en fr Mechanisms of central nervous system nodes of Ranvier assembly Mécanismes dassemblage des nœuds de Ranvier dans le système nerveux central Report as inadecuate




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1 ICM - Institut du Cerveau et de la Moëlle Epinière = Brain and Spine Institute

Abstract : The clustering of sodium channels Nav at the nodes of Ranvier is an important step in permitting rapid saltatory conduction along myelinated axons. Nodal assembly is neuron-glia dependent, mediated by myelinating oligodendrocytes of the central nervous system CNS and Schwann cells in the peripheral nervous system PNS. While the mechanisms of nodal assembly are currently best characterized in the PNS, cellular and molecular mechanisms underlying their assembly in the CNS are only partially understood. In the core of my PhD dissertation, I focused on the early developmental steps of nodal protein clustering in the CNS and show that clusters of nodal proteins, called prenodes, are detected before myelination along GABAergic axons in hippocampal neuron-glia cultures and also in the developing rodent hippocampus. Prenodal clustering requires extrinsic oligodendroglial secreted proteinaceous factors, and also the intrinsic axonal cytoskeletal scaffolding protein ankyrinG. Furthermore, the transition of sodium channels isoforms is tightly regulated along GABAergic axons during development, but this transition is lost in the absence of the physical presence of glial cells. Lastly, prenodes increase axonal conduction by a factor of 1.5x, independently of myelination and axonal caliber. Taken together, these results further our understanding of CNS nodes of Ranvier assembly mechanisms and the developmental function of nodal clustering prior to myelin ensheathment. While conduction velocity along axons has long been thought to mostly rely on the insulating properties of myelin, these results may shed light on a new concept of axonal conduction in the absence of myelination.

Résumé : L-agrégation des canaux sodium Nav aux nœuds de Ranvier est une étape importante pour la propagation électrique saltatoire rapide le long des axones myélinisés. L-assemblage des nœuds dépend d-interactions neurones-cellules gliales myélinisantes, les oligodendrocytes dans le système nerveux central SNC et les cellules de Schwann dans le système nerveux périphérique SNP. Bien décrits dans le SNP, les mécanismes cellulaires et moléculaires restent à caractériser dans le SNC. Lors de ma thèse, je me suis focalisé sur les étapes précoces d-assemblage des nœuds dans le SNC. Ce travail montre que des agrégats de protéines nodales ou pré-nœuds sont formés le long des axones de neurones GABAergiques avant la myélinisation dans des cultures neurones-glies d-hippocampe et également au cours du développement chez les rongeurs. La formation de pré-nœuds dépend de protéines sécrétées par les oligodendrocytes et de la protéine axonale d-échafaudage, ankyrineG. En outre, la transition des isoformes de Nav le long des axones est régulée par la présence des cellules gliales. Enfin, les pré-nœuds permettent d-accélérer la vitesse de conduction de l-influx nerveux par un facteur 1,5, indépendamment de la myélinisation et du calibre axonal. Globalement, ces résultats renforcent notre connaissance des mécanismes d-assemblage des nœuds de Ranvier dans le SNC et suggèrent une fonction développementale de l-agrégation nodale avant le début de la myélinisation. Si la vitesse de conduction a été décrite comme liée aux propriétés isolantes de la gaine de myéline, les résultats de cette thèse apportent un concept novateur de régulation de la conduction axonale en l-absence de myéline.

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Keywords : Neuron-glia interactions Nodes of Ranvier

Mots-clés : Neurones GABAergiques Interactions neurone-glie Vitesse de conduction Canaux sodium Myélinisation Nœuds de Ranvier





Author: Sean Freeman -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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