Does blocking of fibroblast growth factor-1 and its receptors affect mouse peripheral nerve myelination?

Abstract

Akson ve Schwann hücre arasındaki çift yönlü iletişim periferal sinir sistemi (PSS) miyelinizasyonu açısından hayati öneme sahiptir. Son derece regüle olan bu iletişimde meydana gelen sorunlar periferal nöropatilerin altında yatan ana sebeplerden biridir. Bu iletişimin moleküler mekanizmasının anlaşılması, periferal nöropatilerin patogenezinin aydınlatılması açısından önemlidir. Laboratuvarımızda daha önceki yıllarda yapılan çalışmalar FGF1'in, akson-Schwann hücre etkileşimde rol aldığı bilinen NRG1'e benzer şekilde, aksonlarda, reseptörlerinin ise Schwann hücrelerinde lokalize olduğunu göstermiştir. Ayrıca, yapılan in vitro çalışmalar FGF1'in PSS miyelinizasyonunda olası bir role sahip olabileceğini ortaya koymuştur. Bu nedenle, bu çalışmada FGF1 ve reseptörlerinin PSS miyelinizasyonundaki olası rollerinin in vivo deneyler aracılığıyla daha ayrıntılı araştırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla fare siyatik siniri PSS in vivo modeli olarak kullanılmıştır. Ayrıca gelişim sürecindeki miyelinizasyonu temel olarak benzer olması dolayısıyla PSS remyelinizasyon prosedürü kullanılmıştır. Bu prosedürde lizolesitin ile oluşturulan demiyelinizasyon remiyelinizasyonu sürecini tetikler. Çalışmada ilk olarak, immünohistokimya ve western blotlama teknikleri kullanılarak demiyelinizasyon-remiyelinizasyon süreçlerinin başlangıç ve bitiş zamanları belirlenmiştir. İkinci olarak, FGF1 ve reseptörleri remiyelinizasyon sürecinde ayrı ayrı bloklanıp, remiyelinizasyon sürecine etkileri western blotlama tekniği aracılığıyla incelenmiştir. Bu çalışma, FGF1'in PSS miyelinizasyon sürecinde etkili olabileceğini bir kez daha göstermiştir, fakat tahmin edildiği gibi reseptörler aracılığıyla değil reseptörlerden bağımsız bir şekilde. Laboratuvarımızda önceki yıllarda yapılan çalışmalarla birlikte bu çalışma, FGF1'in PSS miyelinizasyon sürecinde bir role sahip olabileceğini literatürde ilk defa ortaya koymuştur.

Bi-directional communication between axon and Schwann cell is vital to the peripheral nervous system (PNS) myelination process. Disruption of this highly regulated communication is the main underlying reason of peripheral neuropathies. Understanding the molecular mechanism of this interaction is important to unravel the pathology of these diseases. Previous studies performed in our laboratory demonstrated that FGF1 is localized to axons, whereas FGF receptors are localized to Schwann cells, similar to that of NRG1 that is the most well-known protein acting in this interaction. Moreover, in vitro studies have shown that FGF1 may have a possible role during PNS myelination. Thus, in this study, we aimed to further investigate the possible role of FGF1 and its receptors (FGFR1-3) during PNS myelination process through in vivo experiments. For this purpose, we used mouse sciatic nerve as an in vivo model of PNS and used PNS remyelination procedure in which lysolecithin-induced demyelination promotes a remyelination period that mimick developmental myelination. Initially, we determined the time points for demyelination-remyelination processes through immunohistochemistry and western blotting. Secondly, we blocked FGF1 and its receptors one by one during remyelination period and investigated their effect on remyelination via western blot analysis. The results of this study further demonstrated that FGF1 has a possible role during PNS myelination process, but probably in an intracrine manner. Together with the studies previously performed in our laboratory, this study provides evidence for the involvement of FGF1 in PNS myelination process that has not been demonstrated previously in the literature.