Approche moléculaire de la pathogénie d'un deficit héréditaire de l'olfaction : Le syndrome de Kallmann de Morsier lie au chromosome X

Approche mol6culaire de la pathog6nie d'un d6ficit h6r6ditaire de l'olfaction : le syndrome de Kallmann de Morsier li6 au chromosome X

Nadia Soussi-Yanicostas, Jean-Pierre Hardelin, Jacqueline Levilliers, Olivier Ardouin, Renaud Legouis, Martine Cohen-Salmon, Christine Petit

Le syndrome de Kallmann de Morsier associe une anosmie (d6ficit de l ' o l f a c t i o n ) ~ un hypogonadisme. L'hypogonadisme est d ~ ~ un d6ficit en G n R H , hormone hypothalamique qui contr61e via l'hypophyse le d6veloppement pubertaire des gonades. L'anosmie s'accompagne de l'aplasie des b u l b e s o l f a c t i f s . Nous avons i so l6 en 1991 le g 6 n e KAL, responsable de la forme l i6e au chromosome X de ce syndrome. L'analyse des sites d'expression du g6ne et de la localisation de la prot6ine dans le syst6me nerveux central chez l'embryon de poulet, sugg6re que le d6ficit de l'olfaction q u i caract6rise la maladie serait la cons6quence d'une anomalie p r i m i t i v e du d6veloppement des b u l b e s o l f a c t i f s .

Unit6 de genetique moleculaire humaine (CNRS URA 1968), Institut Pasteur, 25, rue du Docteur-Roux, 75724 Paris cedex 15, France.

D e nombreuses circonstances I physiologiques (vieillisse- ment) ou pathologiques (trau-

matisme, inflammation, tumeur, etc) au cours de la vie peuvent s'ac- compagner d'une alt6ration de la perception des odeurs (anosmie ou hyposmie) (pour revue, voir [17]). Mais celle-ci peut 6galement r6sul- ter d'une maladie g6n6tique qui en- trave le processus normal de d6ve- loppement du syst6me olfactif. Ces maladies g6n6tiques pourraient en th6orie affecter, s6par6ment ou non, chacun des 616ments de la transmission du signal odorant : r6cepteurs des mol6cules odorantes, syst6me de transduction du signal dans les neurones sensoriels olfactifs, bulbes olfactifs, centres corticaux. Cepen- dant, le d6terminisme mol6culaire des anosmies g6n6tiques demeure dans la grande majorit6 des cas inconnu. En pratique clinique, on classe habituellement ces anosmies en deux cat6gories.

Les anosmies specifiques d'une classe donnee de molecules odorantes

Depuis la description de ce ph6no- m6ne pour le parfum des fleurs de verveine par Blakeslee en 1918 [5], le hombre des cas d'anosmie sp6ci- fique rapport6s n'a cess6 de croitre, mais le mode de transmission de ces anosmies n'est pas toujours d6ter- min6, du fait notamment de l'absence fr6quente d'une analyse fami- liale exhaustive. Au moins huit vari6t6s diff6rentes d'anosmie sp6-

cifique ont 6t6 d6crites dans l'esp6ce humaine [2, 61, 89] et trois chez la souris [23, 64, 65, 83, 91]. En fait, il a 6t6 sugg6r6 que la plupart des individus pourraient << souffrir >, de d6ficits constitutifs de perception d'un ou plusieurs types de mol6- cules odorantes. Ces ddficits demeureraient le plus souvent non diagnostiqu6s, soit parce que l'indi- vidu n'en a pas conscience, soit parce qu'il estime la g6ne fonctionnelle insuffisante pour justifier d'une consultation. Bien qu'aucune alt6ration d 'un g6ne a l'origine d'une telle affection n'ait encore 6t6 identifi6e, il est vraisemblable qu'il s'agit dans la plupart des cas de l'anomalie de l'un des quelque mille gbnes codant pour les r6cepteurs des mol6cules odorantes (voir l'arti- cle de R Legouis, dans ce num6ro).

Les anosmies non specifiques d'un type particulier de molecules odorantes

Certaines anosmies entrant dans cette cat6gorie semblent pouvoir exister isol6ment, c'est-a-dire non associ6es ~ d'autres sympt6mes. Mais l'anosmie la plus 6tudi6e (sans doute aussi la plus fr6quente) est celle qui s'accompagne d'une anomalie de l'axe gonadotrope, consti- tuant le syndrome de Kallmann de Morsier. Ce syndrome r6sulte d'une double anomalie du d6veloppe- ment embryonnaire, d 'une part des bulbes olfactifs, d'autre part du sys- t6me de neuros6cr6tion de la gona- dolib6rine (GnRH, gonadotropin

282 ANNALES DE L'INSTITUT PASTEUR / actualit6s (1995) 6, 4, 282-291 © Elsevier, Paris

releasing hormone). La raise en 6vi- dence, fi partir de 1989, des liens entre le d6veloppement du systbme olfactif p6riph6rique et la migration embryonnaire des neurones synth6- tisant la GnRH a permis d'envisager avec un regard nouveau la physiopathologie de cette maladie. Uiden- tification du g6ne responsable de la forme li6e au chromosome X du syndrome et les premiers r6sultats obtenus concernant le rhle de ce g6ne dans le d6veloppernent font l'objet de cette revue.

Le syndrome de Kallmann de Morsier

Le syndrome de Kallmann de Mor- sier est d6fini par l'association d'un hypogonadisme hypogonadotrope et d 'un d6ficit de l'odorat (anosmie ou hyposmie).

m Historique

En 1856, l 'anatomopathologiste espagnol Maestre de San Juan rap- porte l'autopsie d 'un hornme pr6- sentant une atrophie des testicules et du p6nis et une absence des bulbes olfactifs [47]. Par la suite, d'autres cas sont rapport6s dans la litt6rature [22, 29, 51]. En 1944, le g6n6ticien Kallmann d6crit trois familles oh cos6gr6gent un hypogonadisme et une anosmie, ainsi que des syncin6sies (mouvernents en miroir des mains et des pieds). I1 est le premier a conclure a une origine g6n6tique de ce syndrome [33]. En 1954, l 'anatomopathologiste de Morsier pr6sente une revue des cas publi6s d'absence compl6te ou par- tielle des bulbes et du tractus olfactifs chez des individus atteints d'hypogonadisme [14]. De Morsier nomme l'association de ces deux syrnpt6mes dysplasie olfacto-g6ni- tale. En 1961, Nowakowski et Lenz [60] analysent des biopsies testicu- laires de patients atteints du syndrome de Kallmann, et montrent une absence des cellules de Leydig et de la spermatogen6se. Quelques ann6es plus tard, le d6ficit en hor- mones gonadotropes << Luteinizing hormone ~> (LH) et << Folliculo- stimulating hormone >> (FSH) est

montr6 [15, 76], qui sera ensuite rap- port6 ~ un d6ficit en GnRH puisque des injections de GnRH chez les patients d6clenchent une augmen- tation des taux plasmatiques de FSH et LH [3, 57, 92]. Enfin, depuis quelques ann6es, l 'anomalie morphologique des bulbes olfactifs chez les patients atteints du syndrome de Kallmann peut 6tre objectiv6e en imagerie par r6sonance rnagn6tique fiRM) [36, 81].

[] Symptomatologie

Le syndrome de Kallrnann est g6n~- ralement diagnostiqu6 h l'adolescence devant l'absence de pubert6 spontan6e. Plus rarement, l'existence d 'un microp6nis ou d 'une cryptorchidie chez le garcon conduisent au diagnostic d6s la petite enfance. Le diagnostic repose sur l'association de l 'hypogonadisme avec une hyposmie (ou une anosmie) d6cel6e ~ l'interrogatoire ou par des tests olfactom6triques qui quantifient la r6ponse a diverses mol6cules odorantes. En plus de l 'hypogonadisme et de l'anosmie qui d6finissent la rnala- die, d'autres signes cliniques ont 6galement 6t6 d6crits. I1 s'agit de signes neurologiques tels que synci- n6sies controlat6rales d'imitation (mouvements en miroir), anomalies de l'attention visuelle, anomalies de la motricit6 oculaire, syndrome c6r6belleux, surdit6 neurogbne et pied creux et de signes non neurologiques tels que : ag6n6sie r6nale uni- lat6rale, palais creux, fente labiale e t /ou palatine [13, 33, 35, 43, 69, 84].

[] Traitement

Le traitement de l'hypogonadisrne du syndrome de Kallrnann poursuit deux objectifs distincts : induire les caractbres sexuels secondaires l'adolescence et induire la fertilit6 [77]. I1 n'existe actuellement aucun traitement du d6ficit olfactif.

II Aspects g6n6tiques

Le syndrome de Kallrnann est g6n6- tiquement h6t6rog6ne. Trois rn o d e s de t ransmiss ion ont 6t6 d6crits [8, 28, 48, 84, 85] :

- r6cessif, li6 au chromosome X (MIM308700) ; - au tosomique dominant (MIM 147950) ; - autosomique r6cessif (MIM 244200) [49]. La maladie atteint les garcons avec une fr6quence de 1/10 000 environ, et les filles avec une fr6quence cinq

sept fois moindre [32]. Cette diff6- rence de fr6quence entre les deux sexes est souvent interpr6t6e comme la cons6quence d'une pr6- dominance de la forme li6e au chromosome X. En ce qui concerne les forrnes transmission autosomique, le faible nombre de familles comportant plusieurs individus atteints n'a pas encore perrnis de localiser sur les chromosomes le (s) g6ne (s) responsable (s). En revanche, l'association, chez quelques patients, du syndrome de Kallmann avec d'autres maladies a permis d6s 1986 de localiser le gbne KAL, responsable de la forme li6e au chromosome X du syndrome dans la r6gion distale du bras court de ce chromosome, Xp22.3.

[] Donn6es embryologiques et hypoth6ses physio- pathologiques

L'association d'une anosmie et d 'un hypogonadisme chez les patients atteints du syndrome de Kallmann est rest6e longternps 6nigmatique, jusqu'a ce que des 6tudes ernbryo- logiques r6vblent le lien entre le d6veloppement des neurones olfactifs et la mise en place de la neuro- s6cr6tion de la GnRH [11, 66, 72, 87].

Apergu du developpement du systeme olfactif

Les nerfs olfactifs et les bulbes olfactifs U6pith61ium olfactif se diff6rencie partir des placodes olfactives, 6paississements de l'ectoderme de la r6gion c6phalique ant6rieure, identifiables au 9 e jour du d6velop- pernent, embryonnaire (E9) chez la souris. A El0, les placodes s'invagi- nent pour former les fossettes olfactives, 6bauches des cavit6s nasales.

ce stade, l'6pith61ium olfactif est tr6s proche du neuro6pith61ium

ANNALES DE L'INSTITUT PASTEUR / actualit6s (1995) 6, 4 283

t61enc6phalique, dont il est s6par6 par un blastbme m6senchymateux [41]. Au sein de cet 6pith61ium vont se diff6rencier les neurones sensoriels olfactifs. Ceux-ci vont projeter leurs axones vers le p61e rostral du t61enc6phale en formation. Les contacts ainsi 6tablis sont n6ces- saires pour la formation des bulbes olfactifs. Les axones olfactifs en croissance sont accompagn6s par des cellules originaires de la placode olfactive, qui migrent vers les bulbes puis se diff6rencient en cellules gliales engainantes (ou cellules de Schwann olfactives) [9]. Certaines demeurent en dehors du bulbe le long du trajet des axones (qu'elles engainent), alors que d'autres s'ins6rent dans la couche des nerfs olfactifs du bulbe. Les neurones sensoriels olfactifs ont la par- ticularit6 de se renouveler durant toute la vie, a partir de cellules souches pr6sentes dans l'6pith6- lium olfactif [42, 50]. Dans le bulbe, les neurones sensoriels olfactifs 6ta- blissent des synapses avec les cellules mitrales et touffues au sein de structures glom6rulaires caract6ris- tiques, qui sont d61imit6es par les cellules de Schwann olfactives. Les cellules mitrales et touffues sont connect6es aux aires corticales olfactives.

Les neurones du syst#me olfacfif accessoire Le nerf vom6ronasal et le nervus terminalis sont associ6s au nerf olfactif [20, 73]. Les neurones bipo- laires qui constituent le nerf vom6- ronasal ont leurs corps cellulaires dans l 'organe vom6ronasal du septum nasal (organe de Jacobson). Leurs axones 6tablissent des synapses dans le bulbe olfactif accessoire, dont la structure ressemble celle du bulbe principal. Leurs den- drites se terminent par des microvil- losit6s, qui portent vraisemblable- ment les r6cepteurs des ph6ro- mones. Le systbme vom6ronasal joue un r61e dans le comportement de reproduct ion chez l 'animal [88, 90]. Chez l 'homme, l 'organe vom6ronasal est rudimentaire [52] et son r61e physiologique n'a pas 6t6 6tabli ace jour.

Le nervus terminalis est un nerf ganglionn6 dont les neurones, bipo- laires ou multipolaires, projettent principalement leurs neurites dans la muqueuse olfactive d 'une part et dans l'aire pr6optique d 'autre part [73]. Les fibres du nervus terminalis traversent la lame cribl6e de l 'ethmoide, en dedans des fibres du nerf olfactif. Quant a la portion in- tracr~nienne du nerf, elle longe la surface ventro-m6diane du bulbe olfactif, avant de p6n6trer dans le cerveau. Le nervus terminalis est pr6sent dans un tr6s grand nombre d'esp6ces animales (poissons, am- phibiens, oiseaux, mammifbres), mais sa fonction demeure inconnue. Les nerfs olfactif, vom6ronasal et terminalis forment donc un pont de fibres entre l'6pith61ium olfactif et la partie ant6rieure du cerveau. La dif- f6renciation des m6ninges coincide avec l'6tablissement de cet axe de fibres chez l 'embryon. Ult6rieure- ment, apparait la lame cribl6e de l 'ethmoide, travers6e par les fibres de ces trois nerfs.

Les neurones synthetisant la GnRH

La GnRH est une neurohormone synth6tis6e par des neurones de l 'hypothalamus. Ces neurones pro- viendraient du territoire pr6somptif de l'6pith61ium nasal [19] et coloni- seraient pr6cocement la future placode olfactive. Puis ils quittent l'6pi- th61ium olfactif pour gagner le cerveau. La migration des neurones synth6tisant la GnRH a 6t6 6tudi6e chez les mammif6res [11, 66, 72, 87], les oiseaux [53, 55, 59] et les amphi- biens [54, 56]. Chez la souris, les cellules synth6tisant la GnRH sont d6tect6es a partir de El l , dans la partie m6diane de l'6pith61ium olfactif. Elles quittent ensuite cet 6pith61ium, et migrent vers la face inf6rieure du cerveau le long des fibres des nerfs terminalis et vom6- ronasal (fig 1). Elles sont alors en contact 6troit avec ces fibres, et sont souvent recouvertes par les prolon- gements cytoplasmiques des cellules gliales entourant les axones des nerfs olfactifs accessoires [45]. Elles p6nbtrent ensuite dans le cerveau en suivant le trajet des fibres du nervus terminalis, et gagnent en-

fin l'aire pr6optique et l 'hypothalamus o6 elles s'6tablissent. Chez la souris, la migration des neurones synth6tisant la GnRH est quasiment achev6e a El6. Cependant, apr6s la naissance, quelques rares cellules a GnRH restent d6tectables dans la r6gion nasale. Les d6terminants mol6culaires de la migration des neurones a GnRH le long des fibres nerveuses ne sont pas connus. Uimplicat ion de la N-CAM (neural cell adhesion molecule) et de la Ng-CAM, prot6ines intervenant dans l 'adh6rence des cellules entre elles, a 6t6 sugg6r6e par des 6tudes chez la souris [70, 74] et chez le poulet [58].

partir de ces observations, il a 6t6 propos6 que le double d6ficit clinique du syndrome de Kallmann de Morsier (hypogonadisme et d6ficit olfactif) pourrai t r6sulter de la d6faillance d 'un processus de d6ve- loppement commun aux neurones sensoriels olfactifs et aux neurones synth6tisant la GnRH.

• Observat ion d'un foetus h u ma in atteint du syndrome de Kal lmann li6 au chromosome X

L'analyse histopathologique, a 19 semaines de gestation, d 'un foetus humain porteur d 'une large d616- tion de la r6gion Xp22.3 comprenant le g6ne responsable du syndrome de Kallmann, a montr6 que ni les cellules synth6tisant la GnRH, ni les terminaisons axonales des nerfs olfactif, vom6ronasal, et terminalis n'6taient pr6sentes dans le cerveau. Elles avaient bien quitt6 l'6pith6- lium olfactif, mais s'6taient accumu- 16es dans la r6gion nasale haute en- dessous des m6ninges. Les bulbes et les bandelet tes olfactives 6taient absents chez ce foetus [71]. Ces observations sugg6raient donc que l 'anomalie du d6veloppement responsable du syndrome de Kall- mann li6 au chromosome X, ne concernait pas les 6tapes initiales de la diff6renciation des neurones olfactifs et des neurones synth6ti- sant la GnRH au sein de l'6pith6- l ium olfactif, mais plut6t les 6tapes

284 ANNALES DE L'INST1TUT PASTEUR / actualit6s (1995) 6, 4

11E

f

',2

Fig 1. Trajet des neurones synthetisant la GnRH, de la placode olfactive jusqu'au cerveau. Les dessins representent les coupes sagittales de t~tes d'embryons de souris aux jours 11, 13, 14 et 16 du developpement. Les points noirs correspondent aux neurones synthetisant la GnRH. Au )our 11, les cellules immunoreactives pour la GnRH sont d~tectees dans I'ebauche de I'organe vom~ronasa/ (pattie m6diane de la placode olfactive ). Au jour 13, la plupart de ces cellules sont dans le septum nasal avec le nervus terminalis et le neff vom~ronasal, et au jour 14 elles sont presentes clans le ganglion terminal et les racines principales du nervus terminalis. Le cerveau de 16 jours montre les neurones ~ GnRH gagnant les aires preoptique et hypothalamique, gt : ganglion terminal, ob : bulbe olfactif, poa : aire preoptique, vne : organe vomeronasal ( d'apr~s Schwanzel-Fukuda et Pfaff, [72]).

ult6rieures de migration de ces cellules et axones vers le cerveau.

Le gene KAL responsable du syndrome de Kallmann lie au chromosome X

[] L o c a l i s a t i o n du g 6 n e KAL dans la r6g ion Xp22.3

Le gbne KAL responsable de la forme li6e au chromosome X du syndrome de Kallmann a 6t6 locali- s6 sur le bras court du chromosome X, en Xp22.3, grace ~ la mise en 6vi- dence de d616tions de cette r6gion chez des patients de sexe masculin. Ces hommes, null isomiques pour le fragment d616t6, sont atteints clini- quement par un nombre variable d'affections dont l 'association d6fi- nit un << syndrome de contiguft6 >>. Ces syndromes peuvent rassembler, selon la taille de la d616tion, jusqu'~ cinq des anomalies suivantes [68] : - petite taille (SS ; MIM312865) ; - chondrodysplasie ponctu6e (CDPX; MIM302950) ; - retard menta l (MRX ; MIM 309530) ; - ichtyose (XLI ; MIM308100), due un d6ficit en st6roYde sulfatase (STS) ;

- syndrome de Kallmann (KAL ; MIM308700). Uanalyse mol6culaire de ces d616- tions a d 'abord permis d 'o rdonner les g6nes responsables des diff6- rentes maladies, puis de d6finir pour chaque g6ne un intervalle de localisation. Uordre des loci du t61o- m6re vers le centrom6re est le suivant : SS, CDPX, MRX, STS, KAL.

[] I s o l e m e n t d 'un g 6 n e c a n d i d a t

Le clonage du g6ne KAL a 6t6 r6alis6 en 1991, s imultan6ment par deux 6quipes, en France dans notre laboratoire [40], et aux t~tats-Unis, dans le laboratoire dirig6 par Andr6a Bal- labio [21]. La strat6gie utilis6e dans notre laboratoire pour isoler ce g6ne reposait sur la d6finition d 'un intervalle de d616tion dans la r6gion Xp22.3, born6 par les points de cassure ch romosomique chez deux patients. Ces patients sont tous deux atteints de petite taille, chon- drodysplas ie , retard mental et ichtyose ; de plus, Fun d 'eux pr6- sente un syndrome de Kallmann. Les points de cassure chromosomi- ques de ces patients permettaient donc de d6finir un intervalle qui de- vait contenir au moins une partie du

g6ne responsable de la maladie. Les donn6es de cartographie en champ puls6 ont permis d '6valuer cet intervalle a 350 kilobases (kb) au maxi- m u m [62]. Le g6ne KAL devenait alors directement accessible a un clonage positionnel. La premi6re banque de chromosomes artificiels de levure (YACs, yeast artificial chromosomes) du Cen- tre d '6tude du po lymorphisme humain [1] a 6t6 cribl6e a l 'aide d 'une sonde qui reconnait un locus dans cette r6gion. Cela a permis d'isoler un YAC d 'envi ron 350 kb recouvrant l ' intervalle. Ce YAC a 6t6 sous-clon6 dans un bact6riophage en fragments chevauchants d 'environ 20 kb qui ont 6t6 align6s en un << contig >> recouvrant tout l'intervalle. La taiUe de l'intervalle a alors pu 6tre d6termin6e pr6cis6ment ~ 67 kb. Ces 67 kb d 'ADN g6nomique ont 6t6 int6gralement s6quenc6s et des exons codants potentiels ont 6t6 re- cherch6s /~ l 'a ide de deux pro- grammes informatiques fond6s sur des algorithmes diff6rents. Le premier programme, classique, est fon- d6 sur la d6g6n6rescence du code g6n6tique et l 'utilisation pr6f6ren- tielle de certains codons [78[. Le deuxi6me, mis au point par Jean- Michel Claverie, utilise l 'association de plusieurs crit6res successifs : - la recherche de phases ouvertes de lecture de plus de 50 nucl6otides et f lanqu6es de sites consensuels d'6pissage ; - l 'analyse des s6quences sous la forme d 'une suite d 'hexam6res chevauchants , et la d6terminat ion d 'une probabilit6 d 'appar tenance un exon en tenant compte de diff6- rences statistiques de repr6sentation des diff6rents hexam6res entre s6- quences introniques et exoniques [10] ; - la t raduction en s6quences prot6i- ques de ces exons candidats, et la recherche de similitudes avec les s6- quences pr6sentes dans les banques de donn6es. Parmi les 19 f ragments d 'ADN g6nomique s61ectionn6s par l 'un ou l 'autre programme, deux seulement se sont av6r6s conserv6s entre diverses esp6ces animales, par hybr ida t ion en Southern-blot , ce qui sugg6rait for tement qu'il s'agis-


sait de segments codants. Uun d'eux a 6t6 retenu en raison de son homologie avec l'616ment r6p6t6 de type III de la fibronectine, pour cri- bler une banque d'ADN compl6- mentaire de cerveau foetal humain. Plusieurs clones ont 6t6 isol6s, qui ont permis de reconstituer un ADN compl6mentaire unique de 6,3 kb, codant pour une prot6ine de 680 acides amin6s. La structure exoni- que du g6ne KAL a 6t6 6tablie [16, 31]. Le g6ne est compos6 de 14 exons de 48 ~ 375 pb, except6 pour l'exon 14 qui contient la r6gion 3' non codante et dont la taille est de 4180 pb. La taille des introns est tr6s variable. Le g6ne KAL s'6tend sur une distance g6nomique de 120/~ 200 kb.

[] Val idat ion du g6ne candidat

Dans deux familles atteintes par la maladie, deux grandes d616tions couvrant la totalit6 du g6ne KAL avaient pu 6tre mises en 6vidence avant m6me l'isolement du g6ne par une analyse en Southern blot [25]. La caract6risation des jonctions intron-exon du g6ne KAL a ensuite permis d'analyser la s6quence codante du g6ne KAL dans 19 autres cas familiaux, avec une transmission de la maladie apparemment li6e au chromosome X ; dans neuf families, les mutations ponctuelles responsables de la maladie ont 6t6 identifi6es (tableau I) [24, 26]. Ces mutations, d'ailleurs toutes diff6-

rentes, apportent la preuve que le g6ne isol6 est bien le g6ne KAL responsable de la maladie. Dans les dix autres families, aucune muta t ion dans la s6quence codante ou les sites d'6pissage du g6ne KAL n'a pu ~tre mise en 6vi- dence. La description des mutations chez ces individus a montr6 6galement que l'ag6n6sie r6nale, le pied creux et les syncin6sies pr6sents chez certains patients sont bien la cons6- quence d'une anomalie dans le g6ne KAL et non pas d'une hypoth6tique d616tion d'un g6ne voisin dans le cadre d 'un << syndrome de contigui- t6 ~> [24, 26]. Le g6ne KAL est donc 6galement impliqu6 dans le d6ve- loppement d'autres syst6mes, et en particulier dans l'organogen6se du rein.

[] Conservation du g6ne KAL entre esp6ces animales

D'apr6s une analyse en Southern blot, la s6quence nucl6otidique du g6ne KAL semble conserv6e dans plusieurs esp6ces phylog6n6tique- ment 61oign6es (divers mammi- f6res, poulet, x6nope et poisson- z6bre). Le clonage du g6ne homologue chez le poulet et la caille a confirm6 cette hypoth6se, et r6v616 75% d'identit6 globale avec la s6- quence de la prot6ine humaine [38]. En revanche, la s6quence nucl6oti- dique du g6ne KAL ne semble pas conserv6e chez les rongeurs.

Cette particularit6 a 6t6 observ6e pour d'autres g6nes de la r6gion Xp22.3 [4].

Vers la physiopathologie molecuiaire du syndrome de Kallmann lie au chromosome X

[] Structure de la prot6ine KAL

La s6quence d6duite de la prot6ine KAL compte 680 acides amin6s, sa masse mol6culaire pr6dite est de 74 kilodaltons (kDa). Cette prot6ine poss6de six sites potentiels de N-glycosylation. Uextr6mit6 amino-terminale comporte un peptide signal. I1 s'agirait donc d'une pro- t6ine export6e. Uabsence de domaine transmembranaire ou de s6- quence d'ancrage dans la mem- brane par un groupement glycosyl phosphatidylinositol est en faveur d'une prot6ine extracellulaire. Deux types de domaines ont 6t6 d6- cel6s dans la s6quence peptidique (fig 2) : - le premier, situ6 dans le tiers amino-terminal, comportant huit cys- t6ines formant quatre ponts disul- fures, a 6t6 d6crit dans la prot6ine du petit lait (WAP, whey acidic protein) [12, 27], ainsi que dans diff6- rentes petites prot6ines, dont plusieurs ont une activit6 inhibitrice de prot6ase a s6rine [34, 75, 79, 86] ; - le second consiste en quatre r6p6- titions du motif de type III de la fibronectine [16]. Ce motif est pr6- sent dans de nombreuses prot6ines,

region 5' non codante region codante region 3' non codante 150 pb 2040 pb 4123 pb

I 1 12131 4 I s I 6 I 7 I 8 i 9 ilo1111 12 I 13 14 I

codon initiateur ~...x<,~,=<,-~,~<,:,:,,z,,,,-~ . . . . . . . . . . I . . . . . 1 . . . .

} , , domaine WAP ~ ~

peptide signal I I motifs de type III region riche

de la fibronectine en cystEines

e=~codon stop

! L..J

r~gion riche en histidines

Fig 2. Structure de la proteine KAL. En haut . les exerts du gene KAL et leurs limites. En bas : la structure de la proteine codee par le gene KAL, avec ses diff#rents domaines identifies d'apres les homologies de s~uences avec des prot#ines connues (d' apr#s del Castillo et al [16]).

286 ANNALES DE L'INSTITUT PASTEUR / actualit6s (1995) 6, 4

Tableau I. Mutations ponctuelles du g6ne KAL identifi6es chez neuf garqons atteints du syndrome de Kallmann li6 au chromosome X (d'apr6s Hardelin et al, [26]).

Patient Chany(ement d'acide amine Chany(ement de nucldotide Exon LON 77A10 Trp 237 --> STOP G861 --> A 5

PAR 366 Arg 257 --> STOP C919 --> T 6

LON 36K4 Trp 258 --> STOP G924 --> A 6

PAR 429

TOU 351

BEA 430 RE1435

LON 80D5

ALG 440

Asn 267 --> Lys T951 --> A

D6calage cadre de lecture en 277 D616tion I pb (C) en 1981

D6calage cadre de lecture en 339 Insertion lpb (A) en 1166 Gln 421--> STOP C1411 --> T

Arg 423 --> STOP C1417 --> T

Mutation d'6pissage G --> A (site accepteur)

6

6

7 9

9

Intron 12

Autres sympt6mes Mouvements en miroir, aplasie r6nale unilat6rale

Mouvements en miroir, pied creux 16ger

Mouvements en miroir, aplasie r6nale unilat6rale

?

Mouvernents en miroir, PAled creux marqu6

plasie r6nale unilat6rale ?

Mouvements en miroir, aplasie r6nale unilat6rale ?

part icul i6rement des mol6cules d'adh6rence telles TAG-1/axonine-1, L1 et F3/F11 [7]. Cependant , la prot6ine KAL ne comporte pas de s6quence connue pour intervenir directement dans l 'adh6rence, comme pa r exemp le les t r i p e p t i d e s RGD (a rg in ine - glycine-acide aspartique) [63] ou LRE (leucine-arginine-acide gluta- mique) [30]. Uisolement du g6ne KAL chez les oiseaux a montr6 que trois r6gions sont par t icul i6rement conserv6es dans la prot6ine KAL [38] : le motif WAP et le premier et le quatri6me 616ment r6p6t6 de type III de la fibronectine (95%, 93% et 87%, res- pectivement). Cette forte conservation de s6quence entre deux esp6ces 61oign6es (homme et poulet) est un a rgumen t suppl6menta i re en faveur de l ' importance fonctionnelle de ces motifs. La prot6ine KAL poss6de aussi une r6gion C-terminale, riche en acides amin6s basiques, dont l 'extr6mit6 parai t conserv6e dans plusieurs prot6ines, en particulier dans le pr6- curseur amyloide. X, partir de cette premi6re analyse, nous avons donc fait l 'hypoth6se que la prot6ine KAL pourrai t 6tre une mol6cule de la matrice extracellulaire poss6dant au moins deux activit6s : inhibition de prot6ase (s)

s6rine et adh6rence des cellules/~

la matrice extracellulaire. Ces activi- t6s pr6sum6es devront ~tre valid6es exp6rimentalement.

[ ] Expre s s io n d u g~ne KAL

Expression chez le poulet

Afin de formuler des hypoth6ses sur la fonction de la prot6ine KAL, il 6tait n6cessaire d'identifier les sites d'expression du g6ne. La forte conservation de la s6quence nud6otidique du g6ne KAL entre l 'homme et le poulet a permis d'isoler le g6ne homologue dans cette esp6ce puis d'6tudier par hybridation in situ son expression au cours du d6veloppement [37, 39, 67]. L'expression du g6ne KAL chez le poulet est biphasique (tableau II). Durant les stades pr6coces du d6ve- loppement, entre 2 et 6 jours d'incubation, son expression est d6tect6e dans de nombreux d6riv6s endoder- miques, m6sodermiques et ectoder- miques. Pendant cette p6riode, le g6ne KAL pourrait 6tre impliqu6 dans certains aspects de la morphogen6se. Une seconde vague d'expression du g6ne est observ6e h partir de 8 jours d'incubation. Elle concerne presque exclusivement certaines structures du syst6me nerveux central, en particulier la r6tine nerveuse, le cervelet, le striatum, le tectum optique et le bulbe olfactif (tableau II). Uexpression du g6ne persiste chez l'adulte dans l'en- semble de ces sites. Le g6ne KAL pourrait donc jouer un r61e au cours

des stades tardifs de la diff6rencia- tion neuronale, dans la formation ou la consolidation de synapses, ou dans la trophicit6 de certains neurones ou cellules gliales.

Expression clans le systOme olfacfif Aucune expression du g6ne KAL n'a 6t6 d6tect6e dans la placode olfactive, dans l'6pith61ium olfactif ou dans le m6senchyme nasal sur le trajet des axones olfactifs. En revanche, le g6ne est exprim6 d6s le troisi6me jour de d6veloppement , dans le terri toire pr6sompt i f des bulbes olfactifs au p61e rostral du t61enc6phale, puis d6s le jour 8 dans le bulbe olfactif lui-m6me, dans la couche des cellules mitrales.

Expression chez I'homme

Des donn6es sur l '6tude de l 'expression du g6ne KAL dans le cerveau d 'un fcetus humain de 19 semaines ont 6t6 publi6es [46]. Contrairement

ce qui a 6t6 observ6 chez le poulet, dans le cervelet humain, le g6ne KAL est expr im6/ t ce stade sur tout dans les cellules granulaires et les cellules gliales, mais tr6s faible- ment dans les cellules de Purkinje. Dans les bulbes olfactifs, le g~ne est exprim6 dans les cellules granulaires, et/~ un n iveau plus faible dans les cellules mitrales. Toute- fois, les donn6es m a n q u e n t conce rnan t les s tades p lus pr6- coces d u d 6 v e l o p p e m e n t chez


Tableau II. Expression du g~ne KAL au cours du d6veloppement chez le poulet (d'apr6s Legouis et al, [37, 39]).

D&ivds du mdsoderme - Notochorde - D6riv6s somitiques - Bourgeons des membres - Parois art6rielles et intestinales - Tubules du m6son6phros et du rn6tan6phros

D&ivds de l'endoderme - Pharynx et trach6e

Ddrivds de l'ectoderme - D6riv6s des placodes

v6sicules otiques - D6riv6s du rn6sectoderme

m6senchyrne frontal et des arcs branchiaux - D6riv6s cfu tube neural

moelle 6pini6re (motoneurones somatiques et sympathiques) rhombenc6phale (noyaux moteurs) m6senc6phale dienc6phale t61enc6phale r6tine (couches des cellules amacrines, horizontales et ganglionnaires) bulbes olfactifs (cellules mitrales) striatum cervelet (cellules de Purkinje) substance r6ticul6e (neurones magnocellulaires) tectum optique

E2 --> E7 E2 --> E7 E2 --> E5 E3 --> ? E3 --> Ell

E3 --> E6

E3 --> E7

E3 --> E6

E2 --> adulte E3? --> ? E3? --> ? E3 ? --> ? E3? --> ? EA --> adulte

E8 --> adulte E8 -> adulte El0 -> adulte El0 -> adulte E18 -> adulte

l ' h o m m e , n o t a m m e n t la p 6 r i o d e des p r e m i e r s con tac t s des axones olfact i fs avec le t61enc6phale (6 e semaine) et celle de la morphoge - n6se des bulbes olfactifs (7 e semaine) [61.

B H y p o t h 6 s e s sur la p h y s i o p a t h o l o g i e d u s y n d r o m e d e K a l l m a n n

Uanalyse de l 'expression tissulaire du g6ne K A L (pr incipalement chez le poulet) a permis de formuler de nouvelles hypoth6ses sur la physiopathologie de l ' anosmie et de l 'hypogonadisme. Dans le sys t6me olfactif, chez le poulet, seule la structure cible des axones sensoriels olfactifs, le bulbe olfactif (et aupa ravan t son territoire pr6somptif) expr ime le ghne KAL, express ion qui semble pers is ter chez l 'adulte. En supposan t un pro- fil d ' express ion comparab l e chez l ' homme, cette observat ion sugg6re que l ' anosmie du s ynd rom e de Kall- m a n n est en rappor t avec une anomalie pr imit ive de d6ve loppemen t du bulbe olfactif. Le d6ficit en GnRH dans la forme li6e au ch romosome X du synd rome de Kal lmann semble s 'expl iquer par une anomalie de la migrat ion vers le cerveau des neurones synth6ti-

sant cette ho rmone [71]. Uabsence d 'express ion d6tect6e du g6ne sur le trajet emprun t6 par les neurones GnRH sugg6re que la prot6ine KAL n ' es t pas impl iqu6e d i rec tement dans la migra t ion de ces cellules vers le cerveau, mais intervient plu- tht d ' u n e mani6re indirecte. On peu t r emarque r fi ce p ropos que l 'expression du g6ne K A L observ6e dans le dienc6phale chez le poulet pour ra i t concerner la c ible des a x o n e s d u n e r v u s t e rmina l i s . Uabsence d 'une prot6ine KAL fonctionnelle chez les patients dans le dienc6phale au stade appropr i6 du d 6 v e l o p p e m e n t pour ra i t 6tre responsable de l 'absence ou de la r6- gression pr6coce des nervus terminalis, qui ~ son tour expliquerai t le d6faut de migra t ion vers le cerveau des neurones fi G n R H (qui emprun- tent no rma lemen t le trajet de ces nerfs). Dans cette hypoth6se, le syndrome de Kallmann de Morsier li6 au chromosome X pourrai t 6tre consid6- r6 comme une anomalie des cibles du nerf olfactif et du nervus terminalis. Par ailleurs, le nombre impor tan t de sites d ' express ion du g6ne KAL contraste avec le nombre limit6 de signes cliniques, d 'a i l leurs incon- stants, chez les malades . Cela sugg6re l 'existence de m6canismes

de compensa t ion d 'une perte d 'acti- vit6 de la prot6ine KAL dans les tissus correspondants .

[ ] H y p o t h 6 s e s s u r la f o n c t i o n d e la p r o t 6 i n e K A L d a n s l e b u l b e o l f a c t i f

Plusieurs hypotheses peuven t 6tre propos6es.

Un r61e trophique

Ce r61e t rophique pourra i t s'exercer, soit au n iveau des cellules cibles des neurones sensoriels, les cellules mitrales et touffues, soit au n iveau d 'au t res cellules du bulbe olfactif, en particulier, les cellules gliales, dont le r61e dans la diff6renciation du bulbe olfactif a 6t6 d6montr6 chez les insectes [80] et les m a m m i - f6res [18, 82]. Le r61e t rophique de la prot6ine KAL pour ra i t 6tre soit direct soit indirect, par exemple par le biais de la fixation de facteur (s) de croissance. Ce type d 'act ivi t6 pourra i t expliquer ,~ directement ,, l ' a t rophie des bulbes olfactifs obser- v6e chez les patients atteints du syn- d rome de Kallmann.

Un rdle tropique

Une hypoth~se ~ consid6rer est celle d ' u n r61e directionnel sur les axones olfactifs en croissance. Cependant , on n 'a jamais pu mont re r de r61e attractif direct du bulbe olfactif (ou de son territoire pr6somptif) sur les axones olfactifs eux-m6mes. En revanche, des exp6riences r6centes in vivo et ex vivo chez le rat, ont mis en 6vidence un r61e attractif du territoire pr6sompt i f du bulbe olfactif sur la migra t ion embryonna i re des cellules de Schwann depuis l '6pi- th61ium olfactif [44]. Ensuite, ces cellules pourra ient contr ibuer ~ gui- der les axones olfactifs vers le bulbe. I1 sera donc impor tan t de v6rifier si le terri toire p r6sompt i f du bulbe expr ime la prot6ine KAL.

R61e dans la synaptogenese

La mise en place de synapses fonc- t ionnelles concerne aussi b ien le d6ve loppement embryonnai re que la p6riode post-natale. En effet, les neurones sensoriels olfactifs r6g6- n6rent duran t toute la vie et 6tablis-


sent donc continuel lement des synapses dans les bulbes olfactifs. Uexpression du g6ne KAL par les cellules mitrales des bulbes olfactifs au cours du d6veloppement chez le poulet, sugg6re un r61e de la pro- t6ine KAL dans la raise en place (ou dans les modifications 6ventuelles) des synapses entre les terminaisons axonales des neurones olfactifs et les cellules mitrales du bulbe. Cependant , l 'expression du g6ne KAL principalement par les cellules granulaires du bulbe olfactif chez un fcetus humain de 19 semaines, sugg6re que la prot6ine KAL pourrait aussi intervenir au niveau des synapses dendro-dendri t iques entre les cellules granulaires et mitrales. L'analyse ultrastructurale de la localisation de la prot6ine KAL permet t ra de progresser sur ce point.

I l~tudes pr61iminaires sur la fonction de la prot6ine KAL

Pour aborder la fonction de la pro- t6ine KAL, nous l 'avons produite dans les cellules CHO (chinese hams-

ter ovary) par transfection de I 'ADN compl6mentaire KAL humain. La prot6ine est localis6e a la surface de ces cellules, le long des prolonge- ments cytoplasmiques et au niveau des contacts entre cellules. Elle est aussi secr6t6e dans le milieu de cul- ture. Nous avons purifi6 la prot6ine KAL ainsi produite et g6n6r6 des anticorps monoclonaux et polyclo- naux. Ces anticorps nous ont permis d ' en t reprendre l '6tude de la prot6ine correspondante chez l 'embryon de poulet. Nous avons ainsi pu montrer que la prot6ine synth6tis6e par le g6ne KAL in vivo est bien un composant de la matrice extracellulaire. La pro- t6ine se localise a la surface des neurones qui expriment le g6ne KAL. Ainsi, elle est pr6sente ~ la surface des cellules mitrales du bulbe olfactif et des cellules de Purkinje du cervelet (N Soussi-Yanicostas et al, soumis pour publication).

Conclusion M~me si un pas impor tant a 6t6 franchi avec la caract6risation du g6ne responsable de la forme li6e au ch romosome X du syndrome de Kal lmann de Morsier puis avec l 'identification de la prot6ine pour laquelle il code, les donn6es fonc- tionnelles manquen t encore pour progresser dans la compr6hension des diff6rents aspects de la pathog6- nie de cette maladie. Les transmis- sions non li6es au chromosome X de ce syndrome indiquent l ' implica- tion dans la maladie d ' au moins un autre g6ne. Ce ou ces g6nes pourraient coder pour des prot6ines qui, soit interagissent directement avec la prot6ine KAL, soit sont impli- qu6es dans d 'autres aspects du d6- veloppement des structures olfactives et de la neuros6cr6tion de la GnRH. Quoi qu'il en soit, le syndrome de Kallmann de Morsier constitue un mod61e unique pour l '6tude des liens entre le d6ve loppement du syst6me olfactif et la raise en place de l 'axe gonadotrope.

References 1 Albertsen HM, Abderrahim H, Cann

HM, Dausset J, Le Paslier D, Cohen D (1990) Construction and characterization of a yeast artificial chromosome library containing seven ha- ploid genome equivalents. Proc Natl Acad Sci USA 87, 4256-4260

2 Amoore JE (1991) Specific anosmias. Smell and Taste in Health and Disease 655-664 in: Smell and Taste in Health and Disease (Getchell TV). Raven Press, New York

3 Antaki A, Somma M, W/man H, Van Campenhout J (1974) Hypothalamic- pituitary function in the olfacto-genital syndrome. J Clin Endocrinol Metab 38, 1~083-1089

4 Ballabio A, Andria G (1992) Deletions and translocations involving the dis- tal short arm of the human X chromosome: review and hypotheses. Hum Mol Genet 1, 221-227

5 Blakeslee AF (1918) Unlike reaction of different individuals to fragrance in verbena flowers. Science 48, 298-299

6 Bossy J (1980) Development of olfactory and related structures in staged human embryos. Anat Embryol 161, 225-236

7 Briimmendorf T, Rathjen FG (1993) Axonal glycoproteins with immuno- globulin- and fibronectin type III related domains in vertebrates: structu-

ral features, binding activities, and signal transduction. J Neurochem 61, 1207-1219

8 Chaussain JL, Toublanc JE, Feingold J, Naud C, Vassal J, Job JC (1988) Mode of inheritance in familial cases of primary gonadotropic deficiency. Hor- mone Res 29, 202-206

9 Chuah MI, Au C (1991) Olfactory Schwann cells are derived from precursor cells in the olfactory epithelium. J Neurosci Res 29, 172-180

10 Claverie JM, Sauvaget I, Bougueleret L (1990) k-tuple frequency analysis: from intron/exon discrimination to T- cell epitope mapping. Method Enzymol 183, 237-252

1l Daikoku-Ishido H, Okamura Y, Yanai- hara N, Daikoku S (1990) Develop- ment of the hypothalamic luteinizing hormone-releasing hormone-containing neuron system in the rat: in vivo and in transplantation studies. Dev Biol 140, 374-387

12 Dandekar AM, Robinson EA, Appella E, Qasba PK (1982) Complete sequence analysis of cDNA clones encoding rat whey phosphoprotein: homology to a protease inhibitor. Proc Natl Acad Sci USA 79, 3987-3991

13 Danek A, Heye B, Schroedter R (1992) Cortically evoked motor responses in patients with Xp22.3-1inked Kall- mann's syndrome and in female gene carriers. Ann Neurol 31, 299-304

14 De Morsier G (1954) t~tudes sur les dysraphies crfinio-enc6phaliques. Sdnt, eiz Arch Neurol Psychiatr 74, 309-361

15 De Morsier G, Gauthier G (1963) La dysplasie olfacto-g6nitale. Pathol Biol 11, 1267-1272

16 del Castillo I, Cohen-Salmon M, Blan- chard S, Lutfalla G, Petit C (1992) Structure of the X-linked Kallmann syndrome gene and its homologous pseudogene on the Y chromosome. Nature Genet 2, 305-310

17 Doty RL (1979) A review of olfacto~ dysfunctions in man. Am J Otolaryngol 1, 57-79

18 Doucette R (1989) Development of the nerve fiber layer in the olfactory bulb of mouse embryo. J Comp Neurol 285, 514-527

19 E1 Amraoui A, Dubois P (1993) Expe- rimental evidence for an early com- mitment of gonadotropin-releasing- hormone neurons, with special regards to their origin from the ecto- derm of nasal cavity presumptive ter- ritory. Neuroendocrinology 57, 991-1002

20 Farbman AI (1992) Cell biology of olfaction. Developmental and Cell Biology Series, in: Developmental and Cell Bio- logy Series (Barlow D, Green PB, Slack JMW). Univ Press, Cambridge

21 Franco B, Guioli S, Pragliola Aet al (1991) A gene deleted in Kallmann's syndrome shares homology with neural cell adhesion and axonal path-fin- ding molecules. Nature 353, 529-536

22 Franco EE (1930) Sopra une malfor- mazione rarissima del pedunculo del


bulbo olffativi sinistri. Arch Ital Anat Istol Patol 1, 105

23 Griff IC, Reed RR (1995) The genetic basis for specific anosmia to isovaleric acid in the mouse. Cell 83, 407-414

24 Hardelin JP, Levilliers J, del Castillo I et al (1992) X chromosome-linked Kallmann syndrome: stop mutations validate the candidate gene. Proc Natl Acad Sci USA 89, 8190-8194

25 Hardelin JP, Levilliers J, Young Jet al (1993) Xp22.3 deletions in isolated familial Kallmann's syndrome. J Clin Endocrinol Metab 76, 827-831

26 Hardelin JP, Levilliers J, Blanchard S et al (1993) Heterogeneity in the mutations responsible for X chromosome-linked Kallmann syndrome. Hum Mol Genet 2, 373-377

27 Hennighausen LG, Sippel AE (1982) Mouse whey acidic protein is a novel member of the family of ~ four-disul- fide core ~, proteins. Nucleic Acids Res 10, 2677-2684

28 Hermanussen M, Sippell WG (1985) Heterogeneity of Kallmann's syndrome. Clin Genet 28, 106-111

29 Heschl V (1861) Defekt der beiden Riechnerven mit Verkfimmerung der Genitalien. Osterr Zeitschr Prakt Heil- kunde 7, 177

30 Hunter DD, Porter BE, Bulock JW, A- dams SP, Merlie JP, Sanes JR (1989) Primary sequence of a motor neuron- selective adhesive site in the synaptic basal lamina protein S-laminin. Cell 59, 905-913

31 Incerti B, Guioli A, Pragliola A et al (1992) Kallmann syndrome gene on the X and Y chromosomes: implica- tions for evolutionary divergence of human sex chromosomes. Nature Genet 2, 311-314

32 Jones J, Kemmann E (1976) Olfacto- genital dysplasia in the female. Obstet Gynecol Annu 5, 443

33 Kallmann FJ, Schoenfeld WA, Barrera SE (1944) The genetic aspects of primary eunuchoidism. Am J Mental Deficiency XLVIII, 203-236

34 Kato I, Tominaga N (1979) Trypsin- subtilisin inhibitor from red sea turtle egg white consists of two tandem domains, one Kfinitz, one of a new family. Fed Proc 38, 832 (abstract)

35 Kertzman C, Robinson DL, Sherins RJ, Schwankhaus JD, Mc Clurkin JW (1990) Abnormalities in visual spatial attention in men with mirror move- ments associated with isolated hypogonadotropic hypogonadism. Neurology 40, 1057-1063

36 Knorr JR, Ragland RL, Brown RS, Gel- ber N (1993) Kallmann syndrome: MR findings. Am J Neuroradiol 14, 845-851

37 Legouis R, Ayer-Le Li6vre C, Leibovici M, Lapointe F, Petit C (1993) Expres- sion of the KAL gene in multiple neuronal sites during chicken development. Proc Natl Acad Sci USA 90, 2461-2465

38 Legouis R, Cohen-Salmon M, del Cas- tillo I, et al (1993) Characterization of the chicken and quail homologues of the human gene responsible for the X-

linked Kallmann syndrome. Genomics 17, 516-518

39 Legouis R, Hardelin J-P, Petit C, Ayer-Le Li6vre C (1994) Early expression of the KAL gene during embryonic development of the chick. Anat Embryol 190, 549-562

40 Legouis R, Hardelin JP, Levilliers J et al (1991) The candidate gene for the X-linked Kallmann syndrome encodes a protein related to adhesion molecules. Cell 67, 423-435

41 Lejour M (1967) Activit6 de quatre en- zymes d6phosphorylants au cours de la morphogen6se du palais primaire chez le rat. (phosphatase alcaline, phosphatase acide, ATP- et AMPases). Arch Biol (Liege) 78, 389-450

42 Levey MS, Chikaraishi DM, Kauer JS (1991) Characterization of potential precursor populations in the mouse olfactory epithelium using immuno- cytochemistry and autoradiography. J Neurosci 11, 3556-3564

43 Lieblich JM, Rogol AD, White BJ, Ro- sen SW (1982) Syndrome of anosmia with hypogonadotropic hypogonadism (Kallmann syndrome). Am J Med 73, 506-519

44 Liu KL, Chuah MI, Lee KKH (1995) Soluble factors from the olfactory bulb attract olfactory Schwann cells. J Neu- rosci 15, 990-1000

45 Livne I, Gibson MJ, Silverman AJ (1993) Biochemical differentiation and intercellular interactions of migratory Gonadotropin-Releasing Hormone (GnRH) cells in the mouse. Dev Bial 159, 643-656

46 Lutz B, Kuratani S, Rugarli EI, et al (1994) Expression of the Kallmann syndrome gene in human fetal brain and in the manipulated chick embryo. Hum MoI Genet 3, 1717-1723

47 Maestre de San Juan A (1856) Falta total de los nervios olfactorios con a- nosmia en un individuo en quien exis- tia una atrofia cong6nita de los testi- culos y miembro viril. Siglo Medico 131, 211

48 Males JL, Townsend JL, Schneider RA (1973) Hypogonadotropic hypogonadism with anosmia-Kallmann's syndrome. Arch Intern Med 131, 501-507

49 McKusick VA (1990) Mendelian inheritance in man. Catalogs of autosomal dominant, autosomal recessive, and X-linked phenotypes. In: Johns Hop- kins Univ Press, Baltimore

50 Miragall E Monti Graziadei GA (1982) Experimental studies on the olfactory marker protein. II. Appearance of the olfactory marker protein during differentiation of the olfactory sensory neurons of mouse: an immunohisto- chemical and autoradiographic study. Brain Res 239, 245-250

51 Mirsalis T (1929) Ein neuer Fall van Arhinenzephalie. Anat Anzeiger 67, 353

52 Moran DT, Jafek BW, Rowley JC (1991) The vomeronasal (Jacobson's) organ in man: ultrastructure and frequency of occurence. J Steroid Biochem Mol Biol 39, 545-552

53 Murakami S, Arai Y (1994) Direct evidence for the migration of LHRH neurons from the nasal region to the fo- rebrain in the chick embryo: a carbo- cyanine dye analysis. Neurosci Res 19, 331-338

54 Murakami S, Kikuyama S, Arai Y (1992) The origin of the luteinizing hormone-releasing hormone (LHRH) neurons in newts (Cynops pyrrhogas- ter): the effect of olfactory placode ablation. Cell Tissue Res 269, 21-27

55 Murakami S, Seki T, Wakabayashi K, Arai Y (1991) The ontogeny of luteinizing hormone-releasing hormone (LHRH) producing neurons in the chick embryo: possible evidence for migrating LHRH neurons from the olfactory epithelium expressing a hi- ghly polysialylated neural cell adhesion molecule. Neurosci Res 12, 421-431

56 Muske LE, Moore FL (1988) The nervus terminalis in amphibians: anato- my, chemistry and relationship with the hypothalamic gonadotropin-releasing hormone system. Brain Behav Evol 32, 141-150

57 Naftolin F, Harris GW, Bobrow M (1971) Effect of purified luteinizing hormone releasing factor of normal and hypogonadotropic anosmic men. Nature 232, 496-497

58 Norgren RB, Brackenbury R (1993) Cell adhesion molecules and the migration of LHRH neurons during development. Dev BioI 160, 377-387

59 Norgren RB, Lehman MN (1991) Neu- rons that migrate from the olfactory epithelium in the chick express luteinizing hormone-releasing hormone. Endocrinology 128, 1676-1678

60 Nowakowski H, Lenz W (1961) Genetic aspects in male hypogonadism. Recent Ptvgr Hormone Res 17, 53- 95

61 Patterson PM, Lauder BA (1948) The incidence and probable inheritance of 'smell blindness'. J Heredity 39, 295-297

62 Petit C, Levilliers J, Weissenbach J (1990) Long-range restriction map of the terminal part of the short arm of the human X chromosome. Proc Natl Acad Sci USA 87, 3680-3684

63 Pierschbacher MD, Ruoslahti E (1984) The cell attachment activity of fibronectin can be duplicated by small synthetic fragments of the molecule. Nature 309, 30-33

64 Pourtier L, Sicard G (1989) Compari- son of the sensitivity of C57BL/6J and AKR/J mice to airborne molecules of isovaleric acid and amyl acetate. Behav Genet 20, 449-509

65 Price S (1977) Specific anosmia to geraniol in mice. Neurosci Lett 4, 49-50

66 Ronnekleiv OK, Resko JA (1990) On- togeny of gonadotropin-releasing hormone-containing neurons in early fetal development of Rhesus maca- ques. Endocrinology 126, 498-511

67 Rugarli EI, Lutz B, Kuratani SC et al (1993) Expression pattern of the Kall- mann syndrome gene in the olfactory


system suggests a role in neuronal tar- geting. Nature Genet 4, 19-26

68 Schaefer L, Ferrero GB, Grillo A et al (1993) A high resolution deletion map of human chromosome Xp22. Nature Genet 4, 272-279

69 Schwankhaus JD, Currie J, Jaffe MJ, Rose SR, Sherins RJ (1989) Neurolo- gic findings in men with isolated hypogonadotropic hypogonadism. Neurology 39, 223-226

70 Schwanzel-Fukuda M, Abraham S, Crossin KL, Edelman GM, Pfaff DW (1992) Immunocytochemical demons- tration of neural cell adhesion molecule (NCAM) along the migration route of luteinizing hormone-releasing hormone (LHRH) neurons in mice. J Comp Neurol 321, 1-18

71 Schwanzel-Fukuda M, Bick D, Pfaff DW (1989) Luteinizing hormone-releasing hormone (LHRH)-expressing cells do not migrate normally in an inherited hypogonadal (Kallmann) syndrome. Mol Brain Res 6, 311-326

72 Schwanzel-Fukuda M, Pfaff DW (1989) Origin of luteinizing hormone- releasing hormone neurons. Nature 338, 161-164

73 Schwanzel-Fukuda M, Pfaff DW (1995) The structure and function of the nervus terminalis. The handbook of clinical olfaction and taste. In: The handbook of clinical olfaction and taste. (Doty RL, ed). Dekkar M, 835-864

74 Schwanzel-Fukuda M, Reinhard GR, Abraham S, Crossin KL, Edelman GM, Pfaff DW (1994) Antibody to neural cell adhesion molecule can disrupt the migration of luteinizing hormone- releasing hormone neurons into the mouse brain. J Comp Neuro1342,174-185

75 Seemiiller U, Arnhold M, Fritz H, et al (1986) The acid-stable proteinase inhibitor of human mucous secretions

(HUSI-I, antileukoprotease). FEBS Lett 199, 43-48

76 Sparkes RS, Simpson RW, Paulsen CA (1968) Familial hypogonadotropic hypogonadism with anosmia. Arch Intern Med 121, 534-538

77 Spratt DI, Hoffman AR, Crowley WFJ (1986) Hypogonadotropic hypogonadism and its treatment. Male sexual dysfunction: diagnosis and management of hypogonadism, infertility and impotence. In: Male sexual dysfunction: diagnosis and management of hypogonadism, infertility and impotence. (Santen RJ, Swerdloff RS, eds). Marcel Dekker, New York, 227

78 Staden R, McLachlan AD (1982) Co- don preference and its use in identi- fying protein coding regions in long DNA sequences. Nucl Acids Res 10, 141-156

79 Stetler G, Brewer MT, Thompson RC (1986) Isolation and sequence of a human gene encoding a potent inhibitor of leucocyte proteases. Nucl Acids Res 14, 7883-7896

80 Tolbert LP, Oland LA (1989) A role for glia in the development of organized neuropilar structures. Trends Neurosci 12, 7O-75

81 Truwitt CL, Barkovich AJ, Grumbach MM, Martini JJ (1993) MR imaging of Kallmann syndrome, a genetic disor- der of neuronal migration affecting the olfactory and genital systems. Am J Neuroradiol 14, 827-838

82 Valverde F, Santacana M, Heredia M (1992) Formation of an olfactory glo- merulus: morphological aspects of deve lopment and organizat ion. Neuroscience 49, 255-275

83 Wang HW, Wysocki CJ, Gold GH (1993) Induction of olfactory receptor sensitivity in mice. Science 260, 998-999

84 Wegenke JD, Uehling DT, Wear JBJ et al (1975) Familial Kallmann syndrome with unilateral renal aplasia. Clin Genet 7, 368-381

85 White BJ, Rogol AD, Brown KS, Lie- blich JM, Rosen SW (1983) The syndrome of anosmia with hypogonadotropic hypogonadism: a genetic study of 18 new families and a review. Am J Med Genet 15, 417-435

86 Wiedow O, Schroeder JM, Gregory H, Young JA, Christophers E (1990) Ela- fin: an elastase-specific inhibitor of human skin. Purification, characterization, and complete amino acid sequence. J Biol Chem 265, 14791-1479

87 Wray S, Grant P, Gainer H (1989) Evi- dence that cells expressing luteinizing hormone-releasing hormone mRNA in the mouse are derived from pro- genitor cells in the olfactory placode. Proc Natl Acad Sci USA 86, 8132-8136

88 Wysocki CJ (1986) Neurobehavioral evidence for the involvement of the vomeronasal system in mammalian reproduction. Neurosci Biobehav Rev 3, 301

89 Wysocki CJ, Kare MR (1991) Genetics of perception and communications. Chem Senses 3, 331-351

90 Wysocki CJ, Lepri JJ (1991) Conse- quences of removing the vomeronasal organ. J Steroid Biochem Mol Biol 39, 661-669

91 Wysocki CJ, Whitney G, Tucker D (1977) Specific anosmia in the labora- tory mouse. Behav Genet 7, 171-188

92 Zarate A, Kastin AJ, Soria J, Canales ES, Schally AV (1973) Effect of synthetic luteinizing hormone-releasing hormone (LH-RH) in two brothers with hypogonadotropic hypogonadism and anosmia. J Clin Endocrinol Metab 36, 612-614


Documents

Approche moléculaire de la pathogénie d'un deficit héréditaire de l'olfaction : Le syndrome de Kallmann de Morsier lie au chromosome X