Etude des facteurs de transcription proneuraux dans la formation du gyrus dente de l'hippocampe chez la souris

Function of the proneural transcription factors in the formation of the dentate gyrus of the hippocampus in mice

• Auteur / Autrice : Christophe Galichet
• Direction : François Guillemot, Filippo Rijli
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie du développement
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Strasbourg 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Facteurs de transcription

Souris de laboratoire

Développement neurologique

Hippocampe

Résumé

Une question fondamentale en neurobiologie est de comprendre comment une cellule souche multipotente est capable de générer l’ensemble du système nerveux central (SNC) que sont les neurones et les cellules gliales. Les gènes proneuraux jouent notamment un rôle dans la transition de l’état multipotent de la cellule souche à un état pluripotent, celui du progéniteur neural. Mon projet de thèse a consisté en l’analyse du rôle du gène proneural Neurogénine2 (Ngn2) au cours de la neurogenèse embryonnaire et adulte de l’hippocampe chez la souris. Les gènes proneuraux (Neurogénines et Mash1), qui codent pour des facteurs de transcription à domaine bHLH (basic Helix Loop Helix), jouent un rôle important dans la formation du SNC. Chez les vertébrés, par exemple, Ngn2 a été impliqué dans le développent du télencéphale dorsal (cortex). Des expériences in vitro ont montrées que Ngn2 favorise la formation de neurones et inhibe la formation de cellules gliales. L’analyse du patron d’expression de Ngn2 montre que ce dernier est exprimé dans l’hippocampe en développement. Cependant, l’identité des cellules exprimant Ngn2, leur devenir et la fonction de Ngn2 dans l’hippocampe restait méconnue. Ces questions ont été à la base de mon projet de thèse. Le gyrus denté (GD) de l’hippocampe est un lieu de neurogenèse secondaire chez l’adulte et jouerait un rôle important dans la mémoire spatiale et l’apprentissage. Les neurones du GD proviennent de trois groupes de progéniteurs, ou matrices, générés séquentiellement pendant l’embryogenèse tardive et la vie post-natale précoce de la souris (du jour embryonnaire 16. 5 jusqu’au jour post-natal 7). La zone ventriculaire (ZV) médiale du télencéphale contient les progéniteurs qui constituent la matrice primaire. Celle-ci donne naissance à une population de progéniteurs en migration qui constituent la matrice secondaire. Enfin, un troisième groupe de progéniteurs situés dans le GD en développement forme la matrice tertiaire. C’est cette dernière qui continue de produire de nouveaux neurones durant la vie adulte de l’animal. Nous avons montré par immunohistochimie que Ngn2 est exprimé par les progéniteurs dans les trois matrices formant le GD chez l’embryon ainsi que chez le nouveau-né et l’adulte. De plus, nous disposons d’une lignée de souris “Knock-in (KI)” GFP pour le gène Ngn2 (Ngn2KIGFP). La stabilité de la GFP nous a permis d’analyser le lignage des cellules exprimant et ayant exprimé Ngn2 chez les animaux hétérozygotes (Ngn2GFP/+). Ainsi, nous avons montré que la majorité des neurones granulaires du GD proviennent du lignage Ngn2. L’analyse des souris homozygotes mutantes a permis l’étude de la fonction de Ngn2 dans la formation du GD. Nous avons observé une perte de progéniteurs et de différenciation des progéniteurs dans les trois matrices formant le GD. D’une part, l’expression du facteur de transcription NeuroD est une cible directe de Ngn2 dans d’autre partie du système nerveux, d’autre part il est impliqué dans la différenciation des cellules granulaires du GD. Cependant, l’expression de NeuroD ne varie pas chez le mutant Ngn2 supposant que : 1/ NeuroD ne serait pas une cible directe de Ngn2 dans l’hippocampe ; 2/ un des mécanismes impliqués dans la neurogenèse du GD serait dépendant de Ngn2. Etant donné que la neurogenèse du GD persiste post-natalement, nous avons poursuivi cette analyse au cours de la neurogenèse adulte. L’étude des souris hétérozygotes Ngn2KIGFP/+ dans la neurogenèse adulte du GD, ainsi que l’utilisation de marqueurs spécifiques des progéniteurs du GD, nous a permis de montrer que Ngn2 est exprimé par les progéniteurs neuronaux qui donnent naissance à des neurones granulaires, comme chez l’embryon. En utilisant l’acide kainate pour stimuler la neurogenèse adulte, nous avons observé une augmentation de l’expression de Ngn2 montrant que Ngn2 peut être utilisé comme marqueur de progéniteurs dans le neurogenèse adulte du GD. Dans le but de discriminer le rôle de Ngn2 chez l’adulte de son rôle chez l’embryon, nous souhaitons utiliser une approche d’inactivation conditionnelle du gène. La stratégie adoptée consiste à croiser les souris Ngn2 floxées avec une lignée de souris transgéniques exprimant la recombinase Cre inductible au tamoxifen (CreERT2). Cette stratégie nous permettra d’inactiver Ngn2 à un temps précis. Dans un premier temps, nous avons analysé une nouvelle lignée de souris transgéniques exprimant CreERT2 sous le contrôle du promoteur CMV et de l’enhancer du gène β-actin de poulet (pCAGGS). L’activité de CreERT2 s’avère hautement dépendante du dosage de tamoxifen administré et montre un patron de recombinaison mosaïque, aussi bien chez l’embryon que chez l’adulte. Cependant, tous les types cellulaires analysés sont affecté par la recombinaison. Afin d’analyser la fonction de Ngn2 chez l’adulte, nous sommes en train de croiser et d’administrer le tamoxifen aux souris Ngn2 floxées ; CreERT2.