Analyse des animaux transgéniques exprimant conditionnellement Pax4 dans les cellules alpha pancréatiques

Analysis of transgenic animals conditionally misexpressing Pax4 in pancreatic alpha-cells

• Auteur / Autrice : Anja Pfeifer
• Direction : Patrick Collombat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 10/12/2013
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie Valrose
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patrick Collombat, Ahmed Mansouri, Raphaël Scharfmann, François Cuzin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Glucagon

Pancréas

Diabètes

Mots clés libres

Diabète

Pancréas

Pax4

Reprogrammation cellulaire

Cellules alpha

Diabete

Pancreas

Pax4

Reprogramming

Alpha-cell

Résumé

Dans ce travail, nous démontrons que l’expression ectopique de Pax4 dans les cellules glucagon+ adultes induit, indépendamment de l’âge, leur néogenèse et transformation en cellules «bêta-like», ce qui entraîne une hypertrophie des îlots et une néogenèse inattendue des îlots. Par l’utilisation de plusieurs approches de traçage, nous démontrons que la conversion des cellules alpha en cellules «bêta-like» médiée par l’expression de Pax4, induit également la mobilisation de précurseurs situés dans ou à proximité des canaux pancréatiques. Ces cellules ré-expriment le gène développemental Ngn3 et adoptent successivement une identité de cellules glucagon+ puis de cellules «bêta-like», suggérant le réveil des mécanismes embryonnaires. Il et à noter que ces processus sont capables de régénérer la totalité de la masse de cellules bêta après plusieurs séries d’induction chimique du diabète. Ces résultats offrent ainsi des perspectives prometteuses pour concevoir de nouvelles stratégies thérapeutiques et régénératrices dans le contexte du diabète du type I. Dans un deuxième chapitre, ce travail décrit nos résultats d'analyse par puce à ADN de pancréas transgénique d’animaux exprimant conditionnellement le gène Pax4 dans les cellules alpha adultes. Cette approche nous permis d'identifier de potentiels gènes cibles de Pax4, qui pourraient jouer un rôle important dans les processus de régénération de la masse de cellules bêta. L’analyse de la fonction de l’un de ces gènes, le facteur de croissance indépendante 1 (Gfi1) est décrite.

In this work we demonstrate that the inducible misexpression of Pax4 in glucagon+ cells age-independently provokes their conversion into beta-like cells and their glucagon shortage-mediated replacement, this process resulting in islet hypertrophy and in an unexpected islet neogenesis. Taking advantage of several lineage-tracing approaches, we show that, upon Pax4-mediated alpha-to-beta-like cell conversion, pancreatic duct-lining precursor cells are mobilized, re-express the developmental gene Ngn3, and successively adopt a glucagon+ and a beta-like cell identity through a mechanism involving the reawakening of the epithelial-to-mesenchymal transition (EMT). It is worth mentioning, that these processes can repeatedly regenerate the entire beta-cell mass, and thereby reverse several rounds of streptozotocin-mediated chemically-induced Type I diabetes. This approach thereby provides promising perspectives to design novel therapeutic regenerative strategies. Aiming to gain further insight into the molecular mechanisms underlying these regeneration and reprogramming processes, and thereby identify new putative targets of interest, a thorough micro array analysis was performed using pancreata from transgenic mice conditionally misexpressing Pax4 in adult alpha-cells. We thereby identified several promising candidate genes, whose gene expression was significantly altered in induces animals. Among these was Growth factor independent 1 (Gfi1): its expression pattern and putative function in the murine pancreas will be described in this work.