Mechanisms underlying activation of neural stem cells in the adult central nervous system

À la fin du 19e siècle, Dr. Ramón y Cajal, un pionnier scientifique, a découvert les éléments cellulaires individuels, appelés neurones, composant le système nerveux. Il a également remarqué la complexité de ce système et a mentionné l’impossibilité de ces nouveaux neurones à être intégrés dans le système nerveux adulte. Une de ses citations reconnues : “Dans les centres adultes, les chemins nerveux sont fixes, terminés, immuables. Tout doit mourir, rien ne peut être régénérer” est représentative du dogme de l’époque (Ramón y Cajal 1928). D’importantes études effectuées dans les années 1960-1970 suggèrent un point de vue différent. Il a été démontré que les nouveaux neurones peuvent être générés à l’âge adulte, mais cette découverte a créé un scepticisme omniprésent au sein de la communauté scientifique. Il a fallu 30 ans pour que le concept de neurogenèse adulte soit largement accepté. Cette découverte, en plus de nombreuses avancées techniques, a ouvert la porte à de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour les maladies neurodégénératives. Les cellules souches neurales (CSNs) adultes résident principalement dans deux niches du cerveau : la zone sous-ventriculaire des ventricules latéraux et le gyrus dentelé de l’hippocampe. En condition physiologique, le niveau de neurogenèse est relativement élevé dans la zone sous-ventriculaire contrairement à l’hippocampe où certaines étapes sont limitantes. En revanche, la moelle épinière est plutôt définie comme un environnement en quiescence. Une des principales questions qui a été soulevée suite à ces découvertes est : comment peut-on activer les CSNs adultes afin d’augmenter les niveaux de neurogenèse ? Dans l’hippocampe, la capacité de l’environnement enrichi (incluant la stimulation cognitive, l’exercice et les interactions sociales) à promouvoir la neurogenèse hippocampale a déjà été démontrée. La plasticité de cette région est importante, car elle peut jouer un rôle clé dans la récupération de déficits au niveau de la mémoire et l’apprentissage. Dans la moelle épinière, des études effectuées in vitro ont démontré que les cellules épendymaires situées autour du canal central ont des capacités d’auto-renouvellement et de multipotence (neurones, astrocytes, oligodendrocytes). Il est intéressant de noter qu’in vivo, suite à une lésion de la moelle épinière, les cellules épendymaires sont activées, peuvent s’auto-renouveller, mais peuvent seulement ii donner naissance à des cellules de type gliale (astrocytes et oligodendrocytes). Cette nouvelle fonction post-lésion démontre que la plasticité est encore possible dans un environnement en quiescence et peut être exploité afin de développer des stratégies de réparation endogènes dans la moelle épinière. Les CSNs adultes jouent un rôle important dans le maintien des fonctions physiologiques du cerveau sain et dans la réparation neuronale suite à une lésion. Cependant, il y a peu de données sur les mécanismes qui permettent l'activation des CSNs en quiescence permettant de maintenir ces fonctions. L'objectif général est d'élucider les mécanismes sous-jacents à l'activation des CSNs dans le système nerveux central adulte. Pour répondre à cet objectif, nous avons mis en place deux approches complémentaires chez les souris adultes : 1) L'activation des CSNs hippocampales par l'environnement enrichi (EE) et 2) l'activation des CSNs de la moelle épinière par la neuroinflammation suite à une lésion. De plus, 3) afin d’obtenir plus d’information sur les mécanismes moléculaires de ces modèles, nous utiliserons des approches transcriptomiques afin d’ouvrir de nouvelles perspectives. Le premier projet consiste à établir de nouveaux mécanismes cellulaires et moléculaires à travers lesquels l’environnement enrichi module la plasticité du cerveau adulte. Nous avons tout d’abord évalué la contribution de chacune des composantes de l’environnement enrichi à la neurogenèse hippocampale (Chapitre II). L’exercice volontaire promeut la neurogenèse, tandis que le contexte social augmente l’activation neuronale. Par la suite, nous avons déterminé l’effet de ces composantes sur les performances comportementales et sur le transcriptome à l’aide d’un labyrinthe radial à huit bras afin d’évaluer la mémoire spatiale et un test de reconnaissante d’objets nouveaux ainsi qu’un RNA-Seq, respectivement (Chapitre III). Les coureurs ont démontré une mémoire spatiale de rappel à court-terme plus forte, tandis que les souris exposées aux interactions sociales ont eu une plus grande flexibilité cognitive à abandonner leurs anciens souvenirs. Étonnamment, l’analyse du RNA-Seq a permis d’identifier des différences claires dans l’expression des transcripts entre les coureurs de courte et longue distance, en plus des souris sociales (dans l’environnement complexe). iii Le second projet consiste à découvrir comment les cellules épendymaires acquièrent les propriétés des CSNs in vitro ou la multipotence suite aux lésions in vivo (Chapitre IV). Une analyse du RNA-Seq a révélé que le transforming growth factor-β1 (TGF-β1) agit comme un régulateur, en amont des changements significatifs suite à une lésion de la moelle épinière. Nous avons alors confirmé la présence de cette cytokine suite à la lésion et caractérisé son rôle sur la prolifération, différentiation, et survie des cellules initiatrices de neurosphères de la moelle épinière. Nos résultats suggèrent que TGF-β1 régule l’acquisition et l’expression des propriétés de cellules souches sur les cellules épendymaires provenant de la moelle épinière.

Integration of learning and practice as part of the educational system development in Eritrea. "School Management" - a distance learning program by technical university of Kaiserslautern

The distance learning program "School Management" supports decision makers at the school and ministerial levels in the shaping of formal and informal learning processes at different levels in schools and curricula in Eritrea. This paper examines how the distance learning program is interconnected to educational system development. (DIPF/Orig.)

Adaptability, Transformation and Complex Changes in Namibia and Tanzania: Resilience and Innovation System Development in Local Communities

This thesis is a research about the recent complex spatial changes in Namibia and Tanzania and local communities’ capacity to cope with, adapt to and transform the unpredictability engaged to these processes. I scrutinise the concept of resilience and its potential application to explaining the development of local communities in Southern Africa when facing various social, economic and environmental changes. My research is based on three distinct but overlapping research questions: what are the main spatial changes and their impact on the study areas in Namibia and Tanzania? What are the adaptation, transformation and resilience processes of the studied local communities in Namibia and Tanzania? How are innovation systems developed, and what is their impact on the resilience of the studied local communities in Namibia and Tanzania? I use four ethnographic case studies concerning environmental change, global tourism and innovation system development in Namibia and Tanzania, as well as mixed-methodological approaches, to study these issues. The results of my empirical investigation demonstrate that the spatial changes in the localities within Namibia and Tanzania are unique, loose assemblages, a result of the complex, multisided, relational and evolutional development of human and non-human elements that do not necessarily have linear causalities. Several changes co-exist and are interconnected though uncertain and unstructured and, together with the multiple stressors related to poverty, have made communities more vulnerable to different changes. The communities’ adaptation and transformation measures have been mostly reactive, based on contingency and post hoc learning. Despite various anticipation techniques, coping measures, adaptive learning and self-organisation processes occurring in the localities, the local communities are constrained by their uneven power relationships within the larger assemblages. Thus, communities’ own opportunities to increase their resilience are limited without changing the relations in these multiform entities. Therefore, larger cooperation models are needed, like an innovation system, based on the interactions of different actors to foster cooperation, which require collaboration among and input from a diverse set of stakeholders to combine different sources of knowledge, innovation and learning. Accordingly, both Namibia and Tanzania are developing an innovation system as their key policy to foster transformation towards knowledge-based societies. Finally, the development of an innovation system needs novel bottom-up approaches to increase the resilience of local communities and embed it into local communities. Therefore, innovation policies in Namibia have emphasised the role of indigenous knowledge, and Tanzania has established the Living Lab network.

Mechanisms underlying activation of neural stem cells in the adult central nervous system

À la fin du 19e siècle, Dr. Ramón y Cajal, un pionnier scientifique, a découvert les éléments cellulaires individuels, appelés neurones, composant le système nerveux. Il a également remarqué la complexité de ce système et a mentionné l’impossibilité de ces nouveaux neurones à être intégrés dans le système nerveux adulte. Une de ses citations reconnues : “Dans les centres adultes, les chemins nerveux sont fixes, terminés, immuables. Tout doit mourir, rien ne peut être régénérer” est représentative du dogme de l’époque (Ramón y Cajal 1928). D’importantes études effectuées dans les années 1960-1970 suggèrent un point de vue différent. Il a été démontré que les nouveaux neurones peuvent être générés à l’âge adulte, mais cette découverte a créé un scepticisme omniprésent au sein de la communauté scientifique. Il a fallu 30 ans pour que le concept de neurogenèse adulte soit largement accepté. Cette découverte, en plus de nombreuses avancées techniques, a ouvert la porte à de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour les maladies neurodégénératives. Les cellules souches neurales (CSNs) adultes résident principalement dans deux niches du cerveau : la zone sous-ventriculaire des ventricules latéraux et le gyrus dentelé de l’hippocampe. En condition physiologique, le niveau de neurogenèse est relativement élevé dans la zone sous-ventriculaire contrairement à l’hippocampe où certaines étapes sont limitantes. En revanche, la moelle épinière est plutôt définie comme un environnement en quiescence. Une des principales questions qui a été soulevée suite à ces découvertes est : comment peut-on activer les CSNs adultes afin d’augmenter les niveaux de neurogenèse ? Dans l’hippocampe, la capacité de l’environnement enrichi (incluant la stimulation cognitive, l’exercice et les interactions sociales) à promouvoir la neurogenèse hippocampale a déjà été démontrée. La plasticité de cette région est importante, car elle peut jouer un rôle clé dans la récupération de déficits au niveau de la mémoire et l’apprentissage. Dans la moelle épinière, des études effectuées in vitro ont démontré que les cellules épendymaires situées autour du canal central ont des capacités d’auto-renouvellement et de multipotence (neurones, astrocytes, oligodendrocytes). Il est intéressant de noter qu’in vivo, suite à une lésion de la moelle épinière, les cellules épendymaires sont activées, peuvent s’auto-renouveller, mais peuvent seulement ii donner naissance à des cellules de type gliale (astrocytes et oligodendrocytes). Cette nouvelle fonction post-lésion démontre que la plasticité est encore possible dans un environnement en quiescence et peut être exploité afin de développer des stratégies de réparation endogènes dans la moelle épinière. Les CSNs adultes jouent un rôle important dans le maintien des fonctions physiologiques du cerveau sain et dans la réparation neuronale suite à une lésion. Cependant, il y a peu de données sur les mécanismes qui permettent l'activation des CSNs en quiescence permettant de maintenir ces fonctions. L'objectif général est d'élucider les mécanismes sous-jacents à l'activation des CSNs dans le système nerveux central adulte. Pour répondre à cet objectif, nous avons mis en place deux approches complémentaires chez les souris adultes : 1) L'activation des CSNs hippocampales par l'environnement enrichi (EE) et 2) l'activation des CSNs de la moelle épinière par la neuroinflammation suite à une lésion. De plus, 3) afin d’obtenir plus d’information sur les mécanismes moléculaires de ces modèles, nous utiliserons des approches transcriptomiques afin d’ouvrir de nouvelles perspectives. Le premier projet consiste à établir de nouveaux mécanismes cellulaires et moléculaires à travers lesquels l’environnement enrichi module la plasticité du cerveau adulte. Nous avons tout d’abord évalué la contribution de chacune des composantes de l’environnement enrichi à la neurogenèse hippocampale (Chapitre II). L’exercice volontaire promeut la neurogenèse, tandis que le contexte social augmente l’activation neuronale. Par la suite, nous avons déterminé l’effet de ces composantes sur les performances comportementales et sur le transcriptome à l’aide d’un labyrinthe radial à huit bras afin d’évaluer la mémoire spatiale et un test de reconnaissante d’objets nouveaux ainsi qu’un RNA-Seq, respectivement (Chapitre III). Les coureurs ont démontré une mémoire spatiale de rappel à court-terme plus forte, tandis que les souris exposées aux interactions sociales ont eu une plus grande flexibilité cognitive à abandonner leurs anciens souvenirs. Étonnamment, l’analyse du RNA-Seq a permis d’identifier des différences claires dans l’expression des transcripts entre les coureurs de courte et longue distance, en plus des souris sociales (dans l’environnement complexe). iii Le second projet consiste à découvrir comment les cellules épendymaires acquièrent les propriétés des CSNs in vitro ou la multipotence suite aux lésions in vivo (Chapitre IV). Une analyse du RNA-Seq a révélé que le transforming growth factor-β1 (TGF-β1) agit comme un régulateur, en amont des changements significatifs suite à une lésion de la moelle épinière. Nous avons alors confirmé la présence de cette cytokine suite à la lésion et caractérisé son rôle sur la prolifération, différentiation, et survie des cellules initiatrices de neurosphères de la moelle épinière. Nos résultats suggèrent que TGF-β1 régule l’acquisition et l’expression des propriétés de cellules souches sur les cellules épendymaires provenant de la moelle épinière.

Emerging pathogens in the central nervous system: a cerebral abscess by Streptococcus porcinus

Brain abscesses can cause an incapacitating neurological deicit in up to 50% of patients, thus the reduction of these sequelae becomes the main goal of its timely and speciic surgical and medical treatment. With technological advances in bacteriological identiication and diagnostic imaging, the clinical suspicion can be conirmed, and the speciic etiological agent can be identiied in a larger number of cases. New pathogens have emerged through this process, such as Streptococcus porcinus, in which the ability to affect the central nervous system has not been documented. A clinical case is presented of a brain abscess in an immunocompetent patient, and its favorable response to surgical drainage t hrough a skull burr h ole and nee dle aspiration with antibiotic therapy (ceftriaxone, metronidazole and vancomycin) is discussed.

Infection of the central nervous system by Mycobacterium tuberculosis in patients infected with human immunodeficiency virus (the new neurotuberculosis)

Neurologic complications of HIV infection are numerous. This review focuses on the clinical presentation, diagnostic particularities and therapeutic issues of neurotuberculosis. The pertinent literature describing this important infection is succinctly summarized with a particular emphasis on the discussion of differences in clinical presentation between HIV-infected and -uninfected patients.

Interspecies study of the enteric nervous system and related pathologies

The enteric nervous system (ENS) modulates a number of digestive functions including well known ones, i.e. motility, secretion, absorption and blood flow, along with other critically relevant processes, i.e. immune responses of the gastrointestinal (GI) tract, gut microbiota and epithelial barrier . The characterization of the anatomical aspects of the ENS in large mammals and the identification of differences and similarities existing between species may represent a fundamental basis to decipher several digestive GI diseases in humans and animals. In this perspective, the aim of the present thesis is to highlight the ENS anatomical basis and pathological aspects in different mammalian species, such as horses, dogs and humans. Firstly, I designed two anatomical studies in horses:  “Excitatory and inhibitory enteric innervation of horse lower esophageal sphincter”.  “Localization of 5-hydroxytryptamine 4 receptor (5-HT4R) in the equine enteric nervous system”. Then I focused on the enteric dysfunctions, including:  A primary enteric aganglionosis in horses: “Extrinsic innervation of the ileum and pelvic flexure of foals with ileocolonic aganglionosis”.  A diabetic enteric neuropathy in dogs: “Quantification of nitrergic neurons in the myenteric plexus of gastric antrum and ileum of healthy and diabetic dogs”.  An enteric neuropathy in human neurological patients: “Functional and neurochemical abnormalities in patients with Parkinson's disease and chronic constipation”. The physiology of the GI tract is characterized by a high complexity and it is mainly dependent on the control of the intrinsic nervous system. ENS is critical to preserve body homeostasis as reflect by its derangement occurring in pathological conditions that can be lethal or seriously disabling to humans and animals. The knowledge of the anatomy and the pathology of the ENS represents a new important and fascinating topic, which deserves more attention in the veterinary medicine field.

Modeling the cumulative genetic risk for multiple sclerosis from genome-wide association data

Background: Multiple sclerosis (MS) is the most common cause of chronic neurologic disability beginning in early to middle adult life. Results from recent genome-wide association studies (GWAS) have substantially lengthened the list of disease loci and provide convincing evidence supporting a multifactorial and polygenic model of inheritance. Nevertheless, the knowledge of MS genetics remains incomplete, with many risk alleles still to be revealed. Methods: We used a discovery GWAS dataset (8,844 samples, 2,124 cases and 6,720 controls) and a multi-step logistic regression protocol to identify novel genetic associations. The emerging genetic profile included 350 independent markers and was used to calculate and estimate the cumulative genetic risk in an independent validation dataset (3,606 samples). Analysis of covariance (ANCOVA) was implemented to compare clinical characteristics of individuals with various degrees of genetic risk. Gene ontology and pathway enrichment analysis was done using the DAVID functional annotation tool, the GO Tree Machine, and the Pathway-Express profiling tool. Results: In the discovery dataset, the median cumulative genetic risk (P-Hat) was 0.903 and 0.007 in the case and control groups, respectively, together with 79.9% classification sensitivity and 95.8% specificity. The identified profile shows a significant enrichment of genes involved in the immune response, cell adhesion, cell communication/ signaling, nervous system development, and neuronal signaling, including ionotropic glutamate receptors, which have been implicated in the pathological mechanism driving neurodegeneration. In the validation dataset, the median cumulative genetic risk was 0.59 and 0.32 in the case and control groups, respectively, with classification sensitivity 62.3% and specificity 75.9%. No differences in disease progression or T2-lesion volumes were observed among four levels of predicted genetic risk groups (high, medium, low, misclassified). On the other hand, a significant difference (F = 2.75, P = 0.04) was detected for age of disease onset between the affected misclassified as controls (mean = 36 years) and the other three groups (high, 33.5 years; medium, 33.4 years; low, 33.1 years). Conclusions: The results are consistent with the polygenic model of inheritance. The cumulative genetic risk established using currently available genome-wide association data provides important insights into disease heterogeneity and completeness of current knowledge in MS genetics.

Relationship of a variant in the NTRK1 gene to white matter microstructure in young adults

The NTRK1 gene (also known as TRKA) encodes a high-affinity receptor for NGF, a neurotrophin involved in nervous system development and myelination. NTRK1 has been implicated in neurological function via links between the T allele at rs6336 (NTRK1-T) and schizophrenia risk. A variant in the neurotrophin gene, BDNF, was previously associated with white matter integrity in young adults, highlighting the importantce of neurotrophins to white matter development. We hypothesized that NTRK1-T would relate to lower fractional anisotropy in healthy adults. We scanned 391 healthy adult human twins and their siblings (mean age: 23.6 ± 2.2 years; 31 NTRK1-T carriers, 360 non-carriers) using 105-gradient diffusion tensor imaging at 4 tesla. We evaluated in brain white matter how NTRK1-T and NTRK1 rs4661063 allele A (rs4661063-A, which is in moderate linkage disequilibrium with rs6336) related to voxelwise fractional anisotropy-acommondiffusion tensor imaging measure of white matter microstructure. We used mixed-model regression to control for family relatedness, age, and sex. The sample was split in half to test reproducibility of results. The false discovery rate method corrected for voxelwise multiple comparisons. NTRK1-T and rs4661063-A correlated with lower white matter fractional anisotropy, independent of age and sex (multiple-comparisons corrected: false discovery rate critical p=0.038 forNTRK1-Tand0.013 for rs4661063-A). In each half-sample, theNTRK1-T effectwasreplicated in the cingulum, corpus callosum, superior and inferior longitudinal fasciculi, inferior fronto-occipital fasciculus, superior corona radiata, and uncinate fasciculus. Our results suggest that NTRK1-T is important for developing white matter microstructure.

N-syndecan and HB-GAM in neural migration and differentiation : Modulation of growth factor activity in brain

The juvenile sea squirt wanders through the sea searching for a suitable rock or hunk of coral to cling to and make its home for life. For this task it has a rudimentary nervous system. When it finds its spot and takes root, it doesn't need its brain any more so it eats it. It's rather like getting tenure. Daniel C. Dennett (from Consciousness Explained, 1991) The little sea squirt needs its brain for a task that is very simple and short. When the task is completed, the sea squirt starts a new life in a vegetative state, after having a nourishing meal. The little brain is more tightly structured than our massive primate brains. The number of neurons is exact, no leeway in neural proliferation is tolerated. Each neuroblast migrates exactly to the correct position, and only a certain number of connections with the right companions is allowed. In comparison, growth of a mammalian brain is a merry mess. The reason is obvious: Squirt brain needs to perform only a few, predictable functions, before becoming waste. The more mobile and complex mammals engage their brains in tasks requiring quick adaptation and plasticity in a constantly changing environment. Although the regulation of nervous system development varies between species, many regulatory elements remain the same. For example, all multicellular animals possess a collection of proteoglycans (PG); proteins with attached, complex sugar chains called glycosaminoglycans (GAG). In development, PGs participate in the organization of the animal body, like in the construction of parts of the nervous system. The PGs capture water with their GAG chains, forming a biochemically active gel at the surface of the cell, and in the extracellular matrix (ECM). In the nervous system, this gel traps inside it different molecules: growth factors and ECM-associated proteins. They regulate the proliferation of neural stem cells (NSC), guide the migration of neurons, and coordinate the formation of neuronal connections. In this work I have followed the role of two molecules contributing to the complexity of mammalian brain development. N-syndecan is a transmembrane heparan sulfate proteoglycan (HSPG) with cell signaling functions. Heparin-binding growth-associated molecule (HB-GAM) is an ECM-associated protein with high expression in the perinatal nervous system, and high affinity to HS and heparin. N-syndecan is a receptor for several growth factors and for HB-GAM. HB-GAM induces specific signaling via N-syndecan, activating c-Src, calcium/calmodulin-dependent serine protein kinase (CASK) and cortactin. By studying the gene knockouts of HB-GAM and N-syndecan in mice, I have found that HB-GAM and N-syndecan are involved as a receptor-ligand-pair in neural migration and differentiation. HB-GAM competes with the growth factors fibriblast growth factor (FGF)-2 and heparin-binding epidermal growth factor (HB-EGF) in HS-binding, causing NSCs to stop proliferation and to differentiate, and affects HB-EGF-induced EGF receptor (EGFR) signaling in neural cells during migration. N-syndecan signaling affects the motility of young neurons, by boosting EGFR-mediated cell migration. In addition, these two receptors form a complex at the surface of the neurons, probably creating a motility-regulating structure.

Generation and Characterization of the Cation-Chloride Cotransporter KCC2 Hypomorphic Mouse

The cation-Cl- cotransporter (CCC) family comprises of Na+-Cl- cotransporter (NCC), Na+-K+-2Cl- cotransporters (NKCC1-2), and four K+-Cl- cotransporters (KCC1-4). These proteins are involved in several physiological activities, such as cell volume regulation. In neuronal tissues, NKCC1 and KCC2 are important in determining the intracellular Cl- levels and hence the neuronal responses to inhibitory neurotransmitters GABA and glycine. One aim of the work was to elucidate the roles for CCC isoforms in the control of nervous system development. KCC2 mRNA was shown to be developmentally up-regulated and follow neuronal maturation, whereas NKCC1 and KCC4 transcripts were highly expressed in the proliferative zones of subcortical regions. KCC1 and KCC3 mRNA displayed low expression throughout the embryogenesis. These expression profiles suggest a role for CCC isoforms in maturation of synaptic responses and in the regulation of neuronal proliferation during embryogenesis. The major aim of this work was to study the biological consequences of KCC2-deficiency in the adult CNS, by generating transgenic mice retaining 15-20% of normal KCC2 levels. In addition, by using these mice as a tool for in vivo pharmacological analysis, we investigated the requirements for KCC2 in tonic versus phasic GABAA receptor-mediated inhibition. KCC2-deficient mice displayed normal reproduction and life span, but showed several behavioral abnormalities, including increased anxiety-like behavior, impaired performance in water maze, alterations in nociceptive processing, and increased seizure susceptibility. In contrast, the mice displayed apparently normal spontaneous locomotor activity and motor coordination. Pharmacological analysis of KCC2-deficient mice revealed reduced sensititivity to diazepam, but normal gaboxadol-induced sedation, neurosteroid hypnosis and alcohol-induced motor impairment. Electrophysiological recordings from CA1-CA3 subregions of the hippocampus showed that KCC2 deficiency affected the reversal potentials of both the phasic and tonic GABA currents, and that the tonic conductance was not affected. The results suggest that requirement for KCC2 in GABAergic neurotransmission may differ among several functional systems in the CNS, which is possibly due to the more critical role of KCC2 activity in phasic compared to tonic GABAergic inhibition.

Xenopus RCOR2 (REST corepressor 2) interacts with ZMYND8, which is involved in neural differentiation

Regulation of neuronal gene expression is critical to nervous system development. REST (RE1-silencing transcription factor) regulates neuronal gene expression through interacting with a group of corepressor proteins including REST corepressors (RCOR). Here we show that Xenopus RCOR2 is predominantly expressed in the developing nervous system. Through a yeast two-hybrid screen, we isolated Xenopus ZMYND8 (Zinc finger and MYND domain containing 8) as an XRCOR2 interacting factor. XRCOR2 and XZMYND8 bind each other in co-immunoprecipitation assays and both of them can function as transcriptional repressors. XZMYND8 is co-expressed with XRCOR2 in the nervous system and overexpression of XZMYND8 inhibits neural differentiation in Xenopus embryos. These data reveal a RCOR2/ZMYND8 complex which might be involved in the regulation of neural differentiation. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Étude du rôle de Pax6 dans la gliogenèse

Les astrocytes sont des cellules gliales présentes dans le système nerveux central, qui exercent de nombreuses fonctions physiologiques essentielles et sont impliquées dans la réponse aux lésions et dans plusieurs pathologies du cerveau. Les astrocytes sont générés par les cellules de la glie radiale, les précurseurs communs de la plupart des cellules neuronales et gliales du cerveau, après le début de la production des neurones. Le passage de la neurogenèse à la gliogenèse est le résultat de mécanismes moléculaires complexes induits par des signaux intrinsèques et extrinsèques responsables du changement de propriété des précurseurs et de leur spécification. Le gène Pax6 code pour un facteur de transcription hautement conservé, impliqué dans plusieurs aspects du développement du système nerveux central, tels que la régionalisation et la neurogenèse. Il est exprimé à partir des stades les plus précoces dans les cellules neuroépithéliales (les cellules souches neurales) et dans la glie radiale, dérivant de la différenciation de ces cellules. L’objectif de cette étude est d’analyser le rôle de Pax6 dans la différenciation et dans le développement des astrocytes. À travers l’utilisation d’un modèle murin mutant nul pour Pax6, nous avons obtenu des résultats suggérant que la suppression de ce gène cause l'augmentation de la prolifération et de la capacité d'auto-renouvellement des cellules souches neurales embryonnaires. In vitro, les cellules mutantes prolifèrent de façon aberrante et sous-expriment les gènes p57Kip2, p16Ink4a, p19Arf et p21Cip1, qui inhibent la progression du le cycle cellulaire. De plus, Pax6 promeut la différenciation astrocytaire des cellules souches neurales embryonnaires et est requis pour la différenciation des astrocytes dans la moëlle épinière. Les mutants nuls pour Pax6 meurent après la naissance à cause de graves défauts développementaux dus aux fonctions essentielles de ce gène dans le développement embryonnaire de plusieurs organes. En utilisant un modèle murin conditionnel basé sur le système CRE/ loxP (hGFAP-CRE/ Pax6flox/flox) qui présente l’inactivation de Pax6 dans les cellules de la glie radiale, viable après la naissance, nous avons montré que Pax6 est impliqué dans la maturation et dans le développement post-natal des astrocytes. Le cortex cérébral des souris mutantes conditionnelles ne présente pas d’astrocytes matures à l’âge de 16 jours et une très faible quantité d’astrocytes immatures à l’âge de trois mois, suggérant que Pax6 promeut la différenciation et la maturation des astrocytes. De plus, Pax6 semble jouer un rôle même dans le processus de différenciation et de maturation de cellules gliales rétiniennes. L’étude des gènes et des mécanismes moléculaires impliqués dans la génération des astrocytes est crucial pour mieux comprendre le rôle physiologique et les altérations pathologiques des ces cellules.