Neuron Navigator-1: A novel neural guidance molecule involved in vascular network development

Abstract

[EN] Cardiovascular system is the first functional structure during embryogenesis. A mature vasculature, consisting of an elaborate hierarchical system of vessels, promotes the circulation of blood between heart, lung and target tissues. Blood vessels supply oxygen, nutrients and hormones to organs maintaining metabolic homeostasis and provide gateways for immune surveillance. The formation of a properly branched vascular system is critical for embryo development and survival. Although it is still under debate how mural cells are influencing vessel formation, the interaction of endothelial cells and pericytes or vSMC are essential for proper vessel formation, maturation and specification. Since there is evidence that the cardiovascular system has co-opted several of the growth control mechanisms from nervous system, studies revealed the implication of axon guidance molecules in vessel morphogenesis regulation. We aimed to characterize neuron navigator 1 expression and function in vascular network development. Taking advantage of Nav1-knockout mice, we used retina as a model to study Nav1 impact on vascular network development. We monitored a novel expression domain of Nav1: the neonatal retina. Subsequent cellular analysis revealed Nav1 expression in pericytes of retinal vasculature. Nav1-knockout mice exhibit a change in the vascular network phenotype. This change was reflected by defective branching in vascular network development and decrease of pericyte coverage in arteries of Nav1-deficient retinas. In line with the results in retina, preliminary results showed Nav1 expression in embryonic kidney mesangial cells and a potential effect on glomerulus structure development. We conclude that these results point to a possible role of Nav1 in pericyte recruitment that could lead to a defective blood vessel development. However, further studies should be carried out to elucidate the detailed role of neuron navigator 1 protein in vascular development

[ES] El primero de los sistemas en alcanzar el desarrollo completo durante embriogénesis es el sistema cardiovascular. El sistema vascular, compuesto por una elaborada red de vasos sanguíneos, permite la circulación sanguínea entre el corazón, pulmones y el resto de tejidos. Los vasos sanguíneos suministran oxígeno, nutrientes y hormonas a órganos manteniendo así la homeostasis y vigilancia inmunológica. El desarrollo de una red vascular correctamente ramificada es un paso crucial en el desarrollo y supervivencia embrionario. A pesar de que el modo en que pericitos y las fibras musculares lisas influyen en la formación de nuevos vasos sanguíneos está todavía por comprobar, la interacción de éstas con células endoteliales es esencial para el adecuado desarrollo de los vasos, su maduración y especificación. Desde que surgió la evidencia que el sistema cardiovascular había adquirido muchos de los mecanismos de control del crecimiento del sistema nervioso, muchos estudios probaron la función de moléculas implicadas en control de crecimiento axonal también en el control del crecimiento vascular. Nuestro objetivo era caracterizar la expresión y función de neuron navigator 1 en el desarrollo vascular. Para ello, usamos ratones Nav1-knockout y retina como modelo para estudiar el proceso de angiogénesis. Detectamos la presencia de expresión de Nav1 en pericitos de los capilares en retina y observamos un cambio en el fenotipo vascular. Este cambio se ve reflejado por el desarrollo anómalo de las ramificaciones en la red vascular y por un descenso en la presencia de pericitos en arterias de retinas Nav1-knockout. Acorde con los resultados que obtuvimos en retina, los resultados del análisis inicial de riñón en su estado embrionario, muestran la presencia de Nav1 en células mesangiales y un posible efecto de Nav1 sobre el desarrollo de la red capilar del glomérulo. Proponemos, vistos los resultados, un posible papel de Nav1 en el reemplazo de pericitos que puede provocar un desarrollo anómalo de la red de vasos sanguíneos. Con el propósito de mejorar el conocimiento acerca del efecto de la proteína Nav1 sobre el desarrollo vascular, sugerimos el desarrollo de futuros estudios en profundidad de Nav1