Role of the non-receptor tyrosine kinase c-Abl in Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF)-induced dendritic arborization inhippocampal neurons
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Date
2021
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Abstract
El crecimiento y la ramificación dendrítica son procesos esenciales para establecer una conectividad neuronal adecuada. El factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) induce la activación del receptor TrkB y sus vías de señalización rio abajo, MAPK, PI3K y PLC-γ, lo que conduce a la supervivencia de las neuronas, el crecimiento del árbol dendrítico y plasticidad sináptica. Antecedentes han demostrado que la regulación del endosoma de señalización de TrkB es necesaria para la formación de neuritas y la arborización dendrítica, sin embargo, el mecanismo aún no se ha dilucidado completamente. La tirosina quinasa no receptor, c-Abl, modifica la dinámica del citoesqueleto, regula los receptores de tirosina quinasa y participa de la morfogénesis neuronal. Sorprendentemente, observamos que la promoción de la complejidad de la arborización dendrítica inducida por BDNF no ocurre en las neuronas del hipocampo tratadas con diferentes inhibidores de tirosina quinasa c-Abl, Imatinib y GNF2. Además, usando un shRNA contra c-Abl y neuronas de embriones nulos de c-Abl, confirmamos que c-Abl, es necesario para la arborización dendrítica inducida por BDNF. Curiosamente, tras la activación de TrkB por BDNF, c-Abl se activa e interactúa con TrkB, lo que sugiere que podría ser una nueva señalización dependiente de BDNF-TrkB. Confirmamos que la actividad de TrkB es necesaria para la activación de c-Abl inducida por BDNF, pero la señalización de MAPK, PI3K y PLC-γ no están implicadas, lo que sugiere que c-Abl es una vía independiente corriente abajo de TrkB. Además, mediante biotinilación de la superficie de la membrana, observamos que la inhibición de la actividad de c-Abl aumenta la disponibilidad de TrkB en la membrana sin afectar la endocitosis dependiente de BDNF del receptor o su localización lisosómica. También observamos que el BDNF indujo un aumento de las vías clásicas de TrkB corriente abajo como MAPK y PI3K y no se vio afectado significativamente por la inhibición o ausencia de c-Abl. Sin embargo, la ausencia de c-Abl disminuye la velocidad vesicular retrógrada del receptor TrkB y, por el contrario, la sobreexpresión de un c-Abl-GFP aumenta la velocidad vesicular retrógrada del receptor. Juntos, nuestros resultados sugieren que la activación de c-Abl dependiente de BDNF / TrkB es un mecanismo novedoso y esencial para que la señalización de TrkB ejecute eficazmente sus efectos sobre la arborización dendrítica. Probablemente c-Abl podría estar contribuyendo sobre vesículas activas de TrkB que viajan al soma.
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Tesis (Doctor en Ciencias Biológicas mención Biología Celular y Molecular)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2021