NG2-glia proliferation and differentiation following CNS injuries

Abstract

NG2-glia proliferation and differentiation following CNS injuries Abstract NG2 glia display wide proliferation and differentiation potential under physiological and pathological conditions. They are very well known as precursors of oligodendrocytes, however, following central nervous system (CNS) injury they play an important role in regeneration. For this reason, we examined these features following different types of brain disorders such as focal cerebral ischemia (FCI), cortical stab wound (SW), and demyelination (DEMY) in young (3-months-old) mice, in which NG2 glia are labeled by tdTomato under the Cspg4 promoter. In the case of FCI, the factor of age was also studied using 18-months-old mice. To address these issues, we employed many techniques on tissue/cellular levels, such as single-cell RT- qPCR, single-cell/bulk RNA-sequencing, immunohistochemistry, and the patch-clamp technique in situ. First, such approach enabled us to distinguish two main populations (NG2 glia, oligodendrocytes), each of them comprising four distinct subpopulations. Next, the expression profiling revealed that a subpopulation of NG2 glia expressing GFAP, a marker of reactive astrocytes, appears transiently after FCI. However, following less severe injury, namely the cortical SW and DEMY, subpopulations mirroring different...

NG2-glia proliferace a diferenciace po poškození CNS Abstrakt NG2 glie mají velký proliferační a diferenciační potenciál za fyziologických i patologických podmínek. Jsou velmi dobře známé jako prekurzory oligodendrocytů, avšak po poškození centrálního nervového systému (CNS) hrají důležitou roli v regeneraci. Z tohoto důvodu jsme zkoumali jejich vlastnosti po různých typech mozkových poškození jako je fokální cerebrální ischemie (FCI), kortikální bodná rána (SW) a demyelinizace (DEMY) u mladých (tříměsíčních) myší, u kterých jsou NG2 glie značené pomocí tdTomato pod promotorem Cspg4. V případě FCI jsme se také věnovali faktoru věku s využitím osmnáctiměsíčních myší. Abychom chování NG2 glií prozkoumali, provedli jsme mnoho technik na různých úrovních, jako je RT-qPCR na úrovni jedné buňky, RNA sekvenování a sekvenování na úrovni jedné buňky, imunohistochemie a technika patch-clamp. Tento přístup nám umožnil rozlišit dvě hlavní populace (NG2 glie, oligodendrocyty), z nichž každá obsahuje čtyři odlišné subpopulace. Profilování exprese dále odhalilo, že subpopulace NG2 glií exprimující GFAP (marker reaktivních astrocytů) je přítomna pouze přechodně po FCI. Po méně závažném poranění, konkrétně SW a DEMY však výrazně převažují subpopulace odrážející různá stádia zrání oligodendrocytů. Rozdílná genová exprese...