Aberrant neovascularization contributes to diseases such as cancer, blindness and atherosclerosis, and is the consequence of inappropriate angiogenic signalling. Although many regulators of pathogenic angiogenesis have been identified, our understanding of this process is incomplete. Here we explore the transcriptome of retinal microvessels isolated from mouse models of retinal disease that exhibit vascular pathology, and uncover an upregulated gene, leucine-rich alpha-2-glycoprotein 1 (Lrg1), of previously unknown function. We show that in the presence of transforming growth factor-β1 (TGF-β1), LRG1 is mitogenic to endothelial cells and promotes angiogenesis. Mice lacking Lrg1 develop a mild retinal vascular phenotype but exhibit a significant reduction in pathological ocular angiogenesis. LRG1 binds directly to the TGF-β accessory receptor endoglin, which, in the presence of TGF-β1, results in promotion of the pro-angiogenic Smad1/5/8 signalling pathway. LRG1 antibody blockade inhibits this switch and attenuates angiogenesis. These studies reveal a new regulator of angiogenesis that mediates its effect by modulating TGF-β signalling. LRG1 is identified as a new regulator of TGF-β signalling that promotes angiogenesis via a TβRII–ALK1–ENG–Smad1/5/8 signalling pathway; antibody-mediated inhibition of LRG1 reduces pathogenic neovascularization in a mouse model of retinal injury. Defective angiogenesis is a common feature in many diseases including age-related macular degeneration, atherosclerosis, rheumatoid arthritis and cancer. Here John Greenwood and colleagues identify a novel angiogenic glycoprotein of previously unknown function — leucine-rich-alpha-2-glycoprotein 1 (LRG1) — that exerts its effect through modifying TGF-β signalling. LRG1, upregulated in vitreous samples from humans with proliferative diabetic retinopathy, activates an angiogenic switch by binding to the receptor endoglin and promoting pro-angiogenic TGF-β signalling. Antibody-mediated inhibition of LRG1 reduces pathogenic neovascularization in a mouse model of retinal injury, which suggests that LRG1 is a possible therapeutic target for controlling pathological angiogenesis in ocular disease.

Neuregulin switches oligodendrocytes between two modes of myelination: from a neuronal activity–independent mode to a myelin-increasing, neuronal activity–dependent, mechanism that involves glutamate release and NMDA receptor activation.

Reduction of amyloid beta (Aβ) has been shown to be effective in treating Alzheimer’s disease (AD), but the underlying assumption that neurons are the main source of pathogenic Aβ is untested. Here, we challenge this prevailing belief by demonstrating that oligodendrocytes are an important source of Aβ in the human brain and play a key role in promoting abnormal neuronal hyperactivity in an AD knock-in mouse model. We show that selectively suppressing oligodendrocyte Aβ production improves AD brain pathology and restores neuronal function in the mouse model in vivo. Our findings suggest that targeting oligodendrocyte Aβ production could be a promising therapeutic strategy for treating AD.

Myelin Basic Protein (MBP) is essential for both elaboration and maintenance of CNS myelin, and its reduced accumulation results in hypomyelination. How different Mbp mRNA levels affect myelin dimensions across the lifespan and how resident glial cells may respond to such changes are unknown. Here, to investigate these questions, we used enhancer-edited mouse lines that accumulate Mbp mRNA levels ranging from 8% to 160% of wild type. In young mice, reduced Mbp mRNA levels resulted in corresponding decreases in Mbp protein accumulation and myelin sheath thickness, confirming the previously demonstrated rate-limiting role of Mbp transcription in the control of initial myelin synthesis. However, despite maintaining lower line specific Mbp mRNA levels into old age, both MBP protein levels and myelin thickness improved or fully normalized at rates defined by the relative Mbp mRNA level. Sheath length, in contrast, was affected only when mRNA levels were very low, demonstrating that sheath thickness and length are not equally coupled to Mbp mRNA level. Striking abnormalities in sheath structure also emerged with reduced mRNA levels. Unexpectedly, an increase in the density of all glial cell types arose in response to reduced Mbp mRNA levels. This investigation extends understanding of the role MBP plays in myelin sheath elaboration, architecture, and plasticity across the mouse lifespan and illuminates a novel axis of glial cell crosstalk.

Reduction of amyloid beta (Abeta) has been shown to be effective in treating Alzheimer's Disease (AD), but the underlying assumption that neurons are the main source of pathogenic Abeta; is untested. Here we challenge this prevailing belief by demonstrating that oligodendrocytes are an important source of Abeta, and play a key role in promoting abnormal neuronal hyperactivity in AD. We show that selectively suppressing oligodendrocyte Abeta production improves AD brain pathology and restores neuronal function in vivo. Our findings suggest that targeting oligodendrocyte Abeta production could be a promising therapeutic strategy for treating AD.

Summary Motor skill learning stimulates and requires generation of myelinating oligodendrocytes (OLs) from their precursors (OLPs). We asked whether OL production is also required for non-motor learning and cognition, using T-maze and radial arm maze tasks that tax spatial working memory. Maze training stimulated OL production in the medial prefrontal cortex (mPFC), anterior corpus callosum (genu), dorsal thalamus and hippocampal formation; myelin sheath formation was also stimulated in the genu. Genetic blockade of OL differentiation and neo-myelination in Myrf conditional-knockout mice strongly impaired training-induced improvements in maze performance. Remarkably, there was a strong positive correlation between working memory performance of individual mice and the scale of OLP proliferation and OL generation during training, but not with the number or intensity of c-Fos + neurons in the mPFC, underscoring the key role of OL lineage cells in cognitive performance.