in vivo de lesão cerebral por TCE e um modelo in vitro de lesão e reativação astrocitária por scratch. Nós encontramos aumento das vias Notch (NICD) e Wnt (β-catenina ativa) e descrevemos os padrões da sinalização no córtex de camundongos submetidos a TCE. Os astrócitos reativos apresentaram uma distribuição agregada no core da sinalização Notch. Adicionalmente, avaliamos a heterogeneidade funcional e plasticidade da progênie de progenitores neurais de camundongos E14 eletroporados in utero com o sistema GFAP StarTrack. Astrócitos protoplasmáticos da camada inferior mostraram uma intensa resposta reativa. Astrócitos reativos protoplasmáticos das camadas superior e inferior próximos às bordas da lesão mostraram aumento da polarização e enriquecimento de estruturas em malha (mesh-like). in vitro o tratamento com LY450139 Semagacestat inibiu a sinalização Notch - HEY. Nós sugerimos que a inibição da via Notch poderia atenuar a resposta dos astrócitos reativos e ativar mecanismos de precursores neurais. Finalmente, postulamos a co-regulação indireta da sinalização Wnt-Shh em genes alvo BHLH-Notch após inibição da via Notch. Da mesma forma, a inibição de Notch também poderia ter um efeito de suporte na ativação da sinalização Wnt-Shh. Em conjunto, esta tese contribui para aumentar o nosso conhecimento sobre a biologia da glia e o papel regenerativo das moléculas de sinalização neurogênica na resposta de astrócitos reativos após lesão cerebral.
Após um traumatismo cranioencefálico (TCE), a rede neural ativa uma resposta reparadora buscando restaurar a homeostase na área afetada. A reativação astrocitária é um componente essencial dessa resposta. Compreender a heterogeneidade funcional das células astrogliais e examinar o papel das moléculas de suporte na lesão cerebral é crucial para nossa compreensão dos mecanismos que levam ao reparo e regeneração do SNC, além do desenvolvimento de novas intervenções terapêuticas. Neste trabalho, estudamos os aspectos celulares e moleculares da reatividade astrocitária e a resposta glial à modulação das vias de sinalização neurogênicas Notch, Wnt and Shh. Foi usado um modelo in vivo de lesão cerebral por TCE e um modelo in vitro de lesão e reativação astrocitária por scratch. Nós encontramos aumento das vias Notch (NICD) e Wnt (β-catenina ativa) e descrevemos os padrões da sinalização no córtex de camundongos submetidos a TCE. Os astrócitos reativos apresentaram uma distribuição agregada no core da sinalização Notch. Adicionalmente, avaliamos a heterogeneidade funcional e plasticidade da progênie de progenitores neurais de camundongos E14 eletroporados in utero com o sistema GFAP StarTrack. Astrócitos protoplasmáticos da camada inferior mostraram uma intensa resposta reativa. Astrócitos reativos protoplasmáticos das camadas superior e inferior próximos às bordas da lesão mostraram aumento da polarização e enriquecimento de estruturas em malha (mesh-like). in vitro o tratamento com LY450139 Semagacestat inibiu a sinalização Notch - HEY. Nós sugerimos que a inibição da via Notch poderia atenuar a resposta dos astrócitos reativos e ativar mecanismos de precursores neurais. Finalmente, postulamos a co-regulação indireta da sinalização Wnt-Shh em genes alvo BHLH-Notch após inibição da via Notch. Da mesma forma, a inibição de Notch também poderia ter um efeito de suporte na ativação da sinalização Wnt-Shh. Em conjunto, esta tese contribui para aumentar o nosso conhecimento sobre a biologia da glia e o papel regenerativo das moléculas de sinalização neurogênica na resposta de astrócitos reativos após lesão cerebral.
Descrição
Citação
DELGADO-GARCIA, Lina Maria. NOTCH, WNT and SHH neurogenic signaling co-regulation in reactive astrocyte response. São Paulo, 2022. 84 f. Tese (Doutorado em Biologia Molecular) - Escola Paulista de Medicina (EPM), Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2022.