Canadian Association of Neuroscience Review:
Axonal Regeneration in the Peripheral and Central Nervous Systems– Current Issues and Advances

Keith Fenrich, Tessa Gordon

Abstract: Injured nerves regenerate their axons in the peripheral (PNS) but not the central nervous system (CNS). The contrasting capacities have been attributed to the growth permissive Schwann cells in the PNS and the growth inhibitory environment of the oligodendrocytes in the CNS. In the current review, we first contrast the robust regenerative response of injured PNS neurons with the weak response of the CNS neurons, and the capacity of Schwann cells and not the oligodendrocytes to support axonal regeneration. We then consider the factors that limit axonal regeneration in both the PNS and CNS. Limiting factors in the PNS include slow regeneration of axons across the injury site, progressive decline in the regenerative capacity of axotomized neurons (chronic axotomy) and progressive failure of denervated Schwann cells to support axonal regeneration (chronic denervation). In the CNS on the other hand, it is the poor regenerative response of neurons, the inhibitory proteins that are expressed by oligodendrocytes and act via a common receptor on CNS neurons, and the formation of the glial scar that prevent axonal regeneration in the CNS. Strategies to overcome these limitations in the PNS are considered in detail and contrasted with strategies in the CNS.

Résumé: Régénérescence axonale dans le système nerveux périphérique et dans le système nerveux central – Questions actuelles et progrès. Revue émanant de l’Association canadienne des neurosciences: Les nerfs du système nerveux périphérique (SNP) qui ont subi une lésion régénèrent leurs axones alors que ceux du système nerveux central (SNC) ne le font pas. Cette différence a été attribuée à un environnement permissif conféré par les cellules de Schwann dans le SNP et à un environnement inhibiteur de la croissance conféré par les oligodendrocytes dans le SNC. Dans cette revue, nous opposons la réponse régénératrice robuste des neurones du SNP lésés à la réponse faible des neurones du SNC et la capacité des cellules de Schwann de supporter la régénérescence axonale à l’incapacité des oligodendrocytes de le faire. Nous considérons ensuite les facteurs qui limitent la régénérescence axonale dans le SNP et dans le SNC. Dans le SNP, ces facteurs sont la régénérescence lente des axones pour franchir la lésion, et l’axotomie et la dénervation chronique des cellules de Schwann qui diminuent progressivement la capacité régénératrice des neurones lésés. D’autre part, dans le SNC, la réponse régénératrice faible, les protéines inhibitrices qui sont exprimées par les oligodendrocytes et qui agissent via un récepteur commun situé sur les neurones du SNC et la formation de tissu glial cicatriciel empêchent la régénérescence axonale. Nous examinons en détail et nous comparons les stratégies pour surmonter ces limites dans le SNP et dans le SNC.

Can. J. Neurol. Sci. 2004; 31: 142-156