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Différenciation des cellules épithéliales Frédéric André UMR Inserm 911-Marseille

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Présentation au sujet: "Différenciation des cellules épithéliales Frédéric André UMR Inserm 911-Marseille"— Transcription de la présentation:

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2 Différenciation des cellules épithéliales Frédéric André UMR Inserm 911-Marseille

3 épithélium Les cellules épithéliales sont étroitement juxtaposées pour constituer des feuillets, appelés épithélium, qui ont pour fonction principale le revêtement ou la constitution de glande. Les épithélium se caractérisent par : des mécanismes dadhésion intercellulaire, dadhésion avec la matrice extracellulaire et par leur différenciation (absorption, sécrétion, barrière)

4 différenciation?? Cest lensemble des processus aboutissant à lacquisition, par une cellule donnée, de structures et de fonctions spécialisées

5 Pourquoi l'intestin pour modele? Différenciation au cours de l'organogénèse Différenciation chez l'adulte le long de l'axe crypte-villosité

6 Organogénèse de l'intestin endoderme mésenchyme

7 Intestin adulte Principal organe d'absorption Barrière entre milieu extérieur et le milieu intérieur Possede de nombreuses modifications structurales permettant daccroître la surface dabsorption

8 Structure de l'intestin:les replis transversaux

9 Structure de l'intestin:les villosités

10 Structure de l'intestin:les microvillosités

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12 Les différentes zones col crypte villosité

13 Les quatres principaux types de cellules

14 Cellules en gobelet (à mucus)

15 Cellules entéroendocrines

16 Cellules de Paneth

17 Cellules absorbantes (entérocytes)

18 Les entérocytes

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20 donc… 2 spécifications différentes 4 types cellulaires différents Localisations différente Et pourtant proviennent de la même cellule

21 Devenir d'une cellule souche Auto-renouvellement Prolifération Spécification (absorbtion ou secretion?) Tris (rester dans les cryptes ou migrer?) Différenciation MORT

22 Cellules souches division asymétrique

23 balance prolifération différenciation

24 Un cas particulier: la restitution intestinale blessure dédifferenciation migration prolifération différenciation

25 Quels facteurs induisent la différenciation cellulaire?

26 Décidément, lenvironnement est à la mode… Matrice extracellulaire

27 Et les cellules du mésenchyme ???

28 La matrice extracellulaire D'après de Duve C: une visite guidée de la cellule

29 La matrice extracellulaire Ensemble des macromolécules extracellulaire du tissu conjonctif

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31 Une vieille expérience... Matrice extracellulaire et différenciation

32 PLECM Cellules de crypte

33 PLECM Cellules de villosité

34 La lame basale

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36 Les isoformes de laminine

37 Les isoformes de laminine dans l'intestin

38 Laminines et organogénèse

39 Laminin isoforms: biological roles and effects on the intracellular distribution of nuclear proteins in intestinal epithelial cells INSERM, Unit 381, Strasbourg, France. Turck N, Gross I, Gendry P, Stutzmann J, Freund JN, Kedinger M, Simon-Assmann P, Launay JF. Experimental Cell Research 303 (2005)

40 Cellules CaCo2 Ln-10 Ln-1 Ln-2 Ln-5 Rôle dans: Ladhésion La prolifération La différenciation

41 isoformes de laminine et adhésion des cellules intestinales

42 étalement

43 conclusions Les isoformes de ln ont des effets differents sur l'adhésion et l'étalement des cellules. La ln -10 est la plus adhésive, suivie de la ln- 2 et ln-5 et de la ln-1. Les isoformes de ln sont donc distincts fonctionnelement.

44 ISOFORMES DE LAMININE ET PROLIFERATION

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46 Conclusions Morphologie des cellules: clones plus petits lorsque les cellules sont déposéee sur ln-1. (cellules plus compactes sur ln-1) Prolifération: ln-2, ln-5 et ln-10 mais pas la ln-1 augmentent la prolifération des cellules Ln-2, ln-5 et ln-10 fournissent des stimuli de prolifération.

47 ISOFORMES DE LAMININE ET DIFFERENCIATION ARNm

48 protéines

49 conclusion Seule la ln-1 induit la différentiation des enterocytes via l'induction du facteur de transcription cdx-2?

50 Cdx-2 et differenciation Gene homeotique retrouvé dans lintestin. Transfection des cellules Caco-2 par: Cdx-1 sens: surexpression de cdx-1 Cdx-1 antisens: association avec l'ARNm de cdx-1 endogène; sous expression de cdx-1 Cdx-2 sens: surexpression de cdx-2

51 Cdx-2 et differenciation Courbe de croissance ctrl cdx1S Cdx1AS cdx2S

52 Cdx-2 et differenciation ARNm

53 Cdx-2 et differenciation protéines

54 conclusion Cdx-2 induit la différenciation des cellules intestinales

55 Conclusion générale Les isoformes de ln n'ont pas la même fonctionnalité. –ln-1 induit la différenciation –ln-2, ln-5, ln-10 stimulent l'adhésion et la prolifération Les isoformes de ln participeraient à l'equilibre prolifération/différenciation.

56 Autres systèmes cellulaires... La ln-1 induit aussi la différenciation des glandes mammaires... Elle contrôle la transcription des protéines du lait Le mecanisme fait intervenir STAT 5 La ln-1induit aussi la différenciation des glandes thyroïde...via dautres facteurs de transcription

57 Comment peut on aller plus loin dans l'étude? Etudes in vivo... Intégrines... Autres facteurs de transcription... Pathologies associées à un defaut de laminine...

58 TD 1

59 Rappel Migration Differenciation

60 Rôle important de la Matrice extracellulaire dans la différenciation intestinale. Mais elle nest certainement pas le seul stimulus de différenciation Autre hypothèse: le processus est dirigé par une horloge moléculaire intracellulaire.

61 p27(Kip1) is an inducer of intestinal epithelial cell differentiation. Quaroni A, Tian JQ, Seth P, Ap Rhys C. Section of Physiology, Cornell University, Ithaca, New York 14853, USA Am J Physiol Cell Physiol Oct;279(4):C

62 balance prolifération différenciation

63 Cyclin-dependent kinase inhibitors (CKI) Il en existe plusieurs: p27 Kip1 (p27), p21 Cip1/WAF1 (p21), p16… Correlation entre lexpression de cki et le degré de différenciation. –surexpression de p21 dans les cellules intestinales différenciées –p27 dans les kératynocytes: laugmentation de lexpression de p27 est concomittant avec la différenciation. Un oligonucléotide antisens de p27 inhibe la differenciation. –Rôle de p27 dans la différenciation des cellules intestinales?

64 Méthode Utilisation de la lignée HIEC6: cellules issues de cryptes Surexpression par infection de: Vecteur seulAdnull p16Adp16 p21Adp21 p27Adp27 Analyse de la prolifération, des différentes phases du cycle cellulaire, de la morphologie des cellules, de lexpression de marqueurs de différenciation

65 Contrôle de lexpression des ckis Les cellules sont infectées à différentes concentrations dadenovirus. Apres 24 heures analyse des differentes protéines par Western blot

66 Contrôle de lexpression des ckis Analyse par immunocytochimie de lexpression des cki

67 Conclusions Linfection des cellules par ladenovirus + cDNA exogène induit lexpression des ckis La surexpression de P21 entraine lexpression de P27 (P27 sous le contrôle de p21?)

68 Cki et prolifération A:1 jour après infection B: effet dose de ladenovirus sur la prolifératiopn C: étude cinétique

69 Brdu (bromodeoxyuridine) Ac X-Brdu Ac X-Ac X-Brdu

70 Cki et prolifération A:1 jour après infection B: effet dose de ladenovirus sur la prolifératiopn C: étude cinétique

71 Conclusions P16, P21 et P27 inhibent la prolifération de facon dose-dépendante. Plus défficacité pour P27, p21 puis P16 Leffet de P27 est irreversible

72 Surexpression des cki et cycle cellulaire Pic G1 Pic G2-S-M Intensité de fluorescence Contenu en ADN Nombre de cellules

73 Cki et cycle cellulaire

74 Conclusions P16, P21 et P27 augmentent la quantité des cellules en phase G0/G1et diminue le nombre de cellules en phase S

75 Cki et morphologie

76 Conclusions Lexpression des CKI entraine: p16: cellules polygonales mais pas de microvillosité p27: cellules polygonales avec presence de nombreuses microvillosités. p21: 20-40% des cellules sont polygonales avec des microvillosité. p27 induit une differenciation morphologique

77 cki et expression de la DPP IV Proteine ARNm Activité enzymatique

78 cki et expression de la DPP IV

79 Conclusions p27et dans une moindre mesure p21 induisent lexpression de la DPPIV fonctionnelle. Localisation a la membrane plasmique. Polarisation??????

80 Comment faire pour déterminer si lexpression de la DPPIV est polarisée?

81 cki et expression de lAPN

82

83 Conclusions p27et dans une moindre mesure p21 induisent lexpression de lAPN.

84 En conclusion

85 Autres systèmes cellulaires... Premier article montrant le rôle de p27 dans la différenciation des cellules epithéliales. Et en 2005? Même rôle dans les cellules épithéliales bronchiques

86 Comment peut on aller plus loin dans l'étude? In vivo…Il existe dautres facteurs que les CKI. Souris KO pour P21… lintestin est normal. Cancer: dans les carcinomes la P27 est souvent sous-exprimée. Cette sous expression est associée à une augmentation de lagressivité des cancers. Mêmes résultats pour prostate et estomac.

87 Pourquoi la surexpression de P21 induit la différenciation


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