Blood vessels are in control : vasculature regulates the neural niche in cranial sensory ganglia

Abstract

Cranial sensory ganglia are groups of neurons located in the head of chordates outside the central nervous system that allow individuals to sense and perceive information from the outer world. The regulation of neural proliferation and differentiation is key for cranial ganglia formation and functioning. This control is carried out by signals provided by their niche. Blood vessels have emerged as key components in the adult neural stem cell niche. However, the putative function of vasculature on neural behaviour has yet not been studied in the peripheral nervous system. In the present work, I have described the anatomical relationship of cranial sensory ganglia with vasculature during their development, focusing in the statoacoustic ganglion and using zebrafish as a model system. Secondly, I have demonstrated that two independent signalling mechanisms exist from vasculature to the developing sensory neurons. Early in development, endothelial cells maintain neural cells’ quiescence via Dll4/Notch1 signalling and cytoneme contacts. Later, blood flow onset produces transcriptional changes in neural cells related to oxygen sensing and is required for the differentiation of sensory neurons.

Els ganglis sensorials cranials són grups de neurones que es troben en el cap dels cordats, fora del sistema nerviós central, que permeten captar i percebre informació del món extern. La regulació de la proliferació i la diferenciació és clau en la seva correcta formació i funcionament, i és dut a terme per les senyals emeses en el seu nínxol. Els vasos sanguinis han esdevingut un component clau del nínxol de les cèl·lules mare neurals adultes. Tanmateix, la possible funció dels vasos en la regulació del comportament neural encara no s’ha estudiat en el sistema nerviós perifèric. En aquest treball, he descrit la relació anatòmica del ganglis sensorials cranials amb la vasculatura del cap durant el seu desenvolupament, centrant-me en el gangli estaoacústic i utilitzant el peix zebra com a model animal. També he demostrat que, en estadis inicials del desenvolupament, les cèl·lules endotelials mantenen a les cèl·lules neurals en quiescència mitjançant la senyalització Dll4/Notch1 i contactes per citonemes. En estadis més tardans, l’inici del flux sanguini produeix canvis transcripcionals en les cèl·lules neurals relacionades amb la detecció de la presència d’oxigen i també és necessari per la diferenciació de les neurones sensorials.