1. Transcriptomic study of neuronal regeneration in mouse dorsal root ganglia
- Author
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Carpentier-Lalancette, Darren, Laurent, Benoit, Carpentier-Lalancette, Darren, and Laurent, Benoit
- Abstract
Unlike the central nervous system, the peripheral nervous system is capable of regenerating after nerve injury by activating a transcriptional program leading to axonal repair and the restoration of neuronal functions. The coordination and integration of this program are the target of numerous studies to understand the mechanisms in place to reform a fully functional neural circuit. The Dorsal Root Ganglion (DRG) is an anatomical structure studied to understand the mechanisms associated with axonal regeneration. The most studied DRG are those of the L3, L4 and L5 levels (respectively DRG-L3, DRG-L4 and DRG-L5), whose axonal extensions make up the sciatic nerve. However, the individual contribution of each of these DRG to sciatic nerve regeneration after injury remains unknown, as most studies have analyzed these DRG as a whole. The objective of this study was to perform analyzes of the transcriptome within each DRG in control or lesion (nerve crush) conditions in order to identify the specific response of each DRG to a lesion. The first part of this study focused on the expression profile of regeneration-associated genes (RAG). We showed that several RAGs have a strong increase in their expression in DRG-L3 in response to nerve injury, particularly ATF3, Sprr1a and NPY. We noticed that the expression level of RAGs followed a decreasing expression gradient from DRG-L3 to DRG-L5 in response to injury. The second part of this study focused on the identification of injury markers specific to each DRG, which could potentially be new markers of regeneration. We identified 477 genes whose differential expression was specific to DRG-L3, 310 genes specific to DRG-L4, and 249 genes specific to DRG-L5. Genes expressed in response to injury were mainly enriched in immune cellrelated biological processes like CD68, CD38, Ifi207, Saa1. We also identified a few genes, such as Sst and Fancm, that had an overall decrease in expression in each DRG in response to injury. All, Contrairement au système nerveux central, le système nerveux périphérique est capable de se régénérer après une lésion nerveuse en activant un programme transcriptionnel amenant à la réparation axonale et au rétablissement des fonctions neuronales. La coordination et l'intégration de ce programme sont la cible de nombreuses études pour comprendre les mécanismes en place pour reformer un circuit neuronal pleinement fonctionnel. Le Ganglion Dorsal Spinal (en anglais Dorsal Root Ganglion ou DRG) est une structure anatomique étudiée pour comprendre les mécanismes associés à la régénération axonale. Les DRG les plus étudiés sont ceux des niveaux L3, L4 et L5 (respectivement DRG-L3, DRG-L4 et DRG-L5), dont les prolongements axonaux composent le nerf sciatique. Cependant, la contribution individuelle de chacun de ces DRG à la régénération du nerf sciatique après sa lésion reste encore inconnue, car la plupart des études ont analysé ces DRG dans leur ensemble. L’objectif de cette étude a été d’effectuer des analyses du transcriptome au sein de chaque DRG en conditions contrôle ou de lésion (écrasement du nerf) afin d'identifier la réponse spécifique de chaque DRG à cette lésion. La première partie de cette étude s’est focalisée sur le profil d’expression des gènes associés à la régénération (en anglais regeneration-associated genes ou RAG). Nous avons démontré que plusieurs RAG ont une forte augmentation de leur expression dans le DRG-L3 en réponse à la lésion nerveuse, en particulier ATF3, Sprr1a et NPY. Nous montrons aussi que le niveau d’expression des RAG suivait un gradient d’expression décroissant de DRG-L3 à DRG-L5 en réponse à la lésion. La seconde partie de cette étude s’est concentrée sur l’identification de marqueurs de lésion spécifiques à chaque DRG, pouvant potentiellement être de nouveaux marqueurs de la régénération. Nous avons identifié 477 gènes dont l'expression différentielle était spécifique au DRG-L3, 310 gènes spécifiques au DRG-L4 et 249 gènes spécif
- Published
- 2024