BP
Brendan Puls
Author with expertise in MicroRNA Regulation in Cancer and Development
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
3
(67% Open Access)
Cited by:
280
h-index:
5
/
i10-index:
4
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Regeneration of dorsal spinal cord neurons after injury viain situNeuroD1-mediated astrocyte-to-neuron conversion

Brendan Puls et al.Oct 31, 2019
Abstract Spinal cord injury (SCI) often leads to impaired motor and sensory functions, partially because the injury-induced neuronal loss cannot be easily replenished through endogenous mechanisms. In vivo neuronal reprogramming has emerged as a novel technology to regenerate neurons from endogenous glial cells by forced expression of neurogenic transcription factors. We have previously demonstrated successful astrocyte-to-neuron conversion in mouse brains with injury or Alzheimer’s disease by overexpressing a single neural transcription factor NeuroD1 via retroviruses. Here we demonstrate regeneration of dorsal spinal cord neurons from reactive astrocytes after SCI via adeno-associated virus (AAV), a more clinically relevant gene delivery system. We find that NeuroD1 converts reactive astrocytes into neurons in the dorsal horn of stab-injured spinal cord with high efficiency (∼95%). Interestingly, NeuroD1 -converted neurons in the dorsal horn mostly acquire glutamatergic neuronal subtype, expressing spinal cord-specific markers such as Tlx3 but not brain-specific markers such as Tbr1, suggesting that the astrocytic lineage and local microenvironment affect the cell fate of conversion. Electrophysiological recordings show that the NeuroD1 -converted neurons can functionally mature and integrate into local spinal cord circuitry by displaying repetitive action potentials and spontaneous synaptic responses. We further show that NeuroD1 -mediated neuronal conversion can occur in the contusive SCI model, allowing future studies of evaluating this reprogramming technology for functional recovery after SCI. In conclusion, this study may suggest a paradigm shift for spinal cord repair using in vivo astrocyte-to-neuron conversion technology to generate functional neurons in the grey matter.
0
Citation5
0
Save
1

MicroRNA-375 is induced during astrocyte-to-neuron reprogramming and promotes survival of reprogrammed neurons when overexpressed

Xuanyu Chen et al.Jul 11, 2023
ABSTRACT While astrocyte-to-neuron (AtN) reprogramming holds great promise in regenerative medicine, the molecular mechanisms that govern this unique biological process remain elusive. MicroRNAs (miRNAs), as post-transcriptional regulators of gene expression, play crucial roles during development and under various pathological conditions. To understand the function of miRNAs during AtN reprogramming process, we performed RNA-seq of both mRNAs and miRNAs on human astrocyte (HA) cultures upon NeuroD1 overexpression. Bioinformatics analyses showed that NeuroD1 not only activates essential neuronal genes to initiate reprogramming process but also induces miRNA changes in HA. Among the upregulated miRNAs, we identified miR-375 and its targets, neuronal ELAVL genes ( nELAVLs ), which encode a family of RNA-binding proteins and are also upregulated by NeuroD1. We further showed that manipulating miR-375 level regulates nELAVLs expression during NeuroD1-mediated reprogramming. Interestingly, miR-375/ nELAVLs are also induced by reprogramming factors Neurog2 and ASCL1 in HA suggesting a conserved function to neuronal reprogramming, and by NeuroD1 in the mouse astrocyte culture and spinal cord. Functionally, we showed that miR-375 overexpression improves NeuroD1-mediated reprogramming efficiency by promoting cell survival at early stages in HA even in cultures treated with the chemotherapy drug Cisplatin. Moreover, miR-375 overexpression doesn’t appear to compromise maturation of the reprogrammed neurons in long term HA cultures. Lastly, overexpression of miR-375-refractory ELAVL4 induces apoptosis and reverses the cell survival-promoting effect of miR-375 during AtN reprogramming. Together, we demonstrate a neuro-protective role of miR-375 during NeuroD1-mediated AtN reprogramming and suggest a strategy of combinatory overexpression of NeuroD1 and miR-375 for improving neuronal reprogramming efficiency.
1
Citation1
0
Save