Rôles de SOX9 dans l’auto-renouvellement et la différenciation de l’épithélium intestinal

par Salima Soualhi

Thèse de doctorat en Biologie Santé

Sous la direction de Catherine Legraverend.

Le président du jury était Stephen Baghdiguian.

Le jury était composé de Catherine Legraverend, Stephen Baghdiguian, Mathias Chamaillard, Silvia Fre.

Les rapporteurs étaient Mathias Chamaillard, Silvia Fre.


  • Résumé

    Sox9 est un facteur de transcription exprimé au cours du développement de l'intestin et son expression est maintenue à l'âge adulte dans trois populations cellulaires : les cellules souches, les cellules de Paneth, et les cellules tuft. L'inactivation de Sox9 dans l'épithélium intestinal embryonnaire entraîne, chez l'adulte, une hyperplasie des cryptes ainsi que l'absence de cellules de Paneth. Ce projet de thèse vise à déterminer le rôle de Sox9 dans les cellules de Paneth (dont la fonction est altérée chez les patients atteints de la maladie de Crohn), à identifier les mécanismes par lesquels Sox9 régule la prolifération et à proposer des cibles de Sox9 dans les cellules tuft. À l'aide de modèles murins d'inactivation de Sox9 au niveau de l'épithélium intestinal adulte, nous avons montré que la perte de ce facteur conduit à une augmentation de la prolifération dans les cryptes, confirmant ainsi que Sox9 régule négativement ce processus. Nos résultats indiquent que Sox9 est essentiel au maintien de l'identité des cellules de Paneth et nous proposons qu'il assure cette fonction en réprimant des gènes requis pour la différenciation des cellules de Goblet : Muc2 et Klf4. La perte de Sox9 dans les cellules de Paneth s'accompagne d'une réduction importante des molécules antimicrobiennes, ce qui entraîne une dysbiose intestinale. Dans un environnement spécifique (en présence du « mouse norovirus »), les souris déficientes en Sox9 présentent une perméabilité intestinale augmentée et une susceptibilité à l'inflammation accrue. Les dysfonctionnements des réponses antimicrobiennes et immunitaires dans notre modèle sont comparables à ceux observés chez les patients atteints de la maladie de Crohn, suggérant une implication potentielle de Sox9 dans cette pathologie. De plus, ces altérations pourraient expliquer l'augmentation de l'apparition des tumeurs observée chez les souris dont l'épithélium intestinal est déficient en Sox9, dans le contexte d'une mutation du gène suppresseur de tumeur Apc. Enfin, nous avons identifié des gènes potentiellement régulés par Sox9 qui pourraient expliquer son rôle dans le contrôle de la prolifération. Ces découvertes seront importantes pour mieux comprendre le processus du renouvellement de l'épithélium intestinal et identifier précisément le rôle de Sox9 dans le maintien de l'homéostasie et au cours du processus de la tumorigenèse intestinale.

  • Titre traduit

    Roles of SOX9 on self-renewal and differentiation of the intestinal epithelium


  • Résumé

    Sox9 is a transcription factor expressed during the intestinal development and its expression is maintained throughout adult age in at least three populations of cells: stem cells, Paneth cells and tuft cells. Sox9 inactivation in the embryonic intestinal epithelium leads to crypts hyperplasia and to the loss of the Paneth cell lineage. The aim of this project is to determine Sox9 function in the adult intestinal epithelium, especially its role in Paneth cells (which function is altered in patients affected by inflammatory diseases such as Crohn disease), to identify how Sox9 controls proliferation and to propose molecular targets of Sox9 in tuft cells. Using mice models to inactivate Sox9 in adult intestinal epithelium, we could show that Sox9 is required to limit proliferation in the crypts, thus validating the hypothesis that Sox9 regulates negatively proliferation. Our results indicate that Sox9 is essential to maintain Paneth cells identity and we proposed that it ensures this function by repressing genes specific for Goblet cells differentiation: Muc2 and Klf4. Loss of Sox9 in Paneth cells is associated with a reduction of antimicrobial molecules which causes intestinal dysbiosis. In a specific environment (in presence of the « mouse norovirus »), Sox9-deficient mice have a defective intestinal permeability and are more susceptible to inflammation. The dysfunctions of the mucosal defences and of immunity responses in our model resemble those observed in Crohn patients, thus suggesting a potential implication of Sox9 in this pathology. In addition, these alterations could be responsible for the increased susceptibility of our deficient model to develop tumors in the context of a mutation of the tumor suppressor gene Apc. We started to unravel potential molecular targets of Sox9 that are involved in the control of proliferation, that will be important to better understand Sox9 function in the intestinal epithelium self-renewal and to identify precisely Sox9 function to maintain homeostasis and during intestinal tumorigenesis.

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