Sox10 Expression in Goldfish Retina and Optic Nerve Head in Controls and after the Application of Two Different Lesion Paradigms

Abstract

The mammalian central nervous system (CNS) is unable to regenerate. In contrast, the CNS of fish, including the visual system, is able to regenerate after damage. Moreover, the fish visual system grows continuously throughout the life of the animal, and it is therefore an excellent model to analyze processes of myelination and re-myelination after an injury. Here we analyze Sox10+ oligodendrocytes in the goldfish retina and optic nerve in controls and after two kinds of injuries: cryolesion of the peripheral growing zone and crushing of the optic nerve. We also analyze changes in a major component of myelin, myelin basic protein (MBP), as a marker for myelinated axons. Our results show that Sox10+ oligodendrocytes are located in the retinal nerve fiber layer and along the whole length of the optic nerve. MBP was found to occupy a similar location, although its loose appearance in the retina differed from the highly organized MBP+ axon bundles in the optic nerve. After optic nerve crushing, the number of Sox10+ cells decreased in the crushed area and in the optic nerve head. Consistent with this, myelination was highly reduced in both areas. In contrast, after cryolesion we did not find changes in the Sox10+ population, although we did detect some MBP- degenerating areas. We show that these modifications in Sox10+ oligodendrocytes are consistent with their role in oligodendrocyte identity, maintenance and survival, and we propose the optic nerve head as an excellent area for research aimed at better understanding of de- and remyelination processes.

Glial Cells in the Fish Retinal Nerve Fiber Layer Form Tight Junctions, Separating and Surrounding Axons

“…Since the loose wrap myelin differs structurally and molecularly (no MBP) from brain myelin, we call these cells oligodendroglia-like cells. Recently, these cells were shown to express Sox10 in the NFL of the goldfish retina ( Parrilla et al, 2016 ).…”

Caracterización de los oligodendrocitos en la vía visual del pez cebra en desarrollo y en procesos regenerativos

“…Está formada por los axones de las células ganglionares que se disponen paralelamente a la superficie de la retina, y que convergen en el disco óptico (DO) para formar el NO (Ramón y Cajal, 1893). En esta capa también encontramos células gliales como los oligodendrocitos, que están presentes en la retina de los teleósteos (Easter Jr. et al, 1984;Parrilla et al, 2016), ya que sus axones se encuentran mielinizados .…”

“…Por lo tanto, debido a la ausencia de una lámina cribosa como tal existen oligodendrocitos y axones mielinizados en la CNO y CFNO de la retina de los teleósteos (Lillo et al, 1998;Münzel et al, 2012;Parrilla et al, 2016;Schweitzer et al, 2007). Al sufrir procesos de crecimiento continuado y regeneración, se han descrito axones de nueva generación y precursores gliales inmaduros en su CNO Parrilla, 2010).…”

“…Los procesos regenerativos en el NO tras una axotomía o pinzamiento son conocidos desde hace tiempo (Sperry, 1948;Wolburg, 1981a). Debido a su fácil acceso, y a estar compuesto únicamente por axones de las células ganglionares y por células gliales, el NO de los peces constituye un modelo especialmente útil a la hora de estudiar procesos de regeneración axonal y remielinización Münzel et al, 2012;Parrilla et al, 2013Parrilla et al, , 2016Schweitzer et al, 2007).…”

“…De manera que disminuye la cantidad de macrófagos de la zona dañada y esta se llena de axones regenerantes (Nona et al, 1998). Así, cuando la zona pinzada ya está limpia de restos celulares en degeneración, la zona distal muestra gran cantidad de restos de mielina que son fagocitados por los astrocitos (Colavincenzo y Levine, 2000;Nona et al, 1998;Parrilla et al, 2016). Así mismo, los astrocitos pax2 + se encargan del guiado de los nuevos axones regenerantes (Parrilla, 2010).…”