Regulation of YAP by mTOR and autophagy reveals a therapeutic target of Tuberous Sclerosis Complex

par Ning Liang

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire

Sous la direction de Mario Pende.

Soutenue le 29-09-2014

à Paris 5 , dans le cadre de École doctorale Génétique, cellulaire, immunologie, infectiologie et développement (....-2013 ; Paris) , en partenariat avec Centre de Médecine Moléculaire (laboratoire) .

Le président du jury était Bertrand Knebelmann.

Le jury était composé de Mario Pende, Bertrand Knebelmann, Richard Lamb, Hugo Stocker.

Les rapporteurs étaient Richard Lamb, Hugo Stocker.

  • Titre traduit

    Régulation de YAP par mTOR et l'autophagie se révèle une cible thérapeutique de la sclérose tubéreuse complexe


  • Résumé

    La sclérose tubéreuse complexe (TSC) est une maladie génétique caractérisée par une croissance des hamartomes dans différents organes y compris le cerveau, les reins, les poumons, la peau et le cœur. Ces lésions sont des sources de morbidité et de mortalité chez les patients TSC, car ils peuvent provoquerl’ épilepsie, l’autisme, le retard de développement et l’insuffisance rénale et pulmonaire. Les causes connues de TSC sont la perte de la fonction et les mutations des gènes TSC1 et TSC2. La majorité des lésions TSC contient plusieurs types cellulaires de la lignée mésenchymateuse, comme dans le cas des angiomyolipomes, l’lymphangioleiomyomatose et les angiofibromes. Un type unique de cellules épithélioïdes périvasculaires nommé (PEC) est constamment présent dans les lésions de TSC mésenchymateuses, comme angiomyolipomes et lymphangioleiomyomatose, basant sur les caractérisations morphologiques et l'expression des marqueurs communs mélanocytaires et myogéniques. Par conséquent, ces lésions sont officiellement classées, ainsi que d'autres tumeurs, comme PEComes. Leur origine cellulaire et les mécanismes moléculaires impliqués dans la pathologie restent à élucider. Ici, nous avons généré un modèle souris mosaïque TSC1 knockout qui développe des lésions rénales mésenchymateuses récapitulant périvasculaire épithélioïde cellules tumorales humaines (Pecoma) observés chez les patients TSC. Nous avons identifié YAP, le co-activateur transcriptionnel de la voie Hippo, a été régulée d'une manière mTOR-dépendante dans les lésions rénales de notre TSC1 knockout souris et les échantillons de l’angiomyolipome humaines. L'inhibition de YAP avec des outils génétiques ou pharmacologiques atténue considérablement la prolifération et la survie des cellules nulles TSC1 in vivo et in vitro. En outre, l’accumulation de YAP dans les cellules déficientes TSC1 / TSC2 pourra être dû à la dégradation de la protéine altéré par le système de l’autophagosome / lysosome. Ainsi, la régulation de YAP par mTOR et l'autophagie est un nouveau mécanisme de contrôle de la croissance, l'activité de YAP correspondant à la disponibilité des éléments nutritifs dans les conditions de croissance permissives. Il pourra servir comme une cible thérapeutique potentielle pour TSC et d'autres maladies avec une activité de mTOR dérégulée.


  • Résumé

    The Tuberous Sclerosis Complex (TSC) is a genetic disease characterized by growth of hamartomas in different organs including brain, kidney, lung, skin, and heart. These lesions are sources of morbidity and mortality in patients with TSC, as they may cause intractable epilepsy, autism, developmental delay, renal and pulmonary failure. Known causes of TSC are loss of function mutations in TSC1 and TSC2 genes. The majority of TSC lesions contain multiple cell types of the mesenchymal lineage, as in the case of angiomyolipomas, lymphangioleiomyomatosis and angiofibromas. A unique cell type named perivascular epithelioid cell (PEC) is constantly present in mesenchymal TSC lesions, such as angiomyolipomas and lymphangioleiomyomatosis, basing on morphological features and the common expression of melanocytic and myogenic markers. Therefore, these lesions are officially classified, along with other tumors, as PEComas. Their cell of origin and the molecular mechanisms underlying their pathogenesis remain poorly defined. Here we generated a novel mosaic Tsc1 knockout mouse model which develop renal mesenchymal lesions recapitulating human Perivascular Epithelioid Cell tumor (PEComa) observed in TSC patients. We identified YAP, the transcriptional coactivator of Hippo pathway, was upregulated in both renal lesions of TSC mouse model and human angiomyolipoma samples in a mTOR-dependent manner. Inhibition of YAP with genetic or pharmacological tools greatly attenuates the proliferation and survival of Tsc1 null cells in vivo and in vitro. Futhermore, we found YAP accumulation in TSC1/TSC2 deficient cells is due to impaired degradation of the protein through the autophagosome/lysosome system. Thus the regulation of YAP by mTOR and autophagy is a novel mechanism of growth control, matching YAP activity with nutrient availability under growth permissive conditions. It may serve as a potential therapeutical target for TSC and other diseases with dysregulated mTOR activity.


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