La voie Notch dans la différenciation intestinale

14 avril 2006

Signalisation Notch

• Lorsque notch (1-4) intéragit avec son ligand (Delta-1-4 ou Jagged-1-2):

• Clivage de la partie intracellulaire de notch (Notch IntraCellular Domain), translocation dans le noyau

• Activation de la transcription de gènes

Notch et différenciation

• Notch est impliqué du devenir des cellules lors du développement

• Math-1, Hes-1, ngn3 sont des cibles de la signalisation notch et sont impliqués dans la différenciation

• Surexpression de NICD dans des souris transgéniques entraîne blocage de la différenciation des cellules secretrices.

• La signalisation notch est essentielle dans les cryptes pour maintenir l’etat indifférencié et prolifératif des cellules progénitrices.

Notch signals control the fate of immature progenitor cells in the intestine

Fre et al.

Nature (2005) 435; 964-968

introduction

• Les signaux via Notch sont impliqués dans le développement de nombreux types cellulaires (cellules nerveuses).

• La modulation de ces signaux peuvent donc affecter la différenciation, la prolifération, l’apoptose des cellules. Notch est un inhibiteur de la différenciation de nombreux types cellulaires

• Hes-1, math-1, ngn3 modulent la différenciation. Ces facteurs sont contrôlés par Notch

• Rôle du signal Notch dans la différenciation et la prolifération des cellules précurseur dans l’intestin

stratégie

• Création de souris transgéniques

• Expression d’une forme constitutivement active de Notch.

• Utilisation du promoteur de la villine: la forme constutivement active de la villine est présente dans toutes les cellules intestinales y compris dans les cellules souches.

Effet sur la différenciation(cellules en gobelet)

• Coloration au bleu cyan

WT Notch

Effet sur la différenciation(cellules endocrine)

• Marquage de la chromogranine

(Marqueur général des cellules endocrines)

WT Notch

conclusion

• L’expression de Notch entraîne la déplétion de cellules en goblet et des cellules enteroendocrines

Notch et cryptdine

wtNotch

L’expression constitutive de Notch inhibe l’expression de cryptdine et donc la différenciation des cellules de Paneth

Notch et facteurs de transcription

wtNotch

L’expression constitutive de Notch entraîne: la surexpression de Hes-1, la sous-expression de Math-1 et la sous-expression de Ngn3

Notch et Hes-1localisation de Hes-1

• Notch augmente la concentration nucléaire de hes-1wt

notch

conclusion

• La surexpression de notch entraîne la depletion des cellules secretrices en modulant l’expression des facteurs de transcription.

ngn3

Notch

Statut d’autres facteurs de transcription regulés par notch

• Hes5, Hey-1…

• Pas d’effet de notch sur ces facteurs

Effet de notch sur la prolifération

• Selon le contexte cellulaire, la signalisation Notch peut influencer la prolifération cellulaire.

• Qu’en est il dans l’intestin?

Ki67

wt Notch

Effet de notch sur la prolifération

Brdu (marquage 30’ sacrifice 24 heures après)

wt Notch

Notch augmente le nombre de cellules qui prolifèrent(Extension du compartiment de prolifération) Pourquoi en Wt y a t’il des cellules Brdu + dans la villosité)

Notch et morphologie

wt

Notch

Notch diminue le nombre de microvillosités au niveau du domaine apical

WT

Notch

Microvillosités moins uniformes et moins rigidesRessemble a des cellules immatures, faiblement différenciées

conclusions

• La signalisation Notch semble importante dans l’intestin et particulièrement dans les cryptes.

• Notch empeche la différenciation en modulant l’expression de Hes-1, ngn3,…

• Elle maintient l’etat indifférencié et prolifératif des cellules des cryptes

• Interrelations avec la voie wnt? Non dans ce systeme.. Ne module pas le taux d’expression de TCF-4

La différenciation intestinale

Devenir d'une cellule souche

Auto-renouvellementCellule souche

Spécification(absorption ou secretion?)

Tris(rester dans les cryptes ou migrer?)

Différenciation

MORT

Différenciation et microenvironnement

Matriceextracellulaire

Spécificationimplication de math-1 et de hes1

Cellules absorbantesentérocytes

Cellules secretrices

Notch

LE TRI

Rester dans les cryptes(cellules de paneth)

Migrer

Hes-1EphB

+Wnt

+

Différenciation des entérocytesrôle des cki

1/ accumulation de P21: inhibition de la prolifération2/ expression de p27: induction de la différenciation

Notch

Différenciation des entérocytesrôle des isoformes de laminine

Ln 5 et 10

Ln 1 (induction de la différenciation)Via l’induction de genes homeotiquesCdx-2

Différenciation des entérocytesjonctions intercellulaires

La E-cadherine participe au processus de différenciationMais son rôle ne semble pas prépondérant

Elle participe à l’anoïkis

Mais les interactions cellulaires participent à la différenciation (tris des cellules de paneth par EpbB, )

Différenciation des cellules secretricescellules enteroendocrines

ngn3

Notch

Différenciation des cellules secretricescellules de Paneth

Hes1 a un effet inhibiteursur la différenciation des cellules de Paneth

Tri des cellules de Paneth

• Fz5 activerait la voie wnt , qui activerait l’expression de eph B qui permet le positionnement des cellules de paneth dans les cryptes.

Fz5

ephB

Positionnement dans les cryptes

Fz6: rôle dans le tris des autres cellules???

Et dans les autres tissus?

• La situation est aussi complexe que dans l’intestin.

• Différentes séquences (specification, tris parfois, differenciation,…)

• La différencatiation est aussi multifactorielle

• Certaines voies vue sur l’intestin sont aussi présentes dans les autres tissus.

ex: la laminine induit la differenciation des cellules mammaires

(activation de STAT-4)

Notch module la différenciation d’autres tissus…

Et dans les autres tissus?

LicenceDe

Biologie cellulaire

Bonne Chance!!!!!!!!!!!!