Régulation de la quiescence des cellules souches du muscle squelettique par la voie Notch

Regulation of adult muscle stem cell quiescence by Notch signalling

• Auteur / Autrice : Meryem Baghdadi
• Direction : Shahragim Tajbakhsh
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Cellules souches et Médecine Régénérative
• Date : Soutenance le 19/09/2017
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pasteur (Paris). Cellules Souches et Développement
• Jury : Président / Présidente : Thierry Jaffredo
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Silvia Fre, María Domínguez Castellano
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jyotsna Dhawan, Freddy Radtke

Mots clés

Mots clés contrôlés

Quiescence cellulaire

Matrice extracellulaire

Cellules souches

Mots clés libres

Cellules souches musculaires

Quiescence

Voie Notch

Micro-ARN

Matrice extracellulaire

Niche

Stem cells

Notch signaling

Micro-RNA

Résumé

Le muscle squelettique adulte est capable de se régénérer à plusieurs reprises après blessure grâce à sa population de cellules souches résidentes: les cellules satellites. Cependant, les mécanismes impliquant les cellules satellite dans la recouvrement de l'homéostasie et de l'intégrité musculaire ne sont toujours pas clairs. Chez l'adulte, les cellules satellites sont quiescentes et localisées dans une niche entre la lame basale et la fibre musculaire. Après blessure, elles prolifèrent, se différencient et fusent afin de restaurer les fibres endommagées. Lorsque la niche des cellules satellite est altérée elles expriment rapidement le marqueur d'activation Myod puis prolifèrent. La lame basale des cellules souches est riche en collagène, glycoprotéines et de protéoglycan. Cependant, le mécanisme de fonction de ces protéines de la matrice extracellulaire (MEC) dans le maintien de la cellule satellite dans sa niche est toujours inconnu. De plus, l'interaction entre la MEC et des voies de signalisation cellulaire essentielles au maintien des cellules souches quiescentes sont toujours un mystère. Nous avons identifiés la voie Notch comme effecteur indispensable à la quiescence des cellules satellites. Un ChIP screening dans des cellules musculaires nous a permit d'identifier des microRNAs et collagènes spécifiques comme des gènes cibles de la voie Notch. L'utilisation d'outils génétiques permettant de moduler l'activité de la voie Notch démontrent que ces microRNAs et collagènes sont régulés transcriptionnellement par la voie Notch in vitro et in vivo. Nous proposons que le Collagène de type V et miR-708, induits par Notch, peuvent autoréguler la niche des cellules souches.

Adult skeletal muscles can regenerate after repeated trauma, yet our understanding of how adult muscle satellite (stem) cells (MuSCs) restore muscle integrity and homeostasis after regeneration is limited. In the adult mouse, MuSCs are quiescent and located between the basal lamina and the myofibre. After injury, they re-enter the cell cycle, proliferate, differentiate and fuse to restore the damaged fibre. A subpopulation of myogenic cells then self-renews and replenishes the stem cell pool for future repair. When MuSCs are removed from their niche, they rapidly express the commitment marker Myod and proliferate. The basal lamina that ensheaths MuSCs is rich in collagens, non-collagenous glycoproteins and proteoglycans. Whether these and other extracellular matrix (ECM) proteins constitute functional components of MuSCs niche remains unclear. Moreover, although signalling pathways that maintain MuSCs quiescence have been identified, how these regulate stem cell properties and niche composition remains largely unknown. Sustained, high activity of the Notch signalling pathway is critical for the maintenance of MuSCs in a quiescence state. Of interest, whole-genome ChIP for direct Notch/Rbpj transcriptional targets identified specific micro-RNAs and collagen genes in satellite cells. Using genetic tools to conditionally activate or abrogate Notch signalling, we demonstrate that the expression of these target genes is controlled by the Notch pathway in vitro and in vivo. Further, we propose that Collagen V and miR708 can contribute cell-autonomously to the generation of the MuSCs niche via a Notch signalling-regulated mechanism.