Small GTPase RhoE/Rnd3 is a critical regulator of Notch1 signaling.

Aberrations of Notch signaling have been implicated in a variety of human cancers. Oncogenic mutations in NOTCH1 are common in human T-cell leukemia and lymphomas. However, loss-of-function somatic mutations in NOTCH1 arising in solid tumors imply a tumor suppressor function, which highlights the need to understand Notch signaling more completely. Here, we describe the small GTPase RhoE/Rnd3 as a downstream mediator of Notch signaling in squamous cell carcinomas (SCC) that arise in skin epithelia. RhoE is a transcriptional target of activated Notch1, which is attenuated broadly in SCC cells. RhoE depletion suppresses Notch1-mediated signaling in vitro, rendering primary keratinocytes resistant to Notch1-mediated differentiation and thereby favoring a proliferative cell fate. Mechanistic investigations indicated that RhoE controls a key step in Notch1 signaling by mediating nuclear translocation of the activated portion of Notch1 (N1IC) through interaction with importins. Our results define RhoE as a Notch1 target that is essential for recruitment of N1IC to the promoters of Notch1 target genes, establishing a regulatory feedback loop in Notch1 signaling. This molecular circuitry may inform distinct cell fate decisions to Notch1 in epithelial tissues, where carcinomas such as SCC arise. Cancer Res; 74(7); 2082-93. ©2014 AACR.

Le lambeau musculo-cutané du grand dorsal en V-Y dans la reconstruction de pertes de substances étendues de la paroi thoracique postérieure

Les pertes de substances étendues de la paroi thoracique postérieure sont régulièrement rencontrées en chirurgie reconstructive. Les causes les plus habituelles sont les escarres, l'extirpation de lésions néoplasiques et les déhiscences de plaie dans le cadre d'une chirurgie du rachis. L'exposition fréquente des côtes ou des vertèbres rend nécessaire l'emploi d'un lambeau afin de s'assurer de la pérennité de la couverture. Le lambeau musculo-cutané du trapèze est classiquement indiqué dans les plaies du rachis cervical et dorsal haut alors que le lambeau musculo-cutané du grand dorsal l'est dans les pertes de substances dorsales basses. Lorsque la taille du lambeau prélevé rend impossible la fermeture directe du site donneur, ce dernier doit être recouvert soit par une greffe de peau, soit par un autre lambeau, ce qui majore la morbidité dans les deux cas. En 2001, Micali a proposé un nouveau tracé de la palette cutanée du lambeau du grand dorsal en utilisant l'artifice du V-Y, permettant par conséquent la fermeture directe du site de prélèvement. Cette modification s'intéressait uniquement à la paroi thoracique antérieure. Nous avons étudié la faisabilité de cette technique appliquée au thorax postérieur. Trois patients ont bénéficié de la couverture d'une perte de substance thoracique postérieure par un lambeau musculo-cutané du grand dorsal en V-Y. Il s'agissait de 2 cas de déhiscence de plaie après chirurgie de stabilisation rachidienne et d'un cas d'exérèse d'un sarcome. La palette cutanée est orientée obliquement depuis la berge externe de la plaie, son bord médial étant cranial alors que son bord latéral est caudal et forme une pointe. Le muscle grand dorsal est levé selon la technique habituelle en conservant la palette cutanée attachée afin de préserver les vaisseaux perforants nourriciers. Le lambeau est avancé postérieurement afin d'oblitérer le défect sans tension. Le site donneur est ensuite suturé en première intention. Les trois lambeaux ont intégralement survécu et ont permis une couverture cutanéo- musculaire durable sans la survenue de complications. La modification de la technique de Micali que nous proposons permet d'obtenir de façon reproductible une couverture stable de pertes de substances étendues intéressant la paroi thoracique postérieure. Contrairement au dessin habituel de la palette cutanée, l'artifice du V-Y rend obsolète l'utilisation de greffes de peau puisque le site donneur peut être suturé sans tension. La chirurgie étant courte et la morbidité faible, cette technique peut également être appliquée aux patients fragiles pour lesquels une intervention longue de type lambeau libre est contre-indiquée.

Notch1 is required for neuronal and glial differentiation in the cerebellum.

The mechanisms that guide progenitor cell fate and differentiation in the vertebrate central nervous system (CNS) are poorly understood. Gain-of-function experiments suggest that Notch signaling is involved in the early stages of mammalian neurogenesis. On the basis of the expression of Notch1 by putative progenitor cells of the vertebrate CNS, we have addressed directly the role of Notch1 in the development of the mammalian brain. Using conditional gene ablation, we show that loss of Notch1 results in premature onset of neurogenesis by neuroepithelial cells of the midbrain-hindbrain region of the neural tube. Notch1-deficient cells do not complete differentiation but are eliminated by apoptosis, resulting in a reduced number of neurons in the adult cerebellum. We have also analyzed the effects of Notch1 ablation on gliogenesis in vivo. Our results show that Notch1 is required for both neuron and glia formation and modulates the onset of neurogenesis within the cerebellar neuroepithelium.

The role of Notch receptors in T helper differentiation

After encountering antigens, naïve CD4+ Τ cells can differentiate into various effector Τ helper (Th) cell subsets, including CD4+ Thi, Th2, Thi7, regulatory Τ cells and the recently described follicular Τ helper cells (TFH cells). To date, most of the studies used either gain-of-function approaches that do not reflect the physiological Notch signaling intensity or loss-of-function models that block the entire Notch pathway. The contribution of single Notch receptors during Th differentiation occurring upon infection has not been investigated yet. In the present thesis, we wanted to assess the individual role of Notchi and Notch2 in Th differentiation, by using mice with Τ cell-specific deletion of Notchi, Notch2 or both (NiN2/iCD4Cre) in different models of infection/immunization.¦In the first part, we characterized the role of Notchi and Notch2 in Thi differentiation. We used experimental infection with the protozoan parasite Leishmania major, known to induce a protective Thi immune response in mice on the C57BL/6 background. Mice deficient for both Notchi and Notch2 developed unhealing lesions and were unable to control the parasite burden in their footpad. A profound defect in IFNy secretion by CD4+ Τ cells was shown to be responsible for the susceptibility of these mice. Although CD4+ Τ cells did not secrete IFNy following L. major infection, they exhibited higher IFNymRNA expression as well as higher frequency of CD4+IFNy+Τ cells in dLN. Altogether, these data indicate that Notch is dispensable for the differentiation of Thi cells expressing IFNy but controls, directly or not, the secretion of IFNy, allowing the development of a fully functional Thi immune response.¦In the second part of this thesis, we determined whether Notch is involved in differentiation of follicular Τ helper (TFH) cells. Using different models of immunization (NP-CGG, Schistosoma mansoni eggs) or infection (Leishmania mexicana), we showed that NiN2ACD4Cre mice were unable to generate TFH cells, displayed impaired germinal center (GC) formation as well as a profound defect in high affinity specific-antibodies secretion. We demonstrated an essential and previously unknown role of Notch in TFH cell development, the consequent GC formation and high affinity antibodies secretion, although the mechanisms by which Notch affects TFH development remain to be clearly demonstrated.¦-¦Lors d'une réponse immune, les lymphocytes Τ CD4+ se différencient en différentes sous- populations de lymphocytes Τ auxiliaires (T helper ou Th en anglais) incluant les populations de cellules Thi, Th2, Thn.7, Τ régulatrices ou Τ folliculaires. De nombreuses études ont montré un rôle de la voie de signalisation Notch dans la différentiation des lymphocytes Τ auxiliaires, bien que les résultats soient controversés. A ce jour, la majorité de ces études sont basées sur des modèles de gain de fonction qui ne reflètent pas le niveau physiologique du signal ou des modèles de perte de fonction pour lesquels toute la voie de signalisation est bloquée. De ce fait, nous avons voulu établir le rôle individuel de Notchi et Notch2 dans la réponse immune de type Thi et dans la différentiation des lymphocytes Τ auxiliaires folliculaires avec l'aide de souris déficientes pour Notchi, Notch2 ou les 2 (NiN2ACD4Cre) à la surface de leurs cellules T.¦Dans la première partie de cette thèse, nous avons analysé le rôle de Notch dans la différentiation de type Thi suite à infection avec le parasite Leishmania major, connu pour induire une forte réponse Thi dans des souris de souche C57BL/6. Les souris déficientes pour Notchi et Notch2 développent une importante lésion et sont incapables de contrôler la prolifération du parasite au site d'infection. Le profond défaut de la sécrétion d'IFNy par les cellules Τ des ganglions drainants est probablement responsable de la susceptibilité de ces souris à L. major. Bien que les cellules Τ ne sécrètent pas d'IFNy, nous avons observé des niveaux plus importants d'expression au niveau de l'ARN messager, et une proportion plus élevée de cellules positives pour CD4 et IFNy. Ces résultats indiquent que Notch est nécessaire pour la sécrétion d'IFNy mais pas pour la différentiation de cellules compétentes pour l'IFNy.¦Dans un second temps, nous avons voulu déterminer si Notch est impliqué dans la différentiation des cellules Τ folliculaires. En utilisant divers modèles d'immunisation (avec NP-CGG ou des oeufs de Schistosoma mansoni) ou d'infection (avec L. mexicana), nous avons montré que les souris NlN2ACD4Cre sont incapables de générer des cellules Τ folliculaires. En conséquence, la formation des centres germinatifs et la sécrétion d'anticorps de haute affinité sont profondément affectés. Nous avons démontré dans cette seconde partie un rôle crucial et inconnu à ce jour de Notch dans la différentiation des cellules Τ et en conséquence dans la formation des centres germinatifs et la sécrétion des anticorps de haute affinité, bien que les mécanismes par lesquels Notch contrôle cette différentiation restent à identifier.¦-¦Lors d'une réponse immune, les lymphocytes Τ CD// se différencient en différentes sous- populations de lymphocytes Τ auxiliaires de types Thi, Th2, Thi7, régulatrices ou folliculaires, définies selon la sécrétion de cytokines spécifiques. Le rôle de ces sous-populations dans le contrôle de diverses infections ou leur association avec de nombreuses maladies rend la compréhension des mécanismes de différentiation de ces cellules particulièrement importante. De nombreux facteurs sont impliqués dans ce processus, tels que la présence de diverses cytokines dans l'environnement, la nature de l'antigène ou encore la force de la stimulation. Par ailleurs, de nombreuses études ont montré un rôle de la voie de signalisation Notch dans la différentiation des lymphocytes T, bien que les résultats soient controversés. Dans cette thèse, nous avons voulu évaluer le rôle individuel des récepteurs Notch dans la différentiation des cellules Τ auxiliaires de type Thi et folliculaires à l'aide de souris dont les récepteurs Notch sont spécifiquement absents à la surface des lymphocytes T.¦Dans la première partie, nous avons utilisé le modèle d'infection au parasite Leishmania major, connu pour induire une forte réponse protectrice de type Thi dans la majorité des souches de souris. Suite à l'infection, les souris déficientes pour les récepteurs Notch sont incapables de contrôler la prolifération du parasite et développent une importante lésion au site d'infection. Cette susceptibilité est due à l'incapacité des cellules Τ auxiliaires à sécréter une cytokine spécifique des cellules de type Thi et nécessaire à l'éradication du parasite, l'IFNy. Ces résultats indiquent que les récepteurs Notch sont indispensables au développement d'une réponse Thi fonctionnelle, permettant la guérison suite à l'infection avec L. major.¦Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons voulu déterminer si Notch est impliqué dans la différentiation des lymphocytes Τ folliculaires. Ces cellules ont la particularité d'aider les lymphocytes Β à former des centres germinatifs au sein desquels les lymphocytes Β prolifèrent et sécrètent des anticorps, un processus nécessaire à la protection contre les pathogènes. Actuellement, l'efficacité de la majorité des vaccins repose sur la sécrétion d'anticorps par les lymphocytes B, aidés par les cellules Τ folliculaires. En raison du rôle important de ces cellules dans l'éradication des pathogènes et lors d'un processus de vaccination, il est important de connaître les facteurs et les mécanismes permettant la différentiation de ces cellules. Dans cette étude, nous montrons que la formation des cellules Τ folliculaires dépend de la voie de signalisation Notch, impliquant un rôle essentiel de cette molécule dans l'induction de la sécrétion d'anticorps par les lymphocytes B.

The FoxO3a gene is a key negative target of canonical Notch signalling in the keratinocyte UVB response.

Notch signalling has an important role in skin homeostasis, promoting keratinocyte differentiation and suppressing tumorigenesis. Here we show that this pathway also has an essential anti-apoptotic function in the keratinocyte UVB response. Notch1 expression and activity are significantly induced, in a p53-dependent manner, by UVB exposure of primary keratinocytes as well as intact epidermis of both mouse and human origin. The apoptotic response to UVB is increased by deletion of the Notch1 gene or down-modulation of Notch signalling by pharmacological inhibition or genetic suppression of 'canonical' Notch/CSL/MAML1-dependent transcription. Conversely, Notch activation protects keratinocytes against apoptosis through a mechanism that is not linked to Notch-induced cell cycle withdrawal or NF-kappaB activation. Rather, transcription of FoxO3a, a key pro-apoptotic gene, is under direct negative control of Notch/HERP transcription in keratinocytes, and upregulation of this gene accounts for the increased susceptibility to UVB of cells with suppressed Notch signalling. Thus, the canonical Notch/HERP pathway functions as a protective anti-apoptotic mechanism in keratinocytes through negative control of FoxO3a expression.

T cell receptor V beta repertoire in mice lacking endogenous mouse mammary tumor provirus.

When endogenous mouse mammary tumor virus (MMTV) superantigens (SAg) are expressed in the first weeks of life an efficient thymic deletion of T cells expressing MMTV SAg-reactive T cell receptor (TcR) V beta segments is observed. As most inbred mouse strains and wild mice contain integrated MMTV DNA, knowing the precise extent of MMTV influence on T cell development is required in order to study T cell immunobiology in the mouse. In this report, backcross breeding between BALB.D2 (Mtv-6, -7, -8 and -9) and 38CH (Mtv-) mice was carried out to obtain animals either lacking endogenous MMTV or containing a single MMTV locus, i.e. Mtv-6, -7, -8 or -9. The TcR V beta chain (TcR V beta) usage in these mice was analyzed using monoclonal antibodies specific for TcR V beta 2, V beta 3, V beta 4, V beta 5, V beta 6, V beta 7, V beta 8, V beta 11, V beta 12 and V beta 14 segments. Both Mtv-8+ mice and Mtv-9+ mice deleted TcR V beta 5+ and V beta 11+ T cells. Moreover, we also observed the deletion of TcR V beta 12+ cells by Mtv-8 and Mtv-9 products. Mtv-6+ and Mtv-7+ animals deleted TcR V beta 3+ and V beta 5+ cells, and TcR V beta 6+, V beta 7+ and V beta 8.1+ cells, respectively. Unexpectedly, TcR V beta 8.2+ cells were also deleted in some backcross mice expressing Mtv-7. TcR V beta 8.2 reactivity to Mtv-7 was shown to be brought by the 38CH strain and to result from an amino acid substitution (Asn-->Asp) in position 19 on the TcR V beta 8.2 fragment. Reactivities of BALB.D2 TcR V beta 8.2 and 38CH TcR V beta 8.2 to the exogenous infectious viruses, MMTV(SW) and MMTV(SHN), were compared. Finally, the observation of increased frequencies of TcR V beta 2+, V beta 4+ and V beta 8+ CD4+ T cell subsets in Mtv-8+ and Mtv-9+ mice, and TcR V beta 4+ CD4+ T cells in Mtv-6+ and Mtv-7+ mice, when compared with the T cell repertoire of Mtv- mice, is consistent with the possibility that MMTV products contribute to positive selection of T cells.

The V-ATPase proteolipid cylinder promotes the lipid-mixing stage of SNARE-dependent fusion of yeast vacuoles.

The V-ATPase V(0) sector associates with the peripheral V(1) sector to form a proton pump. V(0) alone has an additional function, facilitating membrane fusion in the endocytic and late exocytic pathways. V(0) contains a hexameric proteolipid cylinder, which might support fusion as proposed in proteinaceous pore models. To test this, we randomly mutagenized proteolipids. We recovered alleles that preserve proton translocation, normal SNARE activation and trans-SNARE pairing but that impair lipid and content mixing. Critical residues were found in all subunits of the proteolipid ring. They concentrate within the bilayer, close to the ring subunit interfaces. The fusion-impairing proteolipid substitutions stabilize the interaction of V(0) with V(1). Deletion of the vacuolar v-SNARE Nyv1 has the same effect, suggesting that both types of mutations similarly alter the conformation of V(0). Also covalent linkage of subunits in the proteolipid cylinder blocks vacuole fusion. We propose that a SNARE-dependent conformational change in V(0) proteolipids might stimulate fusion by creating a hydrophobic crevice that promotes lipid reorientation and formation of a lipidic fusion pore.

The novel proteins Rng8 and Rng9 regulate the myosin-V Myo51 during fission yeast cytokinesis.

The myosin-V family of molecular motors is known to be under sophisticated regulation, but our knowledge of the roles and regulation of myosin-Vs in cytokinesis is limited. Here, we report that the myosin-V Myo51 affects contractile ring assembly and stability during fission yeast cytokinesis, and is regulated by two novel coiled-coil proteins, Rng8 and Rng9. Both rng8Δ and rng9Δ cells display similar defects as myo51Δ in cytokinesis. Rng8 and Rng9 are required for Myo51's localizations to cytoplasmic puncta, actin cables, and the contractile ring. Myo51 puncta contain multiple Myo51 molecules and walk continuously on actin filaments in rng8(+) cells, whereas Myo51 forms speckles containing only one dimer and does not move efficiently on actin tracks in rng8Δ. Consistently, Myo51 transports artificial cargos efficiently in vivo, and this activity is regulated by Rng8. Purified Rng8 and Rng9 form stable higher-order complexes. Collectively, we propose that Rng8 and Rng9 form oligomers and cluster multiple Myo51 dimers to regulate Myo51 localization and functions.