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Liraglutide modulates olfactory ensheathing cell migration with activation of ERK and alteration of the extracellular matrix - 03/09/21

Doi : 10.1016/j.biopha.2021.111819 
Yu-Ting Tseng a, b, Mo Chen a, b, Richard Lai a, Francesca Oieni a, b, Graham Smyth a, b, Shailendra Anoopkumar-Dukie c, James St John a, b, d, , 1 , Jenny Ekberg a, b, c, d, , 1
a Menzies Health Institute Queensland, Griffith University, Southport, QLD 4222, Australia 
b Clem Jones Centre for Neurobiology and Stem Cell Research, Griffith University, Brisbane, QLD 4111, Australia 
c School of Pharmacy and Medical Sciences, Griffith University, Southport, QLD 4222, Australia 
d Griffith Institute for Drug Discovery, Griffith University, Brisbane, QLD 4111, Australia 

Corresponding authors at: Menzies Health Institute Queensland, Griffith University, Southport, QLD 4222, Australia.Menzies Health Institute Queensland, Griffith UniversitySouthportQLD4222Australia

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Abstract

Transplantation of olfactory ensheathing cells (OECs) is a promising approach for repairing the injured nervous system that has been extensively trialed for nervous system repair. However, the method still needs improvement and optimization. One avenue of improving outcomes is to stimulate OEC migration into the injury site. Liraglutide is a glucagon-like peptide-1 receptor agonist used for management of diabetes and obesity. It has been shown to be neuroprotective and to promote cell migration, but whether it can stimulate glial cells remains unknown. In the current study, we investigated the effects of liraglutide on OEC migration and explored the involved mechanisms. We showed that liraglutide at low concentration (100 nM) overall promoted OEC migration over time. Liraglutide modulated the migratory behavior of OECs by reducing time in arrest, and promoted random rather than straight migration. Liraglutide also induced a morphological change of primary OECs towards a bipolar shape consistent with improved migration. We found that liraglutide activated extracellular signal-regulated kinase (ERK), which has key roles in cell migration; the timing of ERK activation correlated with stimulation of migration. Furthermore, liraglutide also modulated the extracellular matrix by upregulating laminin-1 and down-regulating collagen IV. In summary, we found that liraglutide can stimulate OEC migration and re-model the extracellular matrix to better promote cell migration, and possibly also to become more conducive for axonal regeneration. Thus, liraglutide may improve OEC transplantation outcomes.

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Graphical Abstract




ga1

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Highlights

Liraglutide activates extracellular signal-regulated kinase.
Migration of olfactory glia is stimulated by liraglutide.
The extracellular matrix produced by olfactory glia is modulated by liraglutide.
Liraglutide may improve transplantation of olfactory glia for neural repair.

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Keywords : Glia, Extracellular signal-regulated kinase, Laminin-1, Collagen IV, GLP-1R, Cell transplantation


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