Notch regulation of lymphocyte development and function.

Notch proteins regulate a broad spectrum of cell fate decisions and differentiation processes during fetal and postnatal development. Mammals have four Notch receptors that bind five different ligands. The function of Notch signaling during lymphopoiesis and T cell neoplasia, based on gain-of-function and conditional loss-of-function approaches for the Notch1 receptor, indicates Notch1 is essential in T cell lineage commitment. Recent studies have addressed the involvement of other Notch receptors and ligands as well as their downstream targets, demonstrating additional functions of Notch signaling in embryonic hematopoiesis, intrathymic T cell development, B cell development and peripheral T cell function.

IRF6 is a mediator of the Notch pro-differentiation and tumour suppressive function in keratinocytes

I. Résumé large publicIRF6 est un médiateur de Notch dans la différenciation des kératinocytes et dans sa fonction de suppresseur de tumeursLa peau est l'organe le plus important du corps humain, elle représente chez l'adulte une surface d'environ 1,5 m2 et elle est composée de 2000 milliards de cellules. La peau est composée de plusieurs types cellulaires dont les kératinocvtes. Ces cellules, qui se trouvent dans la couche la plus externe de la peau (Pépiderme), nous protègent de la déshydratation et des agressions externes telles que les infections et rayons ultraviolets. Cette fonction de « barrière » est mise en place grâce à un processus appelé différenciation des kératinocvtes durant lequel les kératinocytes deviennent matures et finalement meurent pour former la couche cornée la plus externe difficilement pénétrable. L'homéostasie tissulaire est un mécanisme qui régule l'équilibre entre prolifération, différentiation et mort cellulaire. Une perturbation de cet équilibre peut mener à la formation d'une tumeur. Il existe différents types de tumeurs de la peau. Nous nous sommes intéressés aux «carcinomes spino-cellulaires» (SCC) qui se développent à partir des keratinocytes en différenciation. Notch est une molécule impliquée positivement dans la différenciation des kératinocytes et joue un rôle prépondérant dans la suppression des tumeurs kératinocytaires comme les SCC dans lesquelles Notch est faiblement exprimé. L'implication de Notch dans la différenciation et dans la carcinogenèse kératinocytaire n'est plus controversée, mais les mécanismes qui sont à la base de ces fonctions restent encore à élucider. IRfF6 est une protéine qui, d'après sa structure, a été classée parmi une famille de régulateurs de la défense de l'organisme (IRFs). Des études ultérieures ont montré qu'IRf 6 n'a pas de rôle dans la réponse immunitaire mais qu'il est plutôt impliqué dans le développement de l'épiderme. Dans ce travail, nous avons établi que, dans les kératinocytes, l'expression d'IPJF6 est contrôlé par Notch et que, comme pour ce dernier, elle est réduite dans les SCCs. De plus, nous avons observé qu'IRF6 régule les mêmes gènes que Notch, et qu'il est en effet un médiateur de la fonction de Notch dans la différenciation des kératinocytes. Parmi les gènes contrôlés par l'axe Notch-IRF6 il y en a trois qui sont sur-exprimés dans les SCCs et qui sont réprimés par cet axe. Il s'agit d'une part d'IRF3 et IRF7, deux autres membres de la famille IRF, et du récepteur EGFR (Epidermal growth factor receptor), un oncogène (un gène impliqué dans l'accélération de la formation de tumeurs). Dans leur ensemble, ces découvertes nous informent sur les mécanismes impliqués dans les fonctions pro-differentiatrice et tumeur suppressive de Notch. Plus encore, elles ouvrent des perspectives intéressantes quant au développement de nouvelles approches thérapeutiques dans le traitement des cancers.II. RésuméLa voie de signalisation de Notch joue un rôle très important dans la différenciation cellulaire et dans la carcinogenèse de nombreux tissus. Dans les kératinocytes, elle agit comme suppresseur de tumeurs, fonction altérée dans les cancers spino cellulaires SCC (tumeurs kératinocytaires) de part la perte d'expression de Notch.Bien que les fonctions pro-différenciatrice et tumeur-suppressive de la voie de signalisation de Notch soient aujourd'hui reconnues, les mécanismes sous-jacents restent à explorer.Dans ce travail, nous montrons qu'IRF6, un membre de la famille des régulateurs de la voie de l'interféron (IRF), ne possédant pas de rôles dans la réponse immunitaire mais essentiel dans le développement de l'épiderme, est d'autant plus exprimé que le kératinocytes sont différenciées alors que son expression est drastiquement diminuée dans les SCC. De façon intéressante, l'expression d'IRF6 durant la différenciation kératinocytaire est directement contrôlée par Notch.Dans les kératinocytes l'expression accrue d'IRP6 a les mêmes effets que 1'activation de la voie de Notch induisant les marqueurs de différentiation des couches supra-basales de l'épiderme et inhibant ceux de la couche basale impliqués dans la prolifération cellulaire. Cependant IRF6 n'est pas impliqué dans la régulation d'autres cibles de Notch, comme p21WAFI/CiP' et Hesl. Comme Notch, IRF6 contrôle négativement l'expression de EGFR et IRF3/7. De ce fait EGFR et IRF3 et IRF7 sont fortement exprimés dans les SCCs humaines où l'expression de Notch et IRF6 est fortement réduite.En conclusion, nous avons démontré qu'IRF6 est une cible directe de Notch/CSL dans les keratinocytes qui medie les effets "non-canonique" de cette voie de signalisation dans la différentiation et dans la suppression tumorale.III. SummaryThe Notch pathway is an important regulator of differentiation and carcinogenesis. In keratinocytes it acts as tumour suppressor and the Notch gene is markedly reduced in keratinocyte-derived squamous cell carcinoma (SCC). While the pro-differentiation and tumour suppressive functions of Notch signalling in keratinocytes are well established, the underlying mechanisms are still poorly understood, We report here that Interferon Regulatory Factor 6 (IRF6), an IRF family member with an essential role in epidermal development, is downmodulated in SCC and is induced in differentiating cells. We observed that the induction of IRF6 in differentiating keratinocytes is suppressed by Notch inhibition. IRF6 expression is also decreased in mice with keratinocyte-specific deletion of the Notch 1/2.Moreover we show that the expression of this gene is induced by Notch activation through a CSL-dependent mechanism even under conditions of protein synthesis inhibition, with endogenous Notch 1 binding to the IRF6 promoter.Increased IRJF6 expression is necessary for the impact of Notch activation on differentiation markers K1 and Involucrin, and proliferation markers integrins and p63, but not on other "canonical" Notch targets like p21WAF1/Cipl, Hes1 and Hey1. Like Notch 1, IRF6 down-modulates expression of epidermal growth factor receptor (EGFR) as well as two other IRF family members, IRF3 and 7, which we previously linked to positive control of p63 expression. Expression of IRF3, IRF7 and EGFR is enhanced in cutaneous squamous cell carcinomas, illustrating a strikingly opposite pattern compared to Notch and IRF6.Thus, IRF6 is a primary Notch target in keratinocytes, which mediates the effects of this pathway on differentiation and contributes to tumor suppression.

p21WAF1/Cip1 is a negative transcriptional regulator of Wnt4 expression downstream of Notch1 activation.

In keratinocytes, the cyclin/CDK inhibitor p21(WAF1/Cip1) is a direct transcriptional target of Notch1 activation; loss of either the p21 or Notch1 genes expands stem cell populations and facilitates tumor development. The Notch1 tumor-suppressor function was associated with down-regulation of Wnt signaling. Here, we show that suppression of Wnt signaling by Notch1 activation is mediated, at least in part, by down-modulation of Wnts gene expression. p21 is a negative regulator of Wnts transcription downstream of Notch1 activation, independently of effects on the cell cycle. More specifically, expression of the Wnt4 gene is under negative control of endogenous p21 both in vitro and in vivo. p21 associates with the E2F-1 transcription factor at the Wnt4 promoter and causes curtailed recruitment of c-Myc and p300, and histone hypoacetylation at this promoter. Thus, p21 acts as a selective negative regulator of transcription and links the Notch and Wnt signaling pathways in keratinocyte growth control.

Dramatic influence of V beta gene polymorphism on an antigen-specific CD8+ T cell response in vivo.

According to recent crystallographic studies, the TCR-alpha beta contacts MHC class I-bound antigenic peptides via the polymorphic V gene-encoded complementarity-determining region 1 beta (CDR1 beta) and the hypervariable (D)J-encoded CDR3 beta and CDR3 alpha domains. To evaluate directly the relative importance of CDR1 beta polymorphism on the fine specificity of T cell responses in vivo, we have taken advantage of congenic V beta a and V beta b mouse strains that differ by a CDR1 polymorphism in the V beta 10 gene segment. The V beta 10-restricted CD8+ T cell response to a defined immunodominant epitope was dramatically reduced in V beta a compared with V beta b mice, as measured either by the expansion of V beta 10+ cells or by the binding of MHC-peptide tetramers. These data indicate that V beta polymorphism has an important impact on TCR-ligand binding in vivo, presumably by modifying the affinity of CDR1 beta-peptide interactions.

"V.N. Volochinov en contexte: essai d'épistémologie historique"

Cette thèse de doctorat porte sur la pensée de Valentin Volochinov (1895-1936) et le contexte intellectuel russe du début du XXe siècle dans lequel elle a été élaborée. Le cadre spatial de l'étude est la Russie. Le cadre temporel correspond aux années 1890-1920. Fait dans le cadre des « études bakhtiniennes », ce travail propose une démarche inverse de celle utilisée jusqu'à présent dans ce domaine. Son objectif est d'explorer les conséquences pratiques de trois hypothèses : 1) Valentin Volochinov (et non pas Mikhaïl Bakhtine) est l'auteur des textes parus sous son nom dans les années 1920 ; 2) Valentin Volochinov est un chercheur indépendant de Mikhaïl Bakhtine et de Pavel Medvedev (et non pas seulement un des membres du « Cercle de Bakhtine » ou du « groupe B.M.V. » dont le projet scientifique serait incompréhensible sans le recours aux textes bakhtiniens et/ou de Medvedev) ; 3) la connaissance du contexte intellectuel général dans lequel a travaillé Valentin Volochinov (c'est-à-dire l'ensemble des textes et des discussions scientifiques qui se sont déroulées dans les revues et les institutions scientifiques autour des thèmes abordés dans les textes signés dans les années 1920 par Volochinov) joue un rôle de premier plan dans l'interprétation de sa conception. L'analyse de la terminologie utilisée dans les travaux de Volochinov (en particulier de la notion d'« idéologie » et de méthode « marxiste »), ainsi que l'examen des idées ayant trait à la philosophie du langage (la réception des idées de Saussure, la polémique avec Rozalija Chor sur des principes de la science du langage « marxiste », la critique de la conception du «mot» de Gustav Chpet), psychologiques (la critique de la théorie psychanalytique de Sigmund Freud, l'élaboration de la notion de conscience, la recherche des bases de la psychologie « marxiste ») et sociologiques (l'analyse de l'interaction socio-verbale et l'élaboration de la théorie de l'énoncé) amènent à la conclusion que les hypothèses avancées sont justes et le mode de lecture adopté dans le travail est rentable : il suscite des interprétations différentes de celles proposées jusqu'à présent. Il permet, par exemple, de mettre en évidence les particularités du marxisme russe des années 1920 considéré par les intellectuels de l'époque, d'une part, comme une méthode des recherches dont les principes fondamentaux sont le matérialisme, le monisme, le déterminisme (y compris social), la dialectique et, d'autre part, comme une doctrine sociologique. Compris en ce sens, le marxisme fait partie de l'histoire de la sociologie russe qui comprend également des conceptions dites « bourgeoises » ou « positivistes » comme, par exemple, celle d'Eugène de Roberty, qui insiste dans ses travaux sur le primat du social sur l'individuel, autrement dit qui met en avant le principe du déterminisme social souvent associé uniquement au «sociologisme marxisant». L'oeuvre de Volochinov ne contient pas, par conséquent, d'éléments de «sociologisme vulgaire», elle s'inscrit dans l'histoire des idées sociologiques russes où il n'y a pas de rupture nette entre les conceptions dites «bourgeoises» et marxistes. Le marxisme de Volochinov n'est pas révolutionnaire. Il ne peut pas non plus être associé aux idées psychanalytiques. La preuve est le refus radical de l'existence de l'inconscient (ou plutôt d'une force inconsciente) qui déterminerait le comportement des individus sans qu'ils s'en rendent compte. Le projet scientifique de Volochinov consiste à analyser la conscience (les faits psychiques), ainsi que le langage, l'énoncé et les structures syntaxiques dans lesquelles l'énoncé se réalise en tant qu'éléments constitutifs de l'échange social et/ou verbal, qui se trouve au centre de vives discussions menées à la charnière des XIXe-XXe siècles par les chercheurs russes d'orientation marxiste et non marxiste. Pour comprendre ce projet il n'est pas nécessaire de faire appel aux idées de Bakhtine et de Medvedev : la lecture en contexte des textes signés dans les années 1920 par Volochinov met ainsi en doute l'idée qui domine actuellement dans le monde francophone que Bakhtine serait leur véritable auteur.

Clonal deletion of V beta 14-bearing T cells in mice transgenic for mammary tumour virus.

Autoreactive T lymphocytes are clonally deleted during maturation in the thymus. Deletion of T cells expressing particular receptor V beta elements is controlled by poorly defined autosomal dominant genes. A gene has now been identified by expression of transgenes in mice which causes deletion of V beta 14+ T cells. The gene lies in the open reading frame of the long terminal repeat of the mouse mammary tumour virus.

Role of Notch signaling in epidermis and appendages

Résumé Dans la peau, il a été montré que Notch1 induit l'arrêt de la prolifération et la différentiation des keratinocytes. L'inactivation de Notch1 cause une hyperplasie de l'épiderme et la formation de carcinomes basaux cellulaires. Notre groupe a principalement identifié deux voies de signalisations, la voie Shh et la voie Wnt, qui sont dérégulées en conséquence de l'inactivation de Notch1 dans la peau. Nous avons démontré l'habilité de Notch1 à réprimer la voie Wnt induite par ß-catenin dans les keratinocytes primaires ainsi que dans d'autres types de cellules épithéliales humaines. De plus, nous avons pu déterminer que Notch1 régule cette voie, probablement en favorisant la phosphorylation de ß-catenin par le complexe axin/APC/GSK-3ß. La protéine faisant partie de la voie Wnt, ou la protéine affectant la voie Wnt, qui est régulée par Notch1 est sujette à de plus amples investigations. Un autre but de cette étude a été l'identification de potentiels gènes cibles de Notch1 autres que ceux faisant partie des voies de signalisation Shh et Wnt précédemment évoquées. Ce projet fut abordé par l'analyse de puces à ADN (ISREC et Affymetrix) qui ont été utilisées pour des expériences de gain et de perte de fonction de Notch1 dans des keratinocytes prúmaires. En plus de l'hyperplasie épidermale, les souris Notch1 déficiente ont une perte importante de poils. Nous avons montré que Notch1 est nécessaire pour le développement et l'homéostasie des follicules pileux. En effet, l'inactivation du gène Notch1 mediée par l'activation des kératines 5 ou 14 dans l'épiderme, cause des défauts du cycle ainsi que de la structure des poils. De plus, d'autres appendices de la peau, comme les glandes sudoripares et de Meibomius, ont une structure anormale et sont non fonctionnelles dans les souris Notch1 déficiente. Finalement, nous avons observé que la déficience de Notch1 dans l'épithélium cornéen mène à la formation d'une plaque épidermale opaque sur la cornée. Basé sur l'hypothèse que le défaut des glandes de Meibomius des souris Notch1 déficientes cause des lésions de la surface oculaire, nous avons montré que Notch1 est essentiel pour la cicatrisation de la cornée. Lorsque Notch1 est absent, les cellules souches de l'épithélium cornéen ne sont plus capables de se différentier en cellules cornéennes, mais réparent la blessure en se différentiant en épiderme. Ce résultat indique que Notch1 est essentiel pour la différentiation de cellules souches de la cornée qui sont spécifiquement impliquées dans la réparation de la cornée. De plus, nous avons montré que l'expression de CRBP1 dans l'épithélium cornéen est diminuée en l'absence de Notch1, ceci étant possiblement à l'origine de la formation de la plaque épidermale. Abstract: In the skin, Notch1 has been shown to trigger cell growth arrest and differentiation of keratinocytes. Notch1 inactivation results in epidermal hyperplasia and subsequent formation of basal cell carcinoma-like (BCC-like) tumors. So far our group has identified two main pathways, the Shh and the Wnt pathway, that are deregulated as a consequence of Notch1 inactivation in the skin. We showed the ability of Notch1 to represses ß-catenin-mediated Wnt signaling in primary keratinocytes as well as in other types of human epithelial cells. In addition we were able to determine that Notch1 regulates this pathway possibly by enhancing ß-catenin phosphorylation by the axin/APC/GSK-3ß complex. The exact target protein of the Wnt pathway or target protein that affects the Wnt pathway, and that is regulated by Notch1, is subject of current investigation. Another aim of this study was the identification of possible Notch1 target genes in addition to those of the Shh and Wnt signaling pathways. This was addressed by gene chip analysis using ISREC as well as Affymetrix microarrays for gain and loss of function of Notch1 in mouse primary keratinocytes. In addition to epidermal hyperplasia, Notch1 deficient mice show an important hair loss. We showed that Notch1 is required for postnatal development and homeostasis of hair follicles. Indeed, keratin5 or keratinl4-driven Cre recombinase-mediated inactivation of the Notch1 gene in the epidermis causes perturbations of the hair cycle and structural defects of the hair follicle. Moreover, other skin appendages, like the sweat and Meibomian glands show abnormal morphology and are not functional in the Notch 1 deficient mice. Finally, we observed that Notch1 deficiency in the corneal epithelium leads to the formation of an epidermal corneal plaque. Based on the hypothesis that the Meiboinian gland defect in the Notch1 deficient mice results in lesions of the eye surface, we showed that Notch1 is essential for wound-healing of the cornea. In absence of Notch1 the stem cells of the corneal epithelium are no longer able to differentiate in the corneal fate but instead repair the wound by differentiating into skin-like epidermis. This result indicated that Notch1 is essential for the differentiation of corneal stem cells specifically implicated in corneal wound-healing. Moreover, we showed that CRBP1 expression in the corneal epithelium was lost in the absence of Notch1, possibly being at the origin of plaque formation.

Immunotherapy with Bet v 1 derived contiguous overlapping peptides leads to long-term immunoregulatory responses

Background: Allergen-specific immunotherapy with whole pollen extract may induce anaphylaxis, is poorly standardized and of long duration.We thus designed a randomized, placebo-controlled phase I/II clinical trial in volunteers with birch pollen allergic rhinitis and asthma to evaluate the safety and immunogenicity of a novel immunotherapy based on contiguous overlapping peptides (COPs) derived from Bet v 1, the major birch pollen allergen. Methods: A mixture of three COPs (AllerT™, Anergis SA, Switzerland) spanning the whole Bet v 1 molecule was selected for its inability to bind IgE. Prior to the pollen season, AllerT (in Alum) was injected subcutaneously to 15 adult volunteers at D0 (57 g), D7, D14, D21 and D51 (95 g each). Control volunteers (n = 5) only received the adjuvant. Results: Overall AllerT was safe. No serious adverse events and no immediate allergic reactions were reported. AllerT induced a vigorous early Bet v 1 specific immune response marked by vaccine associated INF- and IL- 10 secretion. This contributed to a strong anti-Bet v 1-specific IgG4 enhancement. Moreover, 2 months after the second season post treatment (July 2010), serum Bet v 1 specific IgG4 response was still markedly increased as compared to pre-treatment values and to placebo whereas post seasonal Bet v 1 specific IgE titers were similar to baseline values. Conclusion: Our data indicate that immunotherapy with a mixture of three COPs derived from Bet v 1 (AllerT) was safe and immunogenic, and led to long-term immunological memory.

NSAIDs inhibit alpha V beta 3 integrin-mediated and Cdc42/Rac-dependent endothelial-cell spreading, migration and angiogenesis.

Cyclooxygenase-2 (COX-2), a key enzyme in arachidonic acid metabolism, is overexpressed in many cancers. Inhibition of COX-2 by nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) reduces the risk of cancer development in humans and suppresses tumor growth in animal models. The anti-cancer effect of NSAIDs seems to involve suppression of tumor angiogenesis, but the underlying mechanism is not completely understood. Integrin alpha V beta 3 is an adhesion receptor critically involved in mediating tumor angiogenesis. Here we show that inhibition of endothelial-cell COX-2 by NSAIDs suppresses alpha V beta 3-dependent activation of the small GTPases Cdc42 and Rac, resulting in inhibition of endothelial-cell spreading and migration in vitro and suppression of fibroblast growth factor-2-induced angiogenesis in vivo. These results establish a novel functional link between COX-2, integrin alpha V beta 3 and Cdc42-/Rac-dependent endothelial-cell migration. Moreover, they provide a rationale to the understanding of the anti-angiogenic activity of NSAIDs.

T cell receptor beta chain gene rearrangements and V beta gene usage in horse cytochrome c-specific T cell hybridomas.

Comparison of T cell receptor alpha and beta-chain genes in murine major histocompatibility complex (MHC) class I and class II-restricted T cell clones and hybridomas recognizing different antigens indicates that no simple correlation exists between the observed antigen/MHC specificity and the expression of certain alpha and beta-chain heterodimers. We have attempted to establish a possible correlation by analyzing T cell receptor beta chain gene rearrangements and V beta gene usage in five T cell hybridomas with identical antigen/MHC specificity and another hybridoma recognizing a different antigenic determinant in association with the same restriction molecule. We report here that in each of the five clones a uniquely rearranged beta chain gene is expressed in combination with at least two different V beta gene segments. The presence of the differently rearranged T cell receptor beta chain genes correlated with the finding of distinct fine specificity pattern of antigen recognition in each of the hybridomas. Interestingly, two hybridomas specific for different epitopes showed identical beta chain D-J rearrangements indicating that the differences might be encoded by the alpha chain gene or/and the V beta gene element.