Différenciation des cellules intestinales impliquées dans la secrétion

Les quatres principaux types de cellules Villosité: cellules absorbantes, cellules en gobelet, cellules enteroendocrines Crypte: cellules en gobelet, cellules enteroendocrines, cellules de Paneth

entérocytes Role de la matrice extracellulaire L’introduction de l’expression de E-cadhérine dans des cellules des cryptes intestinales induit des changements profonds dans la physiologie des entérocytes. Mais l’expression de la E-cadhérine n’est pas suffisante pour induire la différenciation. rôle des cki

Et les autres cellules épithéliales de l’intestin?

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

Requirement of Math-1for secretory cell lineage commitment in the mouse intestine Yang et col. Science (2001) vol 294 2155-21-58

J7.5 J20

But de l’article: rôle de math-1 dans la spécification Math-1: facteur de transcription; homologue chez les mammiferes de Drosophilia atonal gene. Appartient a une famille de gènes comme NGN3, BETA/2 Math-1 est exprimée dans l’intestin Elle est impliquée dans la différenciation neuronale. Invalidation de Math-1 (souris Math-1 -/-): analyse du phenotype des cellules intestinales.

Souris Math-1-lacZ :la région codante est remplacée par le gène de la beta galactosidase (le gène est sous le contrôle du promoteur math-1) Expression de lacZ/math-1 mime l’expression endogène Homozygotes: mort juste après la naissance Hétérozygotes: viables Analyse à J18.5 et à l’age adulte

Expression de math-1 J18.5 ileon colon Math1-bgal/+ cellules positives A: dans dispersées dans les villosités et dans l’épithélium intervillositaire C: cryptes du colon

adulte jejunum colon Cellules en gobelet Math1-bgal/+ Base des cryptes Cellules de paneth jejunum colon

conclusion chez l’adulte, l’expression de lacZ dans les cryptes adultes suggère que math-1 aide a l’initiation de la cytodifférenciation des cellules épithéliales

Invalidation de math-1 (J18.5) normal Null mice A et B : coloration eosine-hematoxyline C-D coloration au bleu alcyan (cellules en gobelet) E-F: marquage de la sérotonine.

conclusion L’invalidation de math-1 inhibe l’apparition de cellules en gobelet et de cellules enteroendocrines (pas de marquage de la serotonine ni d’autres marqueurs de cellules endocrines)

Microscopie electronique Absence de cellules en gobelet

Expression de la cryptdin (RT-PCR)

duodenum ileon Localisation: math-1 (bleu) et Ki-67 marqueur de prolifération (cellules souches et cellules progénitrices) Pas de colocalisation

conclusion Aucune cellule positive pour Ki-67 n’exprime math-1. Les progeniteurs qui n’expriment pas math-1 permettent la formation des enterocytes Les progéniteurs exprimant math-1 permettent la formation des cellules secretrices. La deletion de math-1 empeche la differenciation des cellules secretrices

Notch et differenciation Des membres de la signalisation notch (mash-1, neurogenin3, neuro D, Hes-1 sont impliqués dans la differenciation des cellules endocrines (pancreas,…) La deletion de Hes-1 entraîne une augmentation des cellules en gobelet et des cellules enteroendocrine et une augmentation de math-1, neuroD, delta-1, delat-3,…) Qu’en est il dans ce modele?

Expression de math-1 et expression des composants de la signalisation notch

conclusion L’invalidation de Math-1 entraîne une baisse d’expression de neuroD et de delta 3. Les autres molecules ne sont pas affectées. Math-1 a un effet positif sur la signalisation notch (delta3)

conclusion Notch Augmente Hes Inhibition de math-1

Différenciation des cellules enteroendocrines Neurogenin3 is differentially required for endocrine cell fate specification in the intestinal epithelium Jenny et al Embo J (2002) 21, 6338-6347

Neurogenines: facteurs de transcription impliqués dans la differenciation (neuronale, pancreas,…) Rôle de ngn3 dans l’intestin?

Hybridation in situ protéine J12.5: cellules isolées ++ dans l’endoderme, E15.5: presence du duodenum au colon Adulte: ARN et protéines dans le compartiment prolifératif des cryptes (cellules BRDU positives) ntestin ancreas protéine

Activité intestinale du promoteur ngn3 J12.5 adulte Activité dans les cryptes et un peu dans les villosité

Double marquage Rouge betagal Vert PCNA (proliferation)

Bleu beta-gal (ngn3) Marron: chromogranine (cellules enteroendocrines) Colocalisation: les cellules enteroendocrines dérivent des cellules progenitrices exprimant ngn3?

Il existe une correlation entre ngn3 et la differenciation des cellules enteroendocrines. Invalidation de ngn3…

Invalidation ngn3

conclusion Pas de difference morphologique ni histologique: présence de crypte, villosités,.. Pas de cellules endocrines dans les souris ngn3- Pas de differenciation si ngn3 est absente.

Effet sur l’expression de Math-1 et neuro D Math-1: specification de secretion neuroD, differenciation terminale des cellules endocrines Pas d’effet sur math-1 La délétion de ngn3 abolit l’expression de neuroD

conclusion Math-1 agit en amont de ngn3 (pas d’eefet de ngn3 sur math-1) dans le lignage des cellules endocrines NeuroD agit en aval (apres l’expression de ngn3)

Ngn3 et lignage non enteroendocrine Acide periodique de schiff (gobelet) Activité lactase paneth

conclusion Ngn3 n’a pas d’effet sur le lignage des autres cellules.

conclusion

Souris hes-/-