Contribution à l'étude de la structuration du diencéphale ventral de rat au cours du développement

par Clotilde Amiot

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Pierre-Yves Risold.


  • Résumé

    Pendant une période précoce de son développement, le système nerveux central (SNC) est caractérisé par l'apparition de segments transversaux organisés le long du tube nerveux : les neuromères. Il a été montré qu'au sein des neuromères (prosomères pour le diencéphale), les progéniteurs neuronaux sont le siège de l'expression combinée et localisée de gènes spécifiques indispensables à la maturation des structures ou de certaines populations neuronales. Cependant, dans le diencéphale des mammifères, l'étude de l'expression de gènes du développement ne suffit pas à élucider les frontières de prosomères potentiels, qui restent donc très discutées. - Nos travaux concernent l'hypothalamus latéral postérieur de rat, où sont notamment localisées deux populations neuronales impliquées dans des réponses similaires (cycles veille-sommeil, prise alimentaire) et projetant dans l'ensemble du SNC : les neurones à hypocrétine (Hcrt) et les neurones producteurs de l'hormone de mélano-concentration (MCH). La distribution de ces deux populations neuronales ne respecte pas les frontières cytoarchitectoniques classiques de l'hypothalamus. Ainsi la distribution des neurones à MCH est restreinte à ladite «zone à MCH », qui dérive d'un territoire particulier du neuroépithélium germinatif, et au sein de laquelle ont été individualisées au moins deux sous-populations définies en fonction de leur date de naissance et de leur phénotype chimique. Par ailleurs, les neurones à MCH sont détectés précocément au cours du développement. Nous avons donc utilisé une approche développementale pour essayer de comprendre la signification anatomique de la distribution des neurones à MCH, qui évoque certaines distributions spatiotemporelles de gènes du développement. - Les neurones à Hcrt étant colocalisés avec les neurones à MCH, nous avons tout d'abord voulu déterminer leur date de naissance et comparer ces résultats à ceux concernant la genèse des neurones à MCH. En utilisant la méthode au 5-bromo-2'-deoxyuridine (BrdU) et une technique de double marquage immunohistochimique BrdU/Hcrt, nous avons montré que 70% des neurones à Hcrt naissent au 12ème jour de vie embryonnaire. Les neurones à Hcrt sont générés en un pic étroit, ce qui explique leur distribution dans une aire incluse dans celle des neurones à MCH. Ce pic est encadré par ceux des deux sous-populations MCH, ce qui suggère que les neurones à Hcrt pourraient envoyer des collatérales à la fois vers le cortex et la moelle épinière. - Cette étude visait également à analyser les profils d'expression de cinq gènes du développement impliqués dans la mise en place du diencéphale (Pax6, Nkx2. 1, Nkx2. 2, DIx et Oln) et de les comparer à la distribution des neurones à MCH ainsi qu'aux premiers tractus de fibres. Par immunohistochimie et hybridation in situ, nous avons pu confirmer que la « zone à MCH » naît et se différencie dans un territoire caractérisé par l'expression d'une combinaison spécifique de facteurs de transcription. Ainsi, dès la naissance des premières cellules du manteau, au moins trois des gènes étudiés sont clairement exprimés dans ce territoire : il s'agit de Nkx2. L, Nkx2. 2 et DIx. Cette «zone à MCH» est également adjacente au premier tractus longitudinal du diencéphale ou tractus post-opticus, issu de neurones de la région rétrochiasmatique. Par ailleurs, nous supposons l'existence d'un effet répressif, direct ou indirect, du gène Pax6. Notons que chez les souris homozygotes Pax6-/-, le gène MCH est exprimé de façon ectopique dans les aires du thalamus ventral. - Ce travail comporte la description de la distribution de ces facteurs de transcription et des premiers tractus de fibres dans le diencéphale ventral de rat. Cette analyse détaillée était indispensable à l'interprétation de nos données concernant les neurones à MCH et visait également à accéder à une meilleure compréhension de l'organisation anatomique de l'hypothalamus.


  • Résumé

    Hypocretin (Hcrt)-neurons and melanin-concentrating hormone (MCH)-neurons are co-Iocalized in perifornical parts of the lateral hypothalamus. Both neuron populations project throughout the central nervous system and are involved in similar functions (sleep and feeding). - The birth date of Hcrt-containing neurons was analysed using the bromodeoxyuridine method in the rat. The results indicate that these neurons are generated between embryonic days 11 (E11) and E14, with a sharp peak on E12. This spatiotemporal pattern of genesis contrasts with that of the co-distributed neurons producing MCH in the lateral hypothalamic area, which have been described as generated in one large peak from E10 to E16. These observations may be linked to the relative distribution area of both populations. - Neurons expressing MCH are detected early during ontogenesis in the rat and are observed in a specific part of the hypothalamus. Ln order to understand this observation, the developmental differentiation of these neurons in the embryonic brain was compared to the expression of key transcription factors involved in the diencephalic segmentation and the differentiation of primary tracts. MCH cell bodies are generated in an area characterized by a specific combination of gene expression : Nkx2. I, Nkx2. 2 and Dix. These cells migrate away from the ventricular layer and settle, as the tractus postopticus and the medial forebrain bundle differentiate. The significance of these observations on distinct projection patterns of MCH neuron subpopulations is then discussed. - Finally, in late embryonic brains of mice carrying a mutation for the Pax6 gene, we observed an ectopic expression of the MCH peptide in the ventral thalamus, suggesting that Pax6 may have a repressive effect on the MCH phenotype differentiation.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (189 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 174-189

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  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Santé (Besançon).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : WL.312.AMI.2006
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