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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
Auto-renouvellementCellule souche
Spécification(absorbtion ou secretion?)
Tris(rester dans les cryptes ou migrer?)
Différenciation
MORT
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-1J18.5
ileon
colon
cellules positivesA: dans dispersées dans les villosités et dans l’épithélium intervillositaireC: cryptes du colon
Math1-gal/+
adulte
jejunum
Math1-gal/+
colon
Cellules en gobelet
Cellules de paneth
Base des cryptes
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)
• A et B : coloration eosine-hematoxyline
• C-D coloration au bleu alcyan (cellules en gobelet)
• E-F: marquage de la sérotonine.
normal Null mice
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)
• Localisation: math-1 (bleu) et Ki-67 marqueur de prolifération (cellules souches et cellules progénitrices)
• Pas de colocalisation
ileonduodenum
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
NotchAugmente HesInhibition 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
• 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
• Activité dans les cryptes et un peu dans les villosité
•
J12.5 adulte
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
Activité lactase
Acide periodique de schiff (gobelet)
paneth
conclusion
• Ngn3 n’a pas d’effet sur le lignage des autres cellules.
•
conclusion
Souris hes-/-
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