Étude des mécanismes moléculaires induits par Sonic hedgehog lors du guidage axonal des neurones commissuraux de la moelle épinière

Le morphogène Sonic hedgehog (Shh) est requis pour le guidage axonal des neurones commissuraux lors du développement de la moelle épinière, phénomène impliquant des événements de réorganisation du cytosquelette d’actine. Bien qu’il soit généralement admis que le cytosquelette d’actine soit régulé via les petites GTPases de la famille Rho, un effet de Shh sur ces protéines n’a jamais été observé dans aucun contexte physiologique. Nous démontrons que Shh active les petites GTPases Rac1 et Cdc42 et que cette activation est rapide et donc, compatible avec les effets de guidage induits par Shh sur les neurones commissuraux. En parallèle, nous avons étudié l’activation de la protéine Boc, qui est un récepteur de Shh requis pour le guidage axonal des neurones commissuraux. Ces résultats contribuent à raffiner notre compréhension de la transduction cellulaire induite par Shh lors du guidage axonal des neurones commissuraux.

Src family kinases are required for limb trajectory selection by spinal motor axons

Signal relay by guidance receptors at the axonal growth cone is a process essential for the assembly of a functional nervous system. We investigated the in vivo function of Src family kinases (SFKs) as growth cone guidance signaling intermediates in the context of spinal lateral motor column (LMC) motor axon projection toward the ventral or dorsal limb mesenchyme. Using in situ mRNA detection we determined that Src and Fyn are expressed in LMC motor neurons of chick and mouse embryos at the time of limb trajectory selection. Inhibition of SFK activity by C-terminal Src kinase (Csk) overexpression in chickLMCaxons using in ovo electroporation resulted inLMC axons selecting the inappropriate dorsoventral trajectory within the limb mesenchyme, with medial LMC axon projecting into the dorsal and ventral limb nerve with apparently random incidence. We also detected LMC axon trajectory choice errors in Src mutant mice demonstrating a nonredundant role for Src in motor axon guidance in agreement with gain and loss of Src function in chickLMCneurons which led to the redirection ofLMCaxons. Finally, Csk-mediated SFK inhibition attenuated the retargeting ofLMCaxons caused by EphA or EphB over-expression, implying the participation of SFKs in Eph-mediated LMC motor axon guidance. In summary, our findings demonstrate that SFKs are essential for motor axon guidance and suggest that they play an important role in relaying ephrin:Eph signals that mediate the selection of motor axon trajectory in the limb.

Implication du récepteur aux cannabinoïdes CB2 dans le développement de la voie rétinothalamique

Durant le développement du système visuel, les cellules ganglionnaires de la rétine (CGRs) envoient des axones qui seront influencés par divers signaux guidant leur cône de croissance, permettant ainsi la navigation des axones vers leurs cibles terminales. Les endocannabinoïdes, des dérivés lipidiques activant les récepteurs aux cannabinoides (CB1 et CB2), sont présents de manière importante au cours du développement. Nous avons démontré que le récepteur CB2 est exprimé à différents points du tractus visuel durant le développement du hamster. L’injection d’agonistes et d’agonistes inverses pour le récepteur CB2 a modifié l’aire du cône de croissance et le nombre de filopodes présents à sa surface. De plus, l’injection d’un gradient d’agoniste du récepteur CB2 produit la répulsion du cône de croissance tandis qu’un analogue de l’AMPc (db-AMPc) produit son attraction. Les effets du récepteur CB2 sur le cône de croissance sont produits en modulant l’activité de la protéine kinase A(PKA), influençant la présence à la membrane cellulaire d’un récepteur à la nétrine-1 nommé Deleted in Colorectal Cancer (DCC). Notamment, pour que le récepteur CB2 puisse moduler le guidage du cône de croissance, la présence fonctionnelle du récepteur DCC est essentielle.. Suite à une injection intra-occulaire d’un agoniste inverse du récepteur CB2, nous avons remarqué une augmentation de la longueur des branches collatérales des axones rétiniens au niveau du LTN (noyau lateral terminal). Nous avons également remarqué une diminution de la ségrégation des projections ganglionnaires au niveau du dLGN, le noyau genouillé lateral dorsal, chez les animaux transgéniques cnr2-/-, ayant le gène codant pour le récepteur CB2 inactif. Nos données suggèrent l’implication des endocannabinoïdes et de leur récepteur CB2 dans la modulation des processus de navigation axonale et de ségrégation lors du développement du système visuel.

Le rôle des récepteurs aux cannabinoïdes CB1 et CB2 dans le guidage axonal

Au cours du développement, les axones des cellules ganglionnaires de la rétine (CGRs) voyagent sur de longues distances pour établir des connexions avec leurs cellules cibles. La navigation des cônes de croissance est guidée par différentes molécules chimiotropiques présentes dans leur environnement. Les endocannabinoïdes (eCB) sont d’importants neuromodulateurs qui régulent de manière rétrograde la fonction de nombreuses synapses du cerveau. Ils agissent principalement par le biais de leurs récepteurs liés à une protéine Gi/o CB1 (CB1R) et CB2 (CB2R). La présence des eCBs durant le stade fœtal et la période postnatale suggère leur implication dans des événements régulant le développement du système nerveux. Cette thèse confirme l’expression des récepteurs aux cannabinoïdes CB1 et CB2 ainsi que l’enzyme dégradant les eCBs lors du développement embryonnaire et perinatal des CGRs et de la voie rétinothalamique in vivo. La manipulation pharmacologique de l’activité de CB1R et CB2R réorganise la morphologie du cône de croissance des CGRs et des neurones corticaux in vitro. De plus, la stimulation locale avec un agoniste de CB1R ou de CB2R modifie le comportement du cône de croissance entraînant sa répulsion. CB1R et CB2R modulent par le biais de la voie de signalisation AMPc/PKA, la mobilisation de DCC à la membrane plasmique. Par ailleurs, les résultats de cette recherche démontrent également l’implication de CB1R et CB2R dans la ségrégation des projections ipsi- et controlatérales et le développement de la voie rétinothalamique.

Étude ultrastructurale et développementale du récepteur EphA4 dans l’hippocampe du rat

Afin de mieux comprendre l’évolution des fonctions du récepteur EphA4 pendant le développement du système nerveux central (SNC), nous avons étudié sa localisation cellulaire et subcellulaire dans l’hippocampe du rat, d’abord chez l’adulte, puis pendant le développement postnatal, ainsi que ses rôles potentiels dans la genèse, la migration ou la maturation des cellules granulaires dans l’hippocampe adulte. Pour ce faire, nous avons utilisé la méthode d’immunocytochimie en microscopie photonique, électronique et confocale. En microscopie photonique, une forte immunoréactivité (peroxydase/DAB) pour EphA4 est observée aux jours 1 et 7 suivant la naissance (P1 et P7) dans les couches de corps cellulaires, avec un marquage notamment associé à la surface des corps cellulaires des cellules granulaires et pyramidales, ainsi que dans les couches de neuropile du gyrus dentelé et des secteurs CA3 et CA1. L’intensité du marquage diminue progressivement dans les couches de corps cellulaires, entre P7 et P14, pour devenir faible à P21 et chez l’adulte, tandis qu’elle persiste dans les couches de neuropile, sauf celles qui reçoivent des afférences du cortex entorhinal. En microscopie électronique, après marquage à la peroxydase/DAB, EphA4 décore toute la surface des cellules pyramidales et granulaires, du corps cellulaire jusqu’aux extrémités distales, entre P1 et P14, pour devenir confiné aux extrémités synaptiques, c’est-à-dire les terminaisons axonales et les épines dendritiques, à P21 et chez l’adulte. À la membrane plasmique des astrocytes, EphA4 est redistribué comme dans les neurones, marquant le corps cellulaire et ses prolongements proximaux à distaux, à P1 et P7, pour devenir restreint aux prolongements périsynaptiques distaux, à partir de P14. D’autre part, des axones en cours de myélinisation présentent souvent une forte immunoréactivité punctiforme à leur membrane plasmique, à P14 et P21. En outre, dans les neurones et les astrocytes, le réticulum endoplasmique, l’appareil de Golgi et les vésicules de transport, organelles impliquées dans la synthèse, la modification posttraductionnelle et le transport des protéines glycosylées, sont aussi marqués, et plus intensément chez les jeunes animaux. Enfin, EphA4 est aussi localisé dans le corps cellulaire et les dendrites des cellules granulaires générées chez l’adulte, au stade de maturation où elles expriment la doublecortine (DCX). De plus, des souris adultes knockouts pour EphA4 présentent des cellules granulaires DCX-positives ectopiques, c’est-à-dire positionnées en dehors de la zone sous-granulaire, ce qui suggère un rôle d’EphA4 dans la régulation de leur migration. Ces travaux révèlent ainsi une redistribution d’EphA4 dans les cellules neuronales et gliales en maturation, suivant les sites cellulaires où un remodelage morphologique s’effectue : les corps cellulaires lorsqu’ils s’organisent en couches, les prolongements dendritiques et axonaux pendant leur croissance, guidage et maturation, puis les épines dendritiques, les terminaisons axonales et les prolongements astrocytaires distaux associés aux synapses excitatrices, jusque chez l’adulte, où la formation de nouvelles synapses et le renforcement des connexions synaptiques existantes sont exercés. Ces localisations pourraient ainsi correspondre à différents rôles d’EphA4, par lesquels il contribuerait à la régulation des capacités plastiques du SNC, selon le stade développemental, la région, l’état de santé, ou l’expérience comportementale de l’animal.

Développement et caractérisation d’une méthode photonique pour créer des distributions spatiales de protéines

Les cellules sont capables de détecter les distributions spatiales de protéines et ainsi de migrer ou s’étendre dans la direction appropriée. Une compréhension de la réponse cellulaire aux modifications de ces distributions spatiales de protéines est essentielle pour l’avancement des connaissances dans plusieurs domaines de recherches tels que le développement, l’immunologie ou l’oncologie. Un exemple particulièrement complexe est le guidage d’axones se déroulant pendant le développement du système nerveux. Ce dernier nécessite la présence de plusieurs distributions de molécules de guidages étant attractives ou répulsives pour connecter correctement ce réseau complexe qu’est le système nerveux. Puisque plusieurs indices de guidage collaborent, il est particulièrement difficile d’identifier la contribution individuelle ou la voie de signalisation qui est déclenchée in vivo, il est donc nécessaire d’utiliser des méthodes pour reproduire ces distributions de protéines in vitro. Plusieurs méthodes existent pour produire des gradients de protéines solubles ou liées aux substrats. Quelques méthodes pour produire des gradients solubles sont déjà couramment utilisées dans plusieurs laboratoires, mais elles limitent l’étude aux distributions de protéines qui sont normalement sécrétées in vivo. Les méthodes permettant de produire des distributions liées au substrat sont particulièrement complexes, ce qui restreint leur utilisation à quelques laboratoires. Premièrement, nous présentons une méthode simple qui exploite le photoblanchiment de molécules fluorescentes pour créer des motifs de protéines liées au substrat : Laser-assisted protein adsorption by photobleaching (LAPAP). Cette méthode permet de produire des motifs de protéines complexes d’une résolution micrométrique et d’une grande portée dynamique. Une caractérisation de la technique a été faite et en tant que preuve de fonctionnalité, des axones de neurones du ganglion spinal ont été guidés sur des gradients d’un peptide provenant de la laminine. Deuxièmement, LAPAP a été amélioré de manière à pouvoir fabriquer des motifs avec plusieurs composantes grâce à l’utilisation de lasers à différentes longueurs d’onde et d’anticorps conjugués à des fluorophores correspondants à ces longueurs d’onde. De plus, pour accélérer et simplifier le processus de fabrication, nous avons développé LAPAP à illumination à champ large qui utilise un modulateur spatial de lumière, une diode électroluminescente et un microscope standard pour imprimer directement un motif de protéines. Cette méthode est particulièrement simple comparativement à la version originale de LAPAP puisqu’elle n’implique pas le contrôle de la puissance laser et de platines motorisées, mais seulement d’envoyer l’image du motif désiré au modulateur spatial. Finalement, nous avons utilisé LAPAP pour démontrer que notre technique peut être utilisée dans des analyses de haut contenu pour quantifier les changements morphologiques résultant de la croissance neuronale sur des gradients de protéines de guidage. Nous avons produit des milliers de gradients de laminin-1 ayant différentes pentes et analysé les variations au niveau du guidage de neurites provenant d’une lignée cellulaire neuronale (RGC-5). Un algorithme pour analyser les images des cellules sur les gradients a été développé pour détecter chaque cellule et quantifier la position du centroïde du soma ainsi que les angles d’initiation, final et de braquage de chaque neurite. Ces données ont démontré que les gradients de laminine influencent l’angle d’initiation des neurites des RGC-5, mais n’influencent pas leur braquage. Nous croyons que les résultats présentés dans cette thèse faciliteront l’utilisation de motifs de protéines liées au substrat dans les laboratoires des sciences de la vie, puisque LAPAP peut être effectué à l’aide d’un microscope confocal ou d’un microscope standard légèrement modifié. Cela pourrait contribuer à l’augmentation du nombre de laboratoires travaillant sur le guidage avec des gradients liés au substrat afin d’atteindre la masse critique nécessaire à des percées majeures en neuroscience.

Étude de la signalisation Sonic Hedgehog dans le guidage des axones de la rétine lors de l’établissement de la vision binoculaire

Chez les animaux à vision binoculaire, la vision tridimensionnelle permet la perception de la profondeur grâce à l'intégration de l'information visuelle en provenance des deux yeux. La première étape de cette intégration est rendue possible anatomiquement par la ségrégation des axones controlatéraux et ipsilatéraux des cellules ganglionnaires de la rétine (CGR) au niveau du chiasma optique. Les axones controlatéraux croisent la ligne médiane au chiasma en route du nerf optique vers le cerveau. À l’inverse, les axones ipsilatéraux s'écartent du chiasma et continuent dans le tractus optique ipsilatéral, en évitant la ligne médiane vers leurs cibles cérébrales. Les mécanismes moléculaires à la base de ce phénomène ne sont pas complètement compris. Les études présentées dans cette thèse montrent que Boc, le récepteur de Sonic Hedgehog (Shh) dans le guidage axonal, est enrichi dans les CGRs ipsilatérales de la rétine en développement. La présence de Shh sur la ligne médiane, et le mode d'expression complémentaire du récepteur nous ont conduit à émettre l'hypothèse que Shh pourrait repousser les axones ipsilatéraux au niveau du chiasma en activant le récepteur Boc. Conformément à cette hypothèse, nous avons constaté que seulement les CGR exprimant Boc se rétractent in vitro en réponse à Shh et que cette réponse est perdue dans les CGR mutantes pour Boc. In vivo, nous démontrons que Boc est requis pour la ségrégation normale des axones ipsilatéraux au niveau du chiasma optique et, inversement, que l'expression ectopique de Boc dans les CGR contralatérales empêche leurs axones de traverser le chiasma optique. Dans l’ensemble, ces résultats suggèrent que Shh repousse les axones ipsilatéraux au niveau du chiasma optique par son récepteur Boc. Cette première partie de notre travail identifie un nouveau couple ligand-récepteur requis pour la ségrégation des axones au niveau du chiasma optique. Une interaction moléculaire impliquée dans cette ségrégation implique l’éphrine-B2 et ses récepteurs EphB (EphB1). Dans la deuxième partie de notre travail, nous montrons, in vivo, en utilisant des souris doubles et quadruples mutantes pour les récepteurs Boc, EphB1 ou les trois récepteurs EphB, que l’abrogation des deux voies de signalisation Shh et éphrine-B2 conduit à l'absence de projections ipsilatérales. Ceci indique que les deux signalisations agissent de façon indépendante dans des voies parallèles. De manière intéressante, ces souris mutantes ont été utilisées comme modèle génétique pour démontrer des défauts dans la perception de la profondeur de champs chez des animaux dépourvus de projections visuelles ipsilatérales. Ainsi, les travaux présentés dans cette thèse démontrent pour la première fois que la formation des projections rétiniennes ipsilatérales est essentielle à l’établissement de la vision binoculaire et dépend des voies induites par les récepteurs d’éphrine-B2 et Shh.

Ki-67 and CD100 immunohistochemical expression is associated with local recurrence and poor prognosis in soft tissue sarcomas, respectively

Soft tissue sarcomas (STSs) are a heterogeneous group of mesenchymal tumors of >50 subtypes. However, STSs represent <1% of types of cancer. Despite this low frequency, the disease is aggressive and treatment, when possible, is based on traditional chemotherapies. A number of cases of resistance to adjuvant therapies have been reported. Metastases are commonly identified in STS patients during diagnosis and the development of effective clinical parameters is crucial for correct management of the disease. The use of biological markers in cancer is a useful tool to determine patient prognosis. Ki--67 is a protein marker for proliferation of somatic cells and is widely used in prognostic studies of various types of tumor, including STSs. Cluster of differentiation 100 (CD100) is a member of the semaphorin family. The family was initially described as axon guidance molecules important for angiogenesis, organogenesis, apoptosis and neoplasia. CD100 was previously utilized as a prognostic factor in tumors and also in STSs. In the present study, protein expression of Ki--67 and CD100 was analyzed by immunohistochemistry in samples of STS patients of the Barretos Cancer Hospital (Barretos, Brazil) to establish prognostic criteria of the disease. Results demonstrate a correlation between CD100 expression and poor prognosis, consistent with a previous study. Moreover, the expression of Ki-67 was identified to correlate with presence of local or locoregional recurrence. To the best of our knowledge, no large casuistic study has revealed this correlation between Ki--67 and local recurrence in STSs. The use of Ki--67 and CD100 as markers in clinical pathological analysis may be suitable as a prognostic criterion in disease progression.

Structural synaptic elements are differentially regulated in superior temporal cortex of schizophrenia patients

Inaccurate wiring and synaptic pathology appear to be major hallmarks of schizophrenia. A variety of gene products involved in synaptic neurotransmission and receptor signaling are differentially expressed in brains of schizophrenia patients. However, synaptic pathology may also develop by improper expression of intra- and extra-cellular structural elements weakening synaptic stability. Therefore, we have investigated transcription of these elements in the left superior temporal gyrus of 10 schizophrenia patients and 10 healthy controls by genome-wide microarrays (Illumina). Fourteen up-regulated and 22 downregulated genes encoding structural elements were chosen from the lists of differentially regulated genes for further qRT-PCR analysis. Almost all genes confirmed by this method were downregulated. Their gene products belonged to vesicle-associated proteins, that is, synaptotagmin 6 and syntaxin 12, to cytoskeletal proteins, like myosin 6, pleckstrin, or to proteins of the extracellular matrix, such as collagens, or laminin C3. Our results underline the pivotal roles of structural genes that control formation and stabilization of pre- and post-synaptic elements or influence axon guidance in schizophrenia. The glial origin of collagen or laminin highlights the close interrelationship between neurons and glial cells in establishment and maintenance of synaptic strength and plasticity. It is hypothesized that abnormal expression of these and related genes has a major impact on the pathophysiology of schizophrenia.

The Role of Antennapedia in Anteroposterior Patterning of the Drosophila Melanogaster Ventral Nervous System

A major unresolved question in developmental neurobiology is how the nervous system is adapted to the specific needs of the organism at different life stages. In the holometabolous insect Drosophila melanogaster, the larval ventral nervous system (VNS) is comprised of similar repeating segments, as opposed to the adult VNS, which varies greatly from segment to segment both in number and types of neurons. The adult-specific neurons of each segment are generated by 25 distinct types of neuronal progenitor cells called neuroblasts (NBs) that appear in a stereotyped array (Truman et al., 2004). Each NB divides repeatedly to produce a distinct set of daughter cells termed a lineage, which is bilaterally symmetric but present to varying degrees in each segment. These daughter cells can be distinguished by their position within the nervous system as well as by their axonal projections. Each of the 25 NBs produces neurons; if both daughter cells are present in a lineage then both sibling populations survived, whereas if only one projection is seen cell death occurred, leaving a hemilineage (half lineage). In some lineages, the same sibling type survives in all segments in which the lineage appears, but in others, the surviving sibling type varies across segments, resulting in a different morphology for the same lineage in different segments. How are these differences in survival and morphology controlled? The Hox genes provide positional information for developing structures along the anterior-posterior (AP) axis of animals. They encode transcription factors, thereby controlling the activity of genes down stream. In the postembryonic VNS, each NB lineage features its own characteristic expression pattern of Hox genes Antp and Ubx, which can vary from segment-to-segment, and can thereby cause variation in the number of neural cells and axonal projections that survive. This study defines the wild-type expression pattern of Antp and elucidates the role of Antp in gain of function studies. These studies are possible due to the MARCM (Mosaic Analysis with a Repressible Cell Marker) method, which allows the genetically manipulated cells to be specifically labeled in an otherwise normal, unlabeled organism. The results indicate that Antp is expressed in a segment-, lineage-, and hemilineage-specific manner. Antp is sufficient for both anterior and posterior transformations of particular lineages, including promotion of cell death and/or survival as well as axon guidance.

EphrinB phosphorylation and reverse signaling: regulation by Src kinases and PTP-BL phosphatase

Ephrins are cell surface-associated ligands for Eph receptors and are important regulators of morphogenic processes such as axon guidance and angiogenesis. Transmembrane ephrinB ligands act as "receptor-like" signaling molecules, in part mediated by tyrosine phosphorylation and by engagement with PDZ domain proteins. However, the underlying cell biology and signaling mechanisms are poorly understood. Here we show that Src family kinases (SFKs) are positive regulators of ephrinB phosphorylation and phosphotyrosine-mediated reverse signaling. EphB receptor engagement of ephrinB causes rapid recruitment of SFKs to ephrinB expression domains and transient SFK activation. With delayed kinetics, ephrinB ligands recruit the cytoplasmic PDZ domain containing protein tyrosine phosphatase PTP-BL and are dephosphorylated. Our data suggest the presence of a switch mechanism that allows a shift from phosphotyrosine/SFK-dependent signaling to PDZ-dependent signaling.

Roles of ephrinB ligands and EphB receptors in cardiovascular development: demarcation of arterial/venous domains, vascular morphogenesis, and sprouting angiogenesis

Eph receptor tyrosine kinases and their cell-surface-bound ligands, the ephrins, regulate axon guidance and bundling in the developing brain, control cell migration and adhesion, and help patterning the embryo. Here we report that two ephrinB ligands and three EphB receptors are expressed in and regulate the formation of the vascular network. Mice lacking ephrinB2 and a proportion of double mutants deficient in EphB2 and EphB3 receptor signaling die in utero before embryonic day 11.5 (E11.5) because of defects in the remodeling of the embryonic vascular system. Our phenotypic analysis suggests complex interactions and multiple functions of Eph receptors and ephrins in the embryonic vasculature. Interaction between ephrinB2 on arteries and its EphB receptors on veins suggests a role in defining boundaries between arterial and venous domains. Expression of ephrinB1 by arterial and venous endothelial cells and EphB3 by veins and some arteries indicates that endothelial cell-to-cell interactions between ephrins and Eph receptors are not restricted to the border between arteries and veins. Furthermore, expression of ephrinB2 and EphB2 in mesenchyme adjacent to vessels and vascular defects in ephB2/ephB3 double mutants indicate a requirement for ephrin-Eph signaling between endothelial cells and surrounding mesenchymal cells. Finally, ephrinB ligands induce capillary sprouting in vitro with a similar efficiency as angiopoietin-1 (Ang1) and vascular endothelial growth factor (VEGF), demonstrating a stimulatory role of ephrins in the remodeling of the developing vascular system.

Growth cone MKK7 mRNA targeting regulates MAP1b-dependent microtubule bundling to control neurite elongation

Local mRNA translation in neurons has been mostly studied during axon guidance and synapse formation but not during initial neurite outgrowth. We performed a genome-wide screen for neurite-enriched mRNAs and identified an mRNA that encodes mitogen-activated protein kinase kinase 7 (MKK7), a MAP kinase kinase (MAPKK) for Jun kinase (JNK). We show that MKK7 mRNA localizes to the growth cone where it has the potential to be translated. MKK7 is then specifically phosphorylated in the neurite shaft, where it is part of a MAP kinase signaling module consisting of dual leucine zipper kinase (DLK), MKK7, and JNK1. This triggers Map1b phosphorylation to regulate microtubule bundling leading to neurite elongation. We propose a model in which MKK7 mRNA localization and translation in the growth cone allows for a mechanism to position JNK signaling in the neurite shaft and to specifically link it to regulation of microtubule bundling. At the same time, this uncouples activated JNK from its functions relevant to nuclear translocation and transcriptional activation.

The Role of EphA4 in Glial Scar Formation Following Injury

Although many areas of the brain lose their regenerative capacity with age, stem cell niches have been identified in both the subventricular zone (SVZ) along the lateral walls of the lateral ventricles and the subgranular zone (SGZ) of the dentate gyrus (Gage, 2000; Alvarez-Buylla et al., 2001; Alvarez-Buylla and Lim, 2004). The SVZ niche utilizes many mechanisms to determine the migration patterns of neuroblasts along the RMS into the olfactory bulb, one being Eph/ephrin signaling (Conover et al., 2000; Holmberg et al., 2005). EphA4-mediated signaling is necessary for axon guidance during development, and its continued expression in the SVZ niche suggests a regulatory role throughout adulthood. Previous studies have suggested that EphA4 plays a role in the regulation of astrocytic gliosis and glial scar formation, which inhibits axonal regeneration in these areas following spinal cord injury (Goldshmit et al., 2004). Blood vessels may also play an important role in SVZ cell proliferation and neuroblast migration following injury (Tavazoie et al., 2008; Yamashita et al., 2006). The goal of this project is to examine glial scar formation as well as the relationship between SVZ vasculature, neuroblasts, and neural stem cells in EphA4 +/+, EphA4 +/-, and EphA4 -/- mice following a needle stick injury in the cortex or striatum. The outcome of these experiments will determine whether invasive procedures such as injections will affect neuroblast migration and/or the organization of the SVZ.

EphA4 (Sek1) receptor tyrosine kinase is required for the development of the corticospinal tract

Members of the Eph family of tyrosine kinase receptors have been implicated in the regulation of developmental processes and, in particular, axon guidance in the developing nervous system. The function of the EphA4 (Sek1) receptor was explored through creation of a null mutant mouse. Mice with a null mutation in the EphA4 gene are viable and fertile but have a gross motor dysfunction, which is evidenced by a loss of coordination of limb movement and a resultant hopping, kangaroo-like gait. Consistent with the observed phenotype, anatomical studies and anterograde tracing experiments reveal major disruptions of the corticospinal tract within the medulla and spinal cord in the null mutant animals. These results demonstrate a critical role for EphA4 in establishing the corticospinal projection.