Codes transcriptionnels et expression du gène du récepteur de la GnRH au cours du développement et chez l’adulte, Transcriptionnal codes and expression of the GnRH receptor gene during development and in adult

Anne-Laure Schang

Description

Sous la direction de Jean-Noël Laverrière
Thèse soutenue le 01 juin 2011: Paris 11
Le récepteur hypophysaire de la GnRH (RGnRH) joue un rôle crucial dans le contrôle de la fonctionde reproduction. Dans le promoteur distal du Rgnrh, j’ai caractérisé un élément de réponsebifonctionnel répondant aux protéines LIM à homéodomaine ISL1/LHX3 et à GATA2. D’autre part,deux motifs TAAT situés dans la région plus proximale confèrent à ce gène la capacité de répondreaux facteurs Paired-like PROP1 et OTX2. Tous ces facteurs, exprimés précocement au cours del’ontogenèse hypophysaire, pourraient participer à l’émergence de l’expression du Rgnrh. Hors del’hypophyse, j’ai découvert que le Rgnrh est exprimé au cours du développement postnatal dansl’hippocampe de rat, où il module la plasticité synaptique. Par ailleurs, j’ai identifié deux nouveauxsites d’expression, la rétine et la glande pinéale. Ces résultats mettent en lumière l’importancefonctionnelle de ce récepteur et de son ligand et les rôles multiples qu’il ont acquis au cours del’évolution des Vertébrés.
-Récepteur de la GnRH
-Antéhypophyse
-Cellule gonadotrope
-Protéines LIM à homéodomaine
-ISL1
-LHX3
-GATA2
-PROP1
-OTX2
-Combinatoire transcriptionnelle
-Expression histospécifique
-Hippocampe
-Rétine
-Glande pinéale
In the pituitary, the GnRH receptor (GnRHR) plays a crucial role in the neuroendocrine control ofreproductive function. Within the distal region of the Gnrhr promoter, I have characterized abifunctional response element modulated by the LIM homeodomain proteins ISL1/LHX3 and byGATA2. Besides, in the proximal region of the promoter, two TAAT motifs conferred response toPaired-like factors PROP1 and OTX2. All these factors are expressed during pituitary ontogenesis andcould participate in the onset and regulation of Gnrhr expression. Outside of the pituitary, I havediscovered that the Gnrhr was expressed during postnatal development in the rat hippocampus, whereit modulated synaptic plasticity. Furthermore, I have identified two novel sites of Gnrhr expression, theretina and the pineal gland. Altogether, these data highlight the functional importance of this receptorand its ligand as well as the multiple roles they have acquired during vertebrate evolution.
-GnRH receptor
-Anterior pituitary
-Gonadotrope cell
-LIM-homeodomain proteins
-ISL1
-LHX3
-GATA2
-PROP1
-OTX2
-Transcriptional code
-Tissue-specific expression
-Hippocampus
-Retina
-Pineal gland
Source: http://www.theses.fr/2011PA11T022/document

Sujets

• Anté-hypophyse
• Hippocampe
• Rétine
• Glande pinéale
• Hippocampe (poisson)

Informations

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• Nombre de lectures: 239
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 20 Mo

Extrait

UNIVERSITE PARIS XI
FACULTE DE MEDECINE PARIS-SUD

Année 2011

THESE

Pour obtenir le grade de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITE PARIS XI
Signalisations et Réseaux Intégratifs en Biologie BIO-SigNE

présentée et soutenue publiquement
par
Anne-Laure Schang
erLe 1 Juin 2011

Codes transcriptionnels
et expression du gène du récepteur de la GnRH
au cours du développement et chez l’adulte


Directeur de thèse : M Jean-Noël Laverrière


JURY
M Michael Schumacher Président
M Youssef Anouar Rapporteur
M Vincent Prévot Rapporteur
M Jacques Epelbaum Examinateur
M Olivier Kah Examinateur
M Reiner Veitia Exam
M Jean-Noël Laverrière Examinateur

tel-00633501, version 1 - 18 Oct 2011Je remercie vivement Monsieur Jean-Noël Laverrière, qui m’a encadrée et soutenue au
cours de ce travail de thèse, me faisant profiter de ses hautes compétences scientifiques avec
toute sa patience, sa gentillesse et sa générosité.

Je remercie également très sincèrement Monsieur Raymond Counis ainsi que Madame
Joëlle Cohen-Tannoudji pour m’avoir accueillie au sein de leur laboratoire. Je tiens à leur
exprimer toute ma gratitude pour leur accueil chaleureux, leur confiance et leur aide
précieuse. Je suis reconnaissante à Monsieur le Professeur René Habert qui m’a conseillée et
soutenue tout au long de mon cursus universitaire et m’a aiguillée vers ce laboratoire.

Je prie Monsieur Michael Schumacher, Professeur Responsable de l’Ecole Doctorale à
laquelle je suis rattachée, qui me fait l’honneur de présider mon jury de thèse, de bien vouloir
trouver ici le témoignage de mon profond respect.

J’adresse mes sincères remerciements à Monsieur Youssef Anouar et Monsieur Vincent
Prévot, Directeurs de Recherche à l’INSERM, d’avoir accepté tous deux la tâche de
rapporteur. Connaissant leurs compétences dans le domaine de la Neuroendocrinologie, je
leur suis extrêmement redevable et suis heureuse de pouvoir bénéficier de leurs remarques et
critiques.

Je suis également très reconnaissante et honorée que Monsieur Reiner Veitia, Professeur
à l’Université Paris 7, Monsieur Jacques Epelbaum, Directeur de Recherche à L’INSERM et
Monsieur Olivier Kah, Directeur de Recherche au CNRS, aient accepté de participer à mon
jury de thèse en tant qu’examinateurs.

J’adresse mes sincères remerciements au Docteur Jean-Claude Jeanny pour nous avoir
fourni les rétines de rat et de souris, ainsi que pour l’intérêt qu’il porte à ce projet. Je
remercie également Madame Catherine Loudes pour sa collaboration à la réalisation des
cultures primaires d’hippocampe.

Je remercie très chaleureusement Madame Marie-Claude Chenut pour son amical
soutien, son extrême disponibilité, ses compétences multiples ainsi que pour sa contribution à
la réalisation de ce projet de thèse.

Je tiens à remercier Madame Valérie Ngô-Muller, Madame Solange Magre et Monsieur
Christian Bleux, dont les collaborations autant amicales que professionnelles m’ont permis
également de mener à bien ce travail.

Enfin, j’exprime bien évidemment toute ma sympathie à l’ensemble des membres du
laboratoire pour leur soutien, leurs conseils et leur gentillesse.

Plus personnellement, je remercie Gilles pour sa force de caractère exceptionnelle et sa
gentillesse, des qualités humaines rares qu’il a héritées de ses parents ; mes parents Hélène
et Bernard, qui, tout naturellement, se sont révélés des grands-parents d’exception et m’ont
apporté leur soutien inconditionnel. Sans oublier Emilie, Marie-Cécile et Amanda.


A Jeanne


tel-00633501, version 1 - 18 Oct 2011Résumé

Codes transcriptionnels et expression du gène du récepteur de la GnRH
au cours du développement et chez l’adulte

Le récepteur hypophysaire de la GnRH (RGnRH) et son ligand hypothalamique jouent un rôle crucial dans
le contrôle de la fonction de reproduction, en régulant la synthèse et la sécrétion des hormones gonadotropes LH
et FSH qui, à leur tour, stimulent la stéroïdogenèse et la gamétogenèse. Afin d’appréhender les mécanismes qui
sous-tendent l'expression du gène du RGnRH (Rgnrh) de rat, la combinatoire transcriptionnelle responsable de
l’activité de son promoteur dans les cellules gonadotropes hypophysaires a été partiellement décryptée au
laboratoire. Elle comprend notamment les facteurs ubiquistes AP-1, CREB ainsi que le facteur stéroïdogénique
SF1, qui interagissent avec la région proximale du promoteur. Une deuxième région distale, constituant un
enhancer spécifique, participe de façon équivalente à l’activité promotrice. Dans la partie 3’ de cet enhancer, un
élément de réponse (LIRE) aux protéines LIM à homéodomaine (LIM-HD) ISL1 et LHX3 a été identifié. En accord
avec ces données, l'étude d’une lignée murine, créée au laboratoire, exprimant la phosphatase alcaline
placentaire humaine sous contrôle du promoteur du Rgnrh (Rgnrh-hPLAP), suggère l'implication des protéines
LIM-HD in vivo dans l'émergence du Rgnrh au cours du développement hypophysaire. J’ai poursuivi le
décryptage de cette combinatoire transcriptionnelle et découvert un second élément LIRE dans la région distale
de l’enhancer (D-LIRE) qui, tout comme le premier élément, est activé spécifiquement par ISL1 et LHX3. Cet
élément serait également la cible de GATA2, qui exerce probablement un contrôle inhibiteur. Dans ce contexte
cellulaire, nous avons également identifié deux motifs TAAT impliqués dans la réponse aux facteurs Paired-like à
homéodomaine, PROP1 et OTX2, facteurs qui, comme ISL1, LHX3 et GATA2, jouent un rôle crucial au cours de
l’ontogenèse hypophysaire. Nos résultats pourraient ainsi contribuer à élucider certaines étapes qui président à
l’émergence de l’expression du Rgnrh et à la différenciation terminale du lignage gonadotrope.
D’autre part, le RGnRH est exprimé dans plusieurs sites extra-hypophysaires incluant le cerveau,
notamment l’hippocampe où cette expression est particulièrement élevée. L’étude de la cinétique d’expression du
Rgnrh dans ce tissu a permis d’observer, pour la première fois, l’apparition puis l’augmentation de l’expression du
transcrit du récepteur pendant le développement postnatal chez le rat. En outre, nous avons pu corréler ce
résultat avec la cinétique d’expression du transgène dans l’hippocampe des souris Rgnrh-hPLAP, grâce
auxquelles nous avons pu localiser cette expression dans une sous-population de neurones hippocampiques, et
suivre ce marquage le long des projections hippocampo-septales. Les analyses supplémentaires que nous avons
menées suggèrent en outre que le RGnRH modulerait la plasticité synaptique. Par ailleurs, grâce à ce modèle
nous avons découvert deux nouveaux sites d’expression du récepteur, la rétine et la glande pinéale, qui
participent conjointement à la synchronisation des rythmes biologiques chez les Mammifères. Dans ces divers
sites, nous avons observé d’importantes différences entre les combinatoires spécifiques à chaque tissu et le code
transcriptionnel gonadotrope. L’intégration de ces données pourrait contribuer à élaborer une interprétation
physiologique, ontogénétique et/ou phylogénétique, susceptible d'expliquer pourquoi le RGnRH s'exprime
spécifiquement dans ces différents organes et dans quelle mesure ces expressions sont liées à la fonction de
reproduction.




tel-00633501, version 1 - 18 Oct 2011Table des matières

I. LISTE DES ABREVIATIONS ............................................................................................ 7
II. LISTE DES FIGURES ..................................................................................................... 10
III. INTRODUCTION GENERALE ........................................................................................ 11
1. Physiologie du système GnRH .................................................................................. 18
1.1 Physiologie du système GnRH mammali