Galectin-3 drives oligodendrocyte differentiation to control myelin integrity and function

Autores
Pasquini, Laura Andrea; Millet, Violeta; Hoyos, Hernán Carlos; Giannoni, J. P.; Croci Russo, Diego Omar; Marder, Nora Mariel; Liu, F. T.; Rabinovich, Gabriel Adrián; Pasquini, Juana Maria
Año de publicación
2011
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Galectins control critical pathophysiological processes, including the progression and resolution of central nervous system (CNS) inflammation. In spite of considerable progress in dissecting their role within lymphoid organs, their functions within the inflamed CNS remain elusive. Here, we investigated the role of galectin–glycan interactions in the control of oligodendrocyte (OLG) differentiation, myelin integrity and function. Both galectin-1 and -3 were abundant in astrocytes and microglia. Although galectin-1 was abundant in immature but not in differentiated OLGs, galectin-3 was upregulated during OLG differentiation. Biochemical analysis revealed increased activity of metalloproteinases responsible for cleaving galectin-3 during OLG differentiation and modulating its biological activity. Exposure to galectin-3 promoted OLG differentiation in a dose- and carbohydrate-dependent fashion consistent with the ‘glycosylation signature’ of immature versus differentiated OLG. Accordingly, conditioned media from galectin-3-expressing, but not galectin-3-deficient (Lgals3−/−) microglia, successfully promoted OLG differentiation. Supporting these findings, morphometric analysis showed a significant decrease in the frequency of myelinated axons, myelin turns (lamellae) and g-ratio in the corpus callosum and striatum of Lgals3−/− compared with wild-type (WT) mice. Moreover, the myelin structure was loosely wrapped around the axons and less smooth in Lgals3−/− mice versus WT mice. Behavior analysis revealed decreased anxiety in Lgals3−/− mice similar to that observed during early demyelination induced by cuprizone intoxication. Finally, commitment toward the oligodendroglial fate was favored in neurospheres isolated from WT but not Lgals3−/− mice. Hence, glial-derived galectin-3, but not galectin-1, promotes OLG differentiation, thus contributing to myelin integrity and function with critical implications in the recovery of inflammatory demyelinating disorders.
Fil: Pasquini, Laura Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Millet, Violeta. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina
Fil: Hoyos, Hernán Carlos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina
Fil: Giannoni, J. P.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina
Fil: Croci Russo, Diego Omar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina
Fil: Marder, Nora Mariel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina
Fil: Liu, F. T.. University of California at Davis; Estados Unidos
Fil: Rabinovich, Gabriel Adrián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Pasquini, Juana Maria. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina
Materia
Galectins
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Differentiation
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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CONICET Digital (CONICET)
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Although galectin-1 was abundant in immature but not in differentiated OLGs, galectin-3 was upregulated during OLG differentiation. Biochemical analysis revealed increased activity of metalloproteinases responsible for cleaving galectin-3 during OLG differentiation and modulating its biological activity. Exposure to galectin-3 promoted OLG differentiation in a dose- and carbohydrate-dependent fashion consistent with the ‘glycosylation signature’ of immature versus differentiated OLG. Accordingly, conditioned media from galectin-3-expressing, but not galectin-3-deficient (Lgals3−/−) microglia, successfully promoted OLG differentiation. Supporting these findings, morphometric analysis showed a significant decrease in the frequency of myelinated axons, myelin turns (lamellae) and g-ratio in the corpus callosum and striatum of Lgals3−/− compared with wild-type (WT) mice. Moreover, the myelin structure was loosely wrapped around the axons and less smooth in Lgals3−/− mice versus WT mice. Behavior analysis revealed decreased anxiety in Lgals3−/− mice similar to that observed during early demyelination induced by cuprizone intoxication. Finally, commitment toward the oligodendroglial fate was favored in neurospheres isolated from WT but not Lgals3−/− mice. Hence, glial-derived galectin-3, but not galectin-1, promotes OLG differentiation, thus contributing to myelin integrity and function with critical implications in the recovery of inflammatory demyelinating disorders.Fil: Pasquini, Laura Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Millet, Violeta. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Hoyos, Hernán Carlos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Giannoni, J. P.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Croci Russo, Diego Omar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Marder, Nora Mariel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Liu, F. T.. University of California at Davis; Estados UnidosFil: Rabinovich, Gabriel Adrián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Pasquini, Juana Maria. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaNature Publishing Group2011-11info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/18228Pasquini, Laura Andrea; Millet, Violeta; Hoyos, Hernán Carlos; Giannoni, J. 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Fil: Pasquini, Laura Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina
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Fil: Croci Russo, Diego Omar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina
Fil: Marder, Nora Mariel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina
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Fil: Rabinovich, Gabriel Adrián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Pasquini, Juana Maria. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina
description Galectins control critical pathophysiological processes, including the progression and resolution of central nervous system (CNS) inflammation. In spite of considerable progress in dissecting their role within lymphoid organs, their functions within the inflamed CNS remain elusive. Here, we investigated the role of galectin–glycan interactions in the control of oligodendrocyte (OLG) differentiation, myelin integrity and function. Both galectin-1 and -3 were abundant in astrocytes and microglia. Although galectin-1 was abundant in immature but not in differentiated OLGs, galectin-3 was upregulated during OLG differentiation. Biochemical analysis revealed increased activity of metalloproteinases responsible for cleaving galectin-3 during OLG differentiation and modulating its biological activity. Exposure to galectin-3 promoted OLG differentiation in a dose- and carbohydrate-dependent fashion consistent with the ‘glycosylation signature’ of immature versus differentiated OLG. Accordingly, conditioned media from galectin-3-expressing, but not galectin-3-deficient (Lgals3−/−) microglia, successfully promoted OLG differentiation. Supporting these findings, morphometric analysis showed a significant decrease in the frequency of myelinated axons, myelin turns (lamellae) and g-ratio in the corpus callosum and striatum of Lgals3−/− compared with wild-type (WT) mice. Moreover, the myelin structure was loosely wrapped around the axons and less smooth in Lgals3−/− mice versus WT mice. Behavior analysis revealed decreased anxiety in Lgals3−/− mice similar to that observed during early demyelination induced by cuprizone intoxication. Finally, commitment toward the oligodendroglial fate was favored in neurospheres isolated from WT but not Lgals3−/− mice. Hence, glial-derived galectin-3, but not galectin-1, promotes OLG differentiation, thus contributing to myelin integrity and function with critical implications in the recovery of inflammatory demyelinating disorders.
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