Role of vimentin in injuries of the central nervous system

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A special place in neurobiology is occupied by the study of glial activity during the development of central nervous system pathology. Debates about the dangers or benefits of glia have been ongoing, as well as the searching for ways to pharmacologically correct the glial activation pathways. It is steel remains unclear whether we should to completely disable glia from the regeneration process, or vice versa, activation of some glial functions is necessary. Vimentin, one of the structural components of the cytoskeleton, has been shown to reveal a dual functionality. Some studies demonstrates that, as a structural component of the glial scar, vimentin enhances the consolidation of the damaged area, preventing the axonal growth and the motor function restoration. Other researches, on the contrary, present vimentin as a secreted protein that has the abilities to attract the nerve fibers and promote the regeneration of damaged axons. To date the vimentin role in central nervous system (CNS) injuries has been described very poorly and the conclusions drawn are extremely contradictory. The purpose of this review is an attempt to summarize the recent studies results about the role of vimentin in modeling CNS damage.

About the authors

I. V. Manzhulo

A.V. Zhirmunsky National Scientific Center of Marine Biology, Far Eastern Branch, RAS

Email: i-manzhulo@bk.ru
Vladivostok, Russia

O. S. Manzhulo

A.V. Zhirmunsky National Scientific Center of Marine Biology, Far Eastern Branch, RAS

Email: i-manzhulo@bk.ru
Vladivostok, Russia

A. I. Ponomarenko

A.V. Zhirmunsky National Scientific Center of Marine Biology, Far Eastern Branch, RAS

Author for correspondence.
Email: i-manzhulo@bk.ru
Vladivostok, Russia

References

  1. Helfand B.T., Mendez M.G., Murthy S.N., Shumaker D.K., Grin B., Mahammad S., Aebi U., Wedig T., Wu Y.I., Hahn K.M., Inagaki M., Herrmann H., Goldman R.D. // Mol. Biol. Cell. 2011. V. 22. P. 1274–1289.
  2. Potokar M., Morita M., Wiche G., Jorgacevski J. // Cells. 2020. V. 9. P. 1604.
  3. Lin J., Cai W. // J. Neurotrauma. 2004. V. 21. P. 1671–1682.
  4. Eliasson C., Sahlgren C., Berthold C.H., Stakeberg J., Celis J.E., Betsholtz C., Eriksson J.E., Pekny M. // J. Biol. Chem. 1999. V. 274. P. 23996–24006.
  5. Eriksson J.E., Opal P., Goldman R.D. // Curr. Opin. Cell Biol. 1992. V.4. P. 99–104.
  6. Potokar M., Kreft M., Li L., Andersson J.D., Pangrsic T., Chowdhury H.H., Pekny M., Zorec R. // Traffic. 2007. V. 8. P. 12–20.
  7. De Pascalis C., Pérez-González C., Seetharaman S., Boëda B., Vianay B., Burute M., Leduc C., Borghi N., Trepat X., Etienne-Manneville S. // J. Cell Biol. 2018. V. 217. P. 3031–3044.
  8. De Pablo Y., Marasek P., Pozo-Rodrigálvarez A., Wilhelmsson U., Inagaki M., Pekna M., Pekny M. // Cells. 2019. V. 8. P. 1016.
  9. Eckes B., Dogic D., Colucci-guyon E., Wang N., Maniotis A., Ingber D., Merckling A., Langa F., Aumailley M., Delouvée A., Koteliansky V., Babinet C., Krieg T. // J. Cell Sci. 1998. V. 111. P. 1897–1907.
  10. Pekny M., Wilhelmsson U., Bogestål Y.R., Pekna M. // Int. Rev. Neurobiol. 2007. V. 82. P. 95–111.
  11. Ekmark-Lewén S., Lewén A., Israelsson C., Li G.L., Farooque M., Olsson Y., Ebendal T., Hillered L. // Restor. Neurol. Neurosci. 2010. V. 28. P. 311–321.
  12. Vinci L., Ravarino A., Fanos V., Naccarato A.G., Senes G., Gerosa C., Bevilacqua G., Faa G., Ambu R. // Eur. J. Histochem. 2016. V. 60. P. 2563.
  13. Dahl D. // J. Neurosci. Res. 1981. V. 6. P. 741–748.
  14. Gimenez y Ribotta M., Langa F., Menet V., Privat A. // Glia. 2000. V. 31. P. 69–83.
  15. Manzhulo I., Tyrtyshnaia A., Kipryushina Y., Dyuizen I., Ermolenko E., Manzhulo O. // Neurosci. Lett. 2018. V. 672. P. 6–14.
  16. Anderson M.A., Burda J.E., Ren Y., Ao Y., O’Shea T.M., Kawaguchi R., Coppola G., Khakh B.S., Deming T.J., Sofroniew M.V. // Nature. 2016. V. 532. P. 195–200.
  17. McLean W.H., Lane E.B. // Curr. Opin. Cell. Biol. 1995. V. 7. P. 118–125.
  18. Liedtke W., Edelmann W., Bieri P.L., Chiu F.C., Cowan N.J., Kucherlapati R., Raine C.S. // Neuron. 1996. V. 17. P. 607–615.
  19. Colucci-Guyon E., Portier M.M., Dunia I., Paulin D., Pournin S., Babinet C. // Cell. 1994. V. 79. P. 679–694.
  20. Wang X., Messing A., David S. // Exp. Neurol. 1997. V. 148. P. 568–576.
  21. Pekny M., Johansson C.B., Eliasson C., Stakeberg J., Wallén A., Perlmann T., Lendahl U., Betsholtz C., Berthold C.H., Friséne J. // J. Cell. Biol. 1999. V. 145. P. 503–514.
  22. Menet V., Gime´nez y Ribotta M., Chauvet N., Drian M.J., Lannoy J., Colucci-Guyon E., Privat A. // J. Neurosci. 2001. V. 21. P. 6147–6158.
  23. Saunders N.R., Deal A., Knott G.W., Varga Z.M., Nicholls J.G. // Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 1995. V. 22. P. 518–526.
  24. Barrett C.P., Donati E.J., Guth L. // Exp. Neurol. 1984. V. 84. P. 374–385.
  25. Davies J.A., Goucher D.R., Doller C., Silver J. // J. Neurosci. 1999. V. 19. P. 5810–5822.
  26. Bradbury E.J., Moon L.D., Popat R.J., King V.R., Bennett G.S., Patel P.N., Fawcett J.W., McMahon S.B. // Nature. 2002. V. 416. P. 636–640.
  27. Menet V., Prieto M., Privat A., Gimenez y Ribotta M. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003. V. 100. P. 8999–9004.
  28. Bareyre F.M., Handenschild B., Schwab M.E. // J. Neurosci. 2002. V. 22. P. 7097–7110.
  29. Schwab M.E. // Prog. Brain Res. 2002. V. 137. P. 351–359.
  30. Silver J., Miller J.H. // Nat. Rev. Neurosci. 2004. V. 5. P. 146–156.
  31. Liddelow S.A., Barres B.A. // Nature. 2016. V. 532. P. 182–183.
  32. Yiu G., He Z. // Nat. Rev. Neurosci. 2006. V. 7. P. 617–627.
  33. Rolls A., Shechter R., Schwartz M. // Nat. Rev. Neurosci. 2009. V. 10. P. 235–241.
  34. White R.E., Rao M., Gensel J.C., McTigue D.M., Kaspar B.K., Jakeman L.B. // J. Neurosci. 2011. V. 31. P. 15173–15187.
  35. Bareyre F.M., Schwab M.E. // Trends. Neurosci. 2003. V. 26. P. 555–563.
  36. Teshigawara K., Kuboyama T., Shigyo M., Nagata A., Sugimoto K., Matsuya Y., Tohda C. // Br. J. Pharmacol. 2013. V. 168. P. 903–919.
  37. Hsu J.Y., Xu X.M. // J. Neurosci. Res. 2005. V. 82. P. 472–483.
  38. Busch S.A., Horn K.P., Cuascut F.X., Hawthorne A.L., Bai L., Miller R.H., Silver J. // J. Neurosci. 2010. V. 30. P. 255–265.
  39. Johansson C.B., Momma S., Clarke D.L., Risling M., Lendahl U., Frisén J. // Cell. 1999. V. 96. P. 25–34.
  40. Terzi F., Henrion D., Colucci-Guyon E., Federici P., Babinet C., Levy B.I., Briand P., Friedlander G. // J. Clin. Invest. 1997. V. 100. P. 1520–1528.
  41. Ivaska J., Pallari H.M., Nevo J., Eriksson J.E. // Exp. Cell. Res. 2007. V. 313. P. 2050–2062.
  42. Tsuruta D., Jones J.C. // J. Cell. Sci. 2003. V. 116. P. 4977–4984.
  43. Wang K., Bekar L.K., Furber K., Walz W. // Brain Res. 2004. V. 1024. P. 193–202.
  44. Joosten E.A., Gribnau A.A. // Neurosci. 1989. V. 31. P. 439–452.
  45. Mor-Vaknin N., Punturieri A., Sitwala K., Markovitz D.M. // Nat. Cell. Biol. 2003. V.5. P. 59–63.
  46. Xu B., deWaal R.M., Mor-Vaknin N., Hibbard C., Markovitz D.M., Kahn M.L. // Mol. Cell. Biol. 2004. V. 24. 9198–9206.
  47. Cordero-Llana O., Scott S.A., Maslen S.L., Anderson J.M., Boyle J., Chowhdury R.R., Tyers P., Barker R.A., Kelly C.M., Rosser A.E, Stephens E., Chandran S., Caldwell M.A. // Cell. Death. Differ. 2011. V. 18. P. 907–913.
  48. Greco T.M., Seeholzer S.H., Mak A., Spruce L., Ischiropoulos H. // J. Proteome. Res. 2010. V. 9. P. 2764–2774.
  49. Dubey M., Hoda S., Chan W.K.-H., Pimenta A., Ortiz D.D., Shea T.B. // J. Neurosci. Res. 2004. V. 78. P. 245–249.
  50. Shigyo M., Tohda C. // Sci. Rep. 2016. V. 6. P. 28293.
  51. Han Q., Cao C., Ding Y., So K.F., Wu W., Qu Y., Zhou L. // Exp. Neurol. 2015. V. 267. P. 194–208.
  52. Camand E., Morel M.P., Faissner A., Sotelo C., Dusart I. // Eur. J. Neurosci. 2004. V. 20. P. 1161–1176.
  53. Jacobs B.L., Martin-Cora F.J., Fornal C.A. // Brain Res. Rev. 2002. V. 40. P. 45–52.
  54. Ruschel J., Hellal F., Flynn K.C., Dupraz S., Elliott D.A., Tedeschi A., Bates M., Sliwinski C., Brook G., Dobrindt K., Peitz M., Brüstle O., Norenberg M.D., Blesch A., Weidner N., Bunge M.B., Bixby J.L., Bradke F. // Science. 2015. V. 348. P. 347–352.
  55. Shigyo M., Kuboyama T., Sawai Y., Tada-Umezaki M., Tohda C. // Sci. Rep. 2015. V. 5. P. 12055.
  56. Walter H.J., Berry M., Hill D.J., Logan A. // Endocrinology. 1997. V. 138. P. 3024–3034.
  57. Fernandez A.M., Torres-Aleman I. // Nat. Rev. Neurosci. 2012. V.13. P. 225–239.
  58. Liu J.P., Baker J., Perkins A.S., Robertson E.J., Efstratiadis A. // Cell. 1993. V. 75. P. 59–72.
  59. Broughton K.S., Wade J.W. // J. Nutr. 2002. V. 132. P. 88–94.
  60. Jump D.B. // Curr. Opin. Lipidol. 2002. V. 13. P. 155–164.
  61. Zhang X., Wang X., Liu T., Mo M., Ao L., Liu J. // PPAR Res. 2015. P. 489314.
  62. Fuchs E., Cleveland D.W. // Science. 1998. V. 279. P. 514–519.
  63. Gomi H., Yokoyama T., Fujimoto K., Ikeda T., Katoh A., Itoh T., Itohara S. // Neuron. 1995. V. 14. P. 29–41.
  64. Pekny M., Leveen P., Pekna M., Eliasson C., Berthold C.H., Westermark B., Betsholtz C. // EMBO J. 1995. V.14. P. 1590–1598.
  65. Wilhelmsson U., Li L., Pekna M., Berthold C.H., Blom S., Eliasson C., Renner O., Bushong E., Ellisman M., Morgan T.E., Pekny M. // J. Neurosci. 2004. V. 24. P. 5016–5021.
  66. Tyrtyshnaia A., Manzhulo O., Manzhulo I. // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. P. 10014–10043.
  67. Pekny M., Pekna M. // Physiol. Rev. 2014. V. 94. P. 1077–1098.
  68. Liu Z., Li Y., Cui Y., Roberts C., Lu M., Wilhelmsson U., Pekny M., Chopp M. // Glia. 2014. V. 62. P. 2022–2033.
  69. Potokar M., Stenovec M., Jorgačevski J., Holen T., Kreft M., Ottersen O.P., Zorec R. // Glia. 2013. V. 61. P. 917–928.
  70. Vizuete M.L., Venero J.L., Vargas C., Ilundáin A.A., Echevarría M., Machado A., Cano J. // Neurobiol. Dis. 1999. V. 6. P. 245–258.
  71. Jiang S.X., Slinn J., Aylsworth A., Hou S.T. // J. Neurochem. 2021. V. 158. P. 571–572.
  72. Pekny M. // Prog. Brain Res. 2001. V. 132. P. 23–30.
  73. Pekny M., Pekna M. // J. Pathol. 2004. V. 204. P. 428–437.
  74. Pekny M., Nilsson M. // Glia. 2005. V. 50. P. 427–434.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».