Abstract Neural tissue has limited regenerative ability, to cope with that, in the recent years a diverse set of novel tools have been used to tailor neurostimulation therapies and promote functional regeneration after axonal injuries. In this report, we explore cell-specific methods to modulate neuronal activity, including opto- and chemogenetics to assess the effect of specific neuronal stimulation in the promotion of axonal regeneration after injury. We found that opto- or chemogenetic modulations of neuronal activity on both dorsal root ganglia and corticospinal motor neurons increase their axonal growth capacity only on permissive substrates.

Abstract While chemokines were originally described for their ability to induce cell migration, many studies show how chemokines also take part in a variety of other cell functions, acting as adaptable messengers in the communication between a diversity of cell types. In the nervous system, chemokines participate both in physiological and pathological processes, and while their expression is often described on glial and immune cells, growing evidence describe the expression of chemokines and their receptors in neurons, highlighting, their potential in auto- and paracrine signalling. In this study we analysed the role of nociception in the neuronal chemokinome, and their role in axonal growth. We found that stimulating TRPV1 + nociceptors induces a transient increase in CCL21. Interestingly we found that, this CCL21 increases neurite growth of large diameter proprioceptors in vitro . Consistent with this, we show that proprioceptors express the CCL21 receptor CCR7, and a CCR7 neutralizing antibody dose-dependently attenuates CCL21-induced neurite outgrowth. Mechanistically, we found that CCL21 binds locally to its receptor CCR7 at the growth cone, activating the downstream MEK-ERK pathway, that in turn activates N-WASP, triggering actin filament ramification in the growth cone, resulting in increased axonal growth.

Abstract Emerging evidence points to coordinated action of chemical and mechanical cues during brain development. At early stages of neocortical development, angiogenic factors and chemokines such as CXCL12, ephrins, and semaphorins assume crucial roles in orchestrating neuronal migration and axon elongation of postmitotic neurons. Here we explore the intrinsic mechanical properties of the developing marginal zone of the pallium in the migratory pathways and brain distribution of the pioneer Cajal-Retzius cells. These pioneer neurons are generated in several proliferative regions in the developing brain (e.g., the cortical hem and the pallial subpallial boundary) and migrate tangentially in the preplate/marginal zone covering the upper portion of the neocortex. These cells play crucial roles in correct neocortical layer formation by secreting several molecules such as Reelin. Our results indicate that the motogenic properties of Cajal-Retzius cells and their perinatal distribution in the marginal zone are also modulated by both chemical and mechanical factors, by the specific mechanical properties of Cajal-Retzius cells, and by the differential stiffness of the migratory routes. Indeed, cells originating in the cortical hem display higher migratory capacities than those generated in the pallial subpallial boundary which may be involved in the differential distribution of these cells in the dorsal-lateral axis in the developing marginal zone.