Silencing of c-Fos expression by microRNA-155 is critical for dendritic cell maturation and function.

MicroRNAs (miRNAs) are small, noncoding RNAs that regulate target mRNAs by binding to their 3' untranslated regions. There is growing evidence that microRNA-155 (miR155) modulates gene expression in various cell types of the immune system and is a prominent player in the regulation of innate and adaptive immune responses. To define the role of miR155 in dendritic cells (DCs) we performed a detailed analysis of its expression and function in human and mouse DCs. A strong increase in miR155 expression was found to be a general and evolutionarily conserved feature associated with the activation of DCs by diverse maturation stimuli in all DC subtypes tested. Analysis of miR155-deficient DCs demonstrated that miR155 induction is required for efficient DC maturation and is critical for the ability of DCs to promote antigen-specific T-cell activation. Expression-profiling studies performed with miR155(-/-) DCs and DCs overexpressing miR155, combined with functional assays, revealed that the mRNA encoding the transcription factor c-Fos is a direct target of miR155. Finally, all of the phenotypic and functional defects exhibited by miR155(-/-) DCs could be reproduced by deregulated c-Fos expression. These results indicate that silencing of c-Fos expression by miR155 is a conserved process that is required for DC maturation and function.

Premature epiphyseal closure in an adolescent treated by retinoids for acne: An unusual cause of anterior knee pain

Introduction.- Retinoids are effective and widely used for the treatment of severe acne. Their use can be, however, associated with numerous side effects. For example, some rare cases of premature epiphyseal closure were reported.Observation.- A sixteen-year-old soccer player consulted for bilateral progressive anterior knee pain, since two months, evoking a femoro-patellar origin. After physiotherapy, the pain decreases on the right but remained on the left. The history taking brought out the use of isotretinoin for more than 6 months (0.5 mg/kg). Magnetic resonance imaging (MRI) findings showed an irregularity of the growth plate and an important metaphyso-epiphyseal oedema, more marked on the left. The diagnosis of retinoid induced premature ephysieal closure was retained. The treatment was stopped, with a resolution of symptoms within two months. The control MRI of the left knee present persisting small sequelar thumbprint-like growth plate lesion. Eighteen months later, neither limb-length discrepancy nor static disorder was noticed.Discussion.- Premature epiphyseal closure is a rare complication of retinoid treatment of acne. Retinoids induce an invasion of the growth plate by osteoclasts and a decrease in proteoglycans synthesis. The knee seems the most involved joint. The clinical presentation is aspecific, sometimes lightly symptomatic. A careful pharmacological history and an appropriate imaging are necessary. MRI is now the gold standard. It shows an irregularity of the growth plate with an oedema on both sides. In chronic phase, a thumbprint-like image may persist. The symptoms resolution arises in few weeks after the treatment interruption. A single case of static disorder was reported until now. The small size of the growth plate interruptions, insufficient to lead to a growth disorder if the medicament is stopped early enough, explains probably it. This complication being rare, a radiological follow-up of the young patients treated by retinoids is not proposed.

Role of β-catenin and γ-catenin in haematopoiesis : Generation of floxed Delta like 4 gene targeted mice

Résumé La voie de signalisation de Wnt est extrêmement conservée au cours de l'évolution. Les protéines Wnt sont des molécules sécrétées qui se lient à la famille de récepteurs Frizzled. Cette interaction mène à la stabilisation de la protéine β-caténine, qui va s'accumuler dans le cytoplasme puis migrer dans le noyau où elle peut s'hétérodimériser avec les facteurs de transcription de la famille TCF/LEF. Il a été démontré que cette voie de signalisation joue un rôle important durant la lymphopoïèse et de récents résultats suggèrent un rôle clé de cette voie dans le renouvellement des Cellules Souches Hématopoïétique (CSH). Des études se basant sur un système de surexpression de protéines montrent clairement que la voie Wnt peut influencer l'hématopoïèse. Cependant, le rôle de la protéine β-caténine dans le système hématopoïétique n'a jamais été testé directement. Ce projet de thèse se propose d'étudier la fonction de la protéine β-caténine par sa délétion inductible via le système Cre-loxP. De façon surprenante, nous avons pu démontrer que les progéniteurs de la moelle osseuse, déficients en β-caténine, ne montrent aucune altération dans leur capacité à s'auto-renouveler et/ou à reconstituer toutes les lignées hématopoïétiques (myéloïde, érythroïde et lymphoïde) dans les souris-chimères. De plus, le développement, la survie des thymocytes ainsi que la prolifération des cellules T périphériques induite par un antigène, sont indépendants de β-caténine. Ces résultats suggèrent soit que la protéine β-caténine ne joue pas un rôle primordial dans le système hématopoiétique, soit que son absence pourrait être compensée par une autre protéine. Un candidat privilégié susceptible de se substituer à β-caténine, serait plakoglobine, aussi connu sous le nom de γ-caténine. En effet, ces deux protéines partagent de multiples caractéristiques structurelles. Afin de démontrer que la protéine γ-caténine peut compenser l'absence de β-caténine, nous avons généré des souris dans lesquelles, le système hématopoïétique est déficient pour ces deux protéines. Cette déficience combinée de β- caténine et γ-caténine ne perturbe pas la capacité des Cellules Souche Hématopoïétique-Long Terme (CSH-LT) de se renouveler, par contre elle agit sur un progéniteur précoce déjà différencié de la moelle osseuse. Ces résultats mettent en évidence que la protéine γ-caténine est capable de compenser l'absence de protéine β-caténine dans le système hématopoïétique. Par conséquent, ce travail contribue à une meilleure connaissance de la cascade Wnt dans l'hématopoïèse. Summary The canonical Wnt signal transduction pathway is a developmentally highly conserved. Wnts are secreted molecules which bind to the family of Frizzled receptors in a complex with the low density lipoprotein receptor related protein (LRP-5/6). This initial activation step leads to the stabilization and accumulation of β-catenin, first in the cytoplasm and subsequently in the nucleus where it forms heterodimers with TCF/LEF transcription factor family members. Wnt signalling has been shown to be important during early lymphopoiesis and has more recently, been suggested to be a key player in self-renewal of haematopoietic stem cells (HSCs). Although mostly gain of function studies indicate that components of the Wnt signalling pathway can influence the haematopoietic system, the role of β-catenin has never been directly investigated. The aim of this thesis project is to investigate the putatively critical role of β-catenin in vivo using the Cre-loxP mediated conditional loss of function approach. Surprisingly, β-catenin deficient bone marrow (BM) progenitors arc not impaired in their ability to self-renew and/or to reconstitute all haematopoietic lineages (myeloid, erythroid and lymphoid) in both mixed and straight bone marrow chimeras. In addition, both thymocyte development and survival, and antigen-induced proliferation of peripheral T cells are β- catenin independent. Our results do not necessarily exclude the possibility of an important function for β-catenin mediated Wnt signalling in the haematopoietic system, it rather raises the question that β-catenin is compensated for by another protein. A prime candidate that may take over the function of β-catenin in its absence, is the close relative plakoglobin, also know as γ-catenin. This protein shares multiple structural features with β-catenin. In order to investigate whether γ-catenin can compensate for the loss of β-catenin we have generated mice in which the haematopoietic compartment is deficient for both proteins. Combined deficiency of β-catenin and γ-catenin does not perturb Long Term-Haematopoietic Stem Cells (LT-HSC) self renewal, but affects an already lineage committed progenitor population within the BM. Our results demonstrate that y-catenin can indeed compensate for the loss of β-catenin within the haematopoietie system.

Caspase-3 and RasGAP: a stress-sensing survival/demise switch.

The final decision on cell fate, survival versus cell death, relies on complex and tightly regulated checkpoint mechanisms. The caspase-3 protease is a predominant player in the execution of apoptosis. However, recent progress has shown that this protease paradoxically can also protect cells from death. Here, we discuss the underappreciated, protective, and prosurvival role of caspase-3 and detail the evidence showing that caspase-3, through differential processing of p120 Ras GTPase-activating protein (RasGAP), can modulate a given set of proteins to generate, depending on the intensity of the input signals, opposite outcomes (survival vs death).

Natural killer cell genes and functions after kidney transplantation

Natural Killer (NK) cells are of special interest in solid organ transplantation (SOT) because classical immunosuppressive drugs could enhance NK cells activity.We studied NK cells after kidney transplantation in three different situations. First, we analysed the peripheral repertoire reconstitution and function of NK cells after a polyclonal rabbit anti-thymocytes globulin (rATG) induction therapy, in 20 patients transplanted with living donor and with a low immunological risk. Second, we analysed the influence of KIR genes on the risk of CMV primo-infection or reactivation in 224 transplanted patients during the first year. Finally, we studied the risk of rejection and graft function during the first 5 years according to the KIR genes. Our study demonstrates that after an intial drop, NK cell reconstitution is fast with a ratio of CD56+/CD3− cells versus CD3+ cells that remains identical. The fraction of NK cells expressing the inhibitory receptor NKG2A significantly increases and the activating receptor NKG2D decreases after transplantation to retrieve the pretransplantation value after one year. The secretion of INF-f × and the cytotoxicity is maintained over time after transplantation. Then, we demonstrated that the presence of 2 KIR missing ligands and a large number of activating KIR gene protected against CMV primo-infection or reactivation during the first year post transplantation. Finally, the KIR genes and their HLA ligands do not influence the long term graft function after univariate and multivariate analysis. Our data suggest that despite the modification of the receptor repertoire, NK cell activity is preserved. NK cells are an important player of the immune response in the first year after transplantation mainly thanks to their anti-infectious activity.

Pharmacological inhibition of nicotinamide phosphoribosyltransferase/visfatin enzymatic activity identifies a new inflammatory pathway linked to NAD.

Nicotinamide phosphoribosyltransferase (NAMPT), also known as visfatin, is the rate-limiting enzyme in the salvage pathway of NAD biosynthesis from nicotinamide. Since its expression is upregulated during inflammation, NAMPT represents a novel clinical biomarker in acute lung injury, rheumatoid arthritis, and Crohn's disease. However, its role in disease progression remains unknown. We report here that NAMPT is a key player in inflammatory arthritis. Increased expression of NAMPT was confirmed in mice with collagen-induced arthritis, both in serum and in the arthritic paw. Importantly, a specific competitive inhibitor of NAMPT effectively reduced arthritis severity with comparable activity to etanercept, and decreased pro-inflammatory cytokine secretion in affected joints. Moreover, NAMPT inhibition reduced intracellular NAD concentration in inflammatory cells and circulating TNFalpha levels during endotoxemia in mice. In vitro pharmacological inhibition of NAMPT reduced the intracellular concentration of NAD and pro-inflammatory cytokine secretion by inflammatory cells. Thus, NAMPT links NAD metabolism to inflammatory cytokine secretion by leukocytes, and its inhibition might therefore have therapeutic efficacy in immune-mediated inflammatory disorders.

Identification of GPx8 as a novel cellular substrate of the hepatitis C virus NS3-4A protease

Background: The hepatitis C virus (HCV) NS3-4A protease is not only an essential component of the viral replication complex and a prime target for a ntiviral intervention but also a key player i n the persistence and pathogenesis of HCV. It cleaves and thereby inactivates two crucial adaptor proteins in viral RNA sensing and innate immunity (MAVS and TRIF) as well as a phosphatase involved in growth factor signaling (TCPTP). T he aim of this study was to identify novel cellular substrates o f the N S3-4A protease and to investigate their role in the replication and pathogenesis of HCV. Methods: Cell lines inducibly expressing t he NS3-4A protease were analyzed in basal as well as interferon-α-stimulated states by stable isotopic l abeling using amino acids in cell culture (SILAC) coupled with protein separation and mass spectrometry. Candidates fulfilling stringent criteria for potential substrates or products of the NS3-4A protease were further i nvestigated in different experimental systems as well a s in liver biopsies from patients with chronic hepatitis C. Results: SILAC coupled with protein separation and mass spectrometry yielded > 5000 proteins of which 18 candidates were selected for further analyses. These allowed us to identify GPx8, a membrane-associated peroxidase involved in disulfide bond formation in the endoplasmic reticulum, as a n ovel cellular substrate of the H CV NS3-4A protease. Cleavage occurs at cysteine in position 11, removing the cytosolic tip of GPx8, and was observed in different experimental systems as well as in liver biopsies from patients with chronic hepatitis C. Further functional studies, involving overexpression and RNA silencing, revealed that GPx8 is a p roviral factor involved in viral particle production but not in HCV entry or HCV RNA replication. Conclusions: GPx8 is a proviral host factor cleaved by the HCV NS3-4A protease. Studies investigating the consequences of GPx8 cleavage for protein function are underway. The identification of novel cellular substrates o f the HCV N S3-4A protease should yield new insights i nto the HCV life cycle and the pathogenesis of hepatitis C and may reveal novel targets for antiviral intervention.

Nuclear receptor PPARS function in stem cell differentiation and bone physiology

In adult, bone remodeling is a permanent process, reaching an annual turnover of about 10% of the skeleton. Bone remodeling requires the sequential and coordinated actions of the hematopoietic origin osteoclasts, to remove bone and the mesenchymal origin osteoblasts to replace it. An increased level of bone resorption is the primary cause of age-related bone loss often resulting in osteopenia, and is the major cause of osteoporosis.¦Peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs), which are expressed in three isotypes, PPARa, PPARp and PPARy, are ligand-activated transcription factors that control many cellular and metabolic processes, more particularly linked to lipid metabolism. In bone, previous works has shown that PPARy inhibits osteogenesis by favoring adipogenesis from common mesenchymal progenitors. In addition, the pro-osteoclastogenesis activity of PPARy results in an increased bone resorption. Accordingly, treatment with PPARy agonist such as the anti-diabetic drug TZD causes bone loss and accumulation of marrow adiposity in mice as well as in postmenopausal women. The aim of the present thesis work was to elucidate the PPARs functions in bone physiology.¦The initial characterization of the PPARP" bone phenotype mainly revealed a decreased BMD. In vitro studies exploring the potency of mesenchymal stem cells to differentiate in osteoblast showed no differences depending on the genotype. However, we could demonstrate an effect of PPARp in partially inhibiting osteoclastogenesis. These results are further sustained by a study made in collaboration with the group of Dr Kronke, which showed an impressive protection against ovariectomy-generated bone loss when the females are treated with a PPARp agonist.¦Observations in PPARy null mice are more complex. The lab has recently been able to generate mice carrying a total deletion of PPARy. Intriguingly, the exploration of the bone phenotype of these mice revealed paradoxical findings. Whereas short bones such as vertebrae exhibit an elevated BMD as expected, long bones (tibia and femur) are clearly osteoporotic. According to their activity when set in culture, osteoblast differentiation normally occurs. Indeed the phenotype can be mainly attributed to a high density of osteoclasts in the cortical bone of PPARy null mice, associated to large bone resorption areas.¦Our explorations suggest a mechanism that involves regulatory processes linking osteoclastogenesis to adipogenesis, the latter being totally absent in PPARy null mice. Indeed, the lack of adipose tissue creates a favorable niche for osteoclastogenesis since conditioned medium made from differentiated adipocyte 3T3L1 inhibited osteoclastogenesis from both PPARy-/- and WT cells. Thus, adipokines deficiency in PPARy-/- mice contributes to de- repress osteoclastogenesis. Using specific blocking antibody, we further identified adiponectin as the major player among dozens of adipokines. Using flow cytometry assay, we explored the levels at which the osteoclastic commitment was perturbed in the bone marrow of PPARy-/- mice. Intriguingly, we observe a general decrease for hematopoietic stem cell and lineage progenitors but increased proportion of osteoclast progenitor in PPARy-/- bone marrow. The general decrease of HSC in the bone marrow is however largely compensated by an important extra-medullary hematopoeisis, taking place in the liver and in the spleen.¦These specific characteristics emphasize the key role of PPARy on a cross road of osteogenesis, adipogenesis and hematopoiesis/osteoclastogenesis. They underline the complexity of the bone marrow niche, and demonstrate the inter-dependance of different cell types in defining bone homeostasis, that may be overseen when experimental design single out pure cell populations.¦Chez l'adulte, même après la fin de la croissance, le renouvellement des os se poursuit et porte sur environ 10% de l'ensemble du squelette adulte, par année. Ce renouvellement implique à la fois des mécanismes séquentiels et coordonnés des ostéoclastes d'origine hématopoïetique, qui dégradent l'os, et des ostéoblastes d'origine mésenchymale, qui permettent la régénération de l'os. La perte en densité osseuse due à l'âge entraîne un fort niveau de résorption, conduisant souvent à une ostéopénie, elle-même cause de l'ostéoporose.¦Les trois isotypes PPAR (Peroxisome proliferator-activated receptor, PPARa, PPARp, et PPARy) sont des récepteurs nucléaires qui contrôlent de nombreux mécanismes cellulaires et métaboliques, plus particulièrement liés au métabolisme lipidique. Au niveau osseux, des travaux précédents ont montré que PPARy inhibe l'ostéoblastogenèse en favorisant la formation d'adipocytes à partir de la cellule progénitrice commune. De plus, l'activité pro- ostéoclastogénique de PPARy induit une résorption osseuse accrue. Condormément à ces observations, les patients diabétiques traités par les thiazolidinediones qui agissent sur PPARy, ont un risque accrue d'ostéoporose liée à une perte osseuse accrue et un accroissement de l'adiposité au niveau de la moelle osseuse. Dans ce contexte, l'objectif de mon travail de thèse a été d'élucider le rôle des PPAR dans la physiologie osseuse, en s'appuyant sur le phénotype des souris porteuses de mutation pour PPAR.¦La caractérisation initiale des os des souris porteuses d'une délétion de ΡΡΑΕφ a principalement révélé une diminution de la densité minérale osseuse (DMO). Alors que l'ostéogenèse n'est pas significativement altérée chez ces souris, l'ostéoclastogenèse est elle augmentée, suggérant un rôle modérateur de ce processus par ΡΡΑΕΙβ. Ces résultats sont par ailleurs soutenus par une étude menée par le groupe du Dr Krônke en collaboration avec notre groupe, et qui monte une protection très importante des souris traitées par un activateur de PPARP contre l'ostéoporose provoquée par l'ovariectomie.¦Les observations concernant PPARy donnent des résultats plus complexes. Le laboratoire a en effet été capable récemment de générer des souris portant une délétion totale de PPARy. Alors que les os courts chez ces souris présentent une augmentation de la DMO, comme attendu, les os longs sont clairement ostéoporotiques. Ce phénotype corrèle avec une densité élevée d'ostéoclastes dans l'os cortical de ces os longs. Deux processus semblent contribuer à ce phénotype. En premier lieu, nous démontrons qu'un milieu conditionné provenant de cultures de cellules 3T3-L1 différenciées en adipocytes contiennent une forte activité inhibitrice d'osteoclastogenesis. L'utilisation d'anticorps neutralisant permet d'identifier l'adiponectine comme l'un des facteurs principaux de cette inhibition. Les souris PPARy étant totalement dépourvues d'adipocytes et donc de tissu adipeux, la sécrétion locale d'adiponectine dans la moelle osseuse est donc également absente, entraînant une désinhibition de l'ostéoclastogenèse. En second lieu, des analyses par FACS révèle une proportion accrue des cellules progénitrices d'ostéoclastes dans la moelle osseuse. Cela s'accompagne par une diminution globale des cellules souches hématopoïétiques, qui est cependant largement compensée par une importante hématopoëise extra-médullaire, dans le foie comme dans la rate.¦L'ensemble de notre travail montre toute l'importance de PPARy au carrefour de l'ostéogenèse, adipogenèse, et hématopoëise/osteoclastogenèse. Il souligne la complexité de la niche que représente la moelle osseuse et démontre l'inter-dépendance des différents types cellulaires définissant l'homéostasie osseuse, complexité qui peut facilement être masqué lorsque le travail expérimental se concentre sur le comportement d'un type cellulaire donné.

Une européanisation des politiques de conciliation de la vie familiale et professionnelle? : les cas de l'Italie et de la France

Les différents pays membres de l'UE connaissent des politiques dites de « conciliation de la vie professionnelle et familiale » qui correspondent à un ensemble de dispositifs hétéroclites, plus ou moins complexes, mais rarement cohérents. Alliant des objectifs tels que la hausse de la natalité, la protection des mères et des enfants, l'égalité entre femmes et hommes, la lutte contre la pauvreté des enfants et des familles monoparentales et l'activation des femmes, ces politiques sont fortement ancrées dans des traditions nationales de politiques familiales, d'emploi et fiscales. Ces politiques portent en elles l'héritage et les tensions de l'histoire d'un pays. Au moment où un nouvel acteur international, l'Union européenne, intervient de manière de plus en plus explicite dans le débat et dans la définition de ces politiques, la présente étude tend à analyser l'influence exercées par les référentiels européens en matière de politiques de conciliation sur les discours et politiques nationales de l'Italie et de la France. A partir d'une analyse cognitive du processus d'européanisation, nous montrons que les référentiels développés au sein de l'UE, par leur caractère abstrait et flou, n'ont eu jusqu'ici qu'une faible influence sur les discours et politiques en Italie et en France. Croisant une perspective néo-institutionnaliste historique et discursive, notre recherche a été construite autour de deux axes de réflexion. Premièrement, il a été question d'analyser, d'une part, l'évolution du discours tenu par les différentes instances européennes (notamment de la Commission européenne, le Conseil européen et le Fonds Social européen) et, d'autre part, questionner comment un consensus a pu émerger entre des pays et des acteurs qui ont des traditions extrêmement différentes en matière de politique sociale, de politique familiale et de convention de genre. Deuxièmement, il a été question d'analyser si et comment un cadre de référence conçu au niveau communautaire a pu influencer les discours et politiques au niveau national. - The reconciliation of work and family life policies forms, in the EU's member States, a plurality of politics, more or less complex, but rarely coherent. Combining different objectives such as fertility increase, mothers and children protection, equality between men and women, fight against children and lone-parent families poverty and women activation, these policies are part of the national traditions of family, employment and tax policy and bear the heritage and the tensions of the country history. At a moment when a new global player, the European Union, interferes increasingly explicitly in the debate and the definition of reconciling work and family life policies, the question at the heart of this thesis was to define what kind of influence the référentiels of European discourses have on reconciliation policies since the late 1990s, in the Italian and French discourses and policies. Starting from a cognitive analysis of the Europeanization process, we show that the référentiels developed within the EU, by their abstract and vague nature, have had little influence in Italy and France. Crossing an historical and a discursive neo-institutionalist perspective, our research was based on two axes of reasoning. First, we have analysed, on the one hand, the evolution of various European institutions' discoursed (including the European Commission, the European Council and the European Social Fund) and, on the other hand, we have questioned how a consensus has emerged between countries and actors who have very different traditions in social policy, family policy and gender conventions. Secondly, we have observed if and how a framework developed at Community level, as a kind of ideal to strive for, has influenced discourses and policies at the national level.

WNT Signaling in Drosophila Neuromuscular Junctions

The Wnt -Wingless (Wg) in Drosophila- signaling is an evolutionary conserved, fundamental signal transduction pathway in animals, having a crucial role in early developmental processes. In the adult animal the Wnt cascade is mainly shut off; aberrant activation leads to cancer. One physiological exception in the adult animal is the activation of Wnt signaling in the nervous system. In the present work, we investigated Wg signaling in the Drosophila neuromuscular junctions (NMJs). The fly NMJs closely resemble the glutamatergic synapses in the mammalian central nervous system and serves as a model system to investigate the mechanism of synapse formation and stability. We demonstrate that the trimeric G-protein Go has a fundamental role in the presynaptic cell in the NMJ. It is implicated in the presynaptic Wg pathway, acting downstream of the ligand Wg and its receptor Frizzled2 (Fz2). Furthermore, we prove that the presynaptic Wg-Fz2-Gαo pathway is essential for correct NMJ formation. The neuronal protein Ankyrin2 (Ank2) localizes to the NMJ and has so far been considered to be a static player in NMJ formation, linking the plasma membrane to the cytoskeleton. We identify Ank2 as a direct target of Gαo. The physical and genetic interaction of Gαo with Ank2 represents a novel branch of the presynaptic Wg pathway, regulating the microtubule cytoskeleton in NMJ formation, jointly with the previously established Futsch-dependent branch, which controls microtubule stability downstream of the kinase Sgg (the homolog of GSK3ß). We moreover demonstrate that the Gαo-Ankyrin interaction to regulate the cytoskeleton is conserved in mammalian neuronal cells. Our findings therefore provide a novel, universally valid regulation of the cytoskeleton in the nervous system. Aberrant inactivation of the neuronal Wnt pathway is believed to be involved in the pathogenesis of the Aß peptide in Alzheimer's disease (AD). We modeled AD in Drosophila by expressing Aß42 in the nervous system and in the eye. Neuronal expression drastically shortens the life span of the flies. We prove that this effect depends on the expression specifically in glutamatergic neurons. However, Aß42 does not induce any morphological changes in the NMJ; therefore this synapse is not suitable to study the mechanism of Aß42 induced neurotoxicity. We furthermore demonstrate that genetic activation of the Wnt pathway does not rescue the Aß42 induced phenotypes - in opposition to the dominating view in the field. These results advice caution when interpreting data on the potential interaction of Wnt signaling and AD in other models. -- La voie de signalisation Wnt (Wingless (Wg) chez la drosophile) est conservée dans l'évolution et fondamentale pour le développement des animaux. Cette signalisation est normalement inactive chez l'animal adulte; une activation anormale peut provoquer le cancer. Or, ceci n'est pas le cas dans le système nerveux des adultes. La présente thèse avait pour but d'analyser le rôle de la voie de signalisation Wingless dans la plaque motrice de Drosophila melanogaster. En effet, cette plaque ressemble fortement aux synapses glutaminergiques du système nerveux central des mammifères et procure ainsi un bon modèle pour l'étude des mécanismes impliqués dans la formation et la stabilisation des synapses. Nos résultats montrent que la protéine trimérique Go joue un rôle fondamental dans la fonction de la cellule présynaptique de la plaque motrice. Go est en effet impliqué dans la voie de signalisation Wg, opérant en aval du ligand Wg et de son récepteur Frizzled2. Nous avons pu démontrer que cette voie de signalisation Wg-Fz2-Gαo est essentielle pour le bon développement et le fonctionnement de la plaque motrice. Fait intéressant, nous avons montré que la protéine neuronale Ankyrin2 (Ank2), qui est connue pour jouer un rôle statique en liant la membrane plasmique au cytosquelette dans la plaque motrice, est une cible directe de Gαo. L'interaction physique et génétique entre Gαo et Ank2 constitue ainsi une bifurcation de la voie de signalisation présynaptique Wg. Cette voie régule le cytosquelette des microtubules en coopération avec la branche liée à la protéine Futsch. Cette protéine est l'homologue de la protéine liant les microtubules MAP1B des mammifères et contrôle la stabilité des microtubules opérant en aval de la kinase Sgg (l'homologue de GSK3ß). De plus, la régulation du cytosquelette par l'interaction entre Gαo et Ankyrin est conservée chez les mammifères. Dans leur ensemble, nos résultats ont permis d'identifier un nouveau mode de régulation du cytosquelette dans le système nerveux, probablement valable de manière universelle. La voie de signalisation Wnt est soupçonnée d'être impliquée dans la toxicité provoquée par le peptide Aß dans le cadre de la maladie d'Alzheimer. Nous avons tenté de modéliser la maladie chez la drosophile en exprimant Aß42 spécifiquement dans le cerveau. Cette expérience a montré que l'expression neuronale d'Aß42 réduit la durée de vie des mouches de manière significative par un mécanisme impliquant les cellules glutamatergiques. Par contre, aucune modification morphologique n'est provoquée par Aß42 dans les plaques motrices glutamatergiques. Ces résultats montrent que ce modèle de Drosophile n'est pas adéquat pour l'étude de la maladie d'Alzheimer. De plus, l'activation génétique de la voie de signalisation Wg n'a pas réussi à restaurer les phénotypes de survie ou ceux des yeux causés par Aß42. Ces résultats indiquent que l'implication de la voie de signalisation Wg dans la maladie d'Alzheimer doit être considérée avec prudence.

Role of the epithelial sodium channel (ENaC) in the epidermal barrier function of the skin

Abstract In humans, the skin is the largest organ of the body, covering up to 2m2 and weighing up to 4kg in an average adult. Its function is to preserve the body from external insults and also to retain water inside. This barrier function termed epidermal permeability barrier (EPB) is localized in the functional part of the skin: the epidermis. For this, evolution has built a complex structure of cells and lipids sealing the surface, the stratum corneum. The formation of this structure is finely tuned since it is not only formed once at birth, but renewed all life long. This active process gives a high plasticity and reactivity to skin, but also leads to various pathologies. ENaC is a sodium channel extensively studied in organs like kidney and lung due to its importance in regulating sodium homeostasis and fluid volume. It is composed of three subunits α, ß and r which are forming sodium selective channel through the cell membrane. Its presence in the skin has been demonstrated, but little is known about its physiological role. Previous work has shown that αENaC knockout mice displayed an abnormal epidermis, suggesting a role in differentiation processes that might be implicated in the EPB. The principal aim of this thesis has been to study the consequences for EPB function in mice deficient for αENaC by molecular and physiological means and to investigate the underlying molecular mechanisms. Here, the barrier function of αENaC knockout pups is impaired. Apparently not immediately after birth (permeability test) but 24h later, when evident water loss differences appeared compared to wildtypes. Neither the structural proteins of the epithelium nor the tights junctions showed any obvious alterations. In contrary, stratum corneum lipid disorders are most likely responsible for the barrier defect, accompanied by an impairment of skin surface acidification. To analyze in details this EPB defect, several hypotheses have been proposed: reduced sensibility to calcium which is the key activator far epidermal formation, or modification of ENaC-mediated ion fluxes/currents inside the epidermis. The cellular localization of ENaC and the action in the skin of CAPl, a positive regulator of ENaC, have been also studied in details. In summary, this study clearly demonstrates that ENaC is a key player in the EPB maintenance, because αENaC knockout pups are not able to adapt to the new environment (ex utero) as efficiently as the wildtypes, most likely due to impaired of sodium handling inside the epidermis. Résumé Chez l'homme, la peau est le plus grand organe, couvrant presque 2m2 et pesant près de 4kg chez l'adulte. Sa fonction principale est de protéger l'organisme des agressions extérieures mais également de conserver l'eau à l'intérieur du corps. Cette fonction nommée barrière épithéliale est localisée dans la partie fonctionnelle de la peau : l'épiderme. A cette fin, l'évolution s'est dotée d'une structure complexe composée de cellules et de lipides recouvrant la surface, la couche cornée. Sa formation est finement régulée, car elle n'est pas seulement produite à la naissance mais constamment renouvelée tout au long de la vie, ce qui lui confère une grande plasticité mais ce qui est également la cause de nombreuses pathologies. ENaC est un canal sodique très étudié dans le rein et le poumon pour son importance dans la régulation de l'homéostasie sodique et la régulation du volume du milieu intérieur. Il est composé de 3 sous unités, α, ß et y qui forment un pore sélectif pour le sodium dans les membranes. Ce canal est présent dans la peau mais sa fonction n'y est pas connue. Des travaux précédents ont pu montrer que les souris dont le gène codant pour αENaC a été invalidé présentent un épiderme pathologique, suggérant un rôle dans la différentiation et pourrait même être impliqué dans la barrière épithéliale. Le but de cette thèse fut l'étude de la barrière dans ces souris knockouts avec des méthodes moléculaires et physiologiques et la caractérisation des mécanismes moléculaire impliqués. Dans ce travail, il a été montré que les souris mutantes présentaient un défaut de la barrière. Ce défaut n'est pas visible immédiatement à la naissance (test de perméabilité), mais 24h plus tard, lorsque les tests de perte d'eau transépithéliale montrent une différence évidente avec les animaux contrôles. Ni les protéines de structures ni les jonctions serrées de l'épiderme ne présentaient d'imperfections majeures. A l'inverse, les lipides de la couche cornée présentaient un problème de maturation (expliquant le phénotype de la barrière), certainement consécutif au défaut d'acidification à la surface de la peau que nous avons observé. D'autres mécanismes ont été explorées afin d'investiguer cette anomalie de la barrière, comme la réduction de sensibilité au calcium qui est le principal activateur de la formation de l'épiderme, ou la modification des flux d'ions entre les couches de l'épiderme. La localisation cellulaire d'ENaC, et l'action de son activateur CAPl ont également été étudiés en détails. En résumé, cette étude démontre clairement qu'ENaC est un acteur important dans la formation de la barrière épithéliale, car la peau des knockouts ne s'adapte pas aussi bien que celle des sauvages au nouvel environnement ex utero à cause de la fonction d'ENaC dans les mouvements de sodium au sein même de l'épiderme. Résumé tout public Chez l'homme, la peau est le plus grand organe, couvrant presque 2m2 et pesant près de 4kg chez l'adulte. Sa fonction principale est de protéger l'organisme des agressions extérieures mais également de conserver l'eau à l'intérieur du corps. Cette fonction nommée barrière épithéliale est localisée dans la partie fonctionnelle de la peau : l'épiderme. A cette fin, l'évolution s'est dotée d'une structure complexe composée de cellules et de lipides recouvrant la surface, la couche cornée. Sa formation est finement régulée, car elle n'est pas seulement produite à la naissance mais constamment renouvelée tout au long de la vie, ce qui lui confère une grande plasticité mais ce qui est également la cause de nombreuses maladies. ENaC est une protéine formant un canal qui permet le passage sélectif de l'ion sodium à travers la paroi des cellules. Il est très étudié dans le rein pour son importance dans la récupération du sel lors de la concentration de l'urine. Ce canal est présent dans la peau mais sa fonction n'y est pas connue. Des travaux précédents ont pu montrer que les souris où le gène codant pour αENaC a été invalidé présentent un épiderme pathologique, suggérant un rôle dans la peau et plus particulièrement la fonction de barrière de l'épiderme. Le but de cette thèse fut l'étude de la fonction de barrière dans ces souris mutantes, au niveau tissulaire et cellulaire. Dans ce travail, il a été montré que les souris mutantes présentaient une peau plus perméable que celle des animaux contrôles, grâce à une machine mesurant la perte d'eau à travers la peau. Ce défaut n'est visible que 24h après la naissance, mais nous avons pu montrer que les animaux mutants perdaient quasiment 2 fois plus d'eau que les contrôles. Au niveau moléculaire, nous avons pu montrer que ce défaut provenait d'un problème de maturation des lipides qui composent la barrière de la peau. Cette maturation est incomplète vraisemblablement à cause d'un défaut de mouvement des ions dans les couches les plus superficielles de l'épiderme, et cela à cause de l'absence du canal ENaC. En résumé, cette étude démontre clairement qu'ENaC est un acteur important dans la formation de la barrière épithéliale, car la peau des mutants ne s'adapte pas aussi bien que celle des sauvages au nouvel environnement ex utero à cause de la fonction d'ENaC dans les mouvements de sodium au sein même de l'épiderme.

Cellular and molecular evidence for a role of tumor necrosis factor alpha in the ovulatory mechanism of trout

Background: The relevance of immune-endocrine interactions to the regulation of ovarian function in teleosts is virtually unexplored. As part of the innate immune response during infection, a number of cytokines such as tumor necrosis factor alpha (TNF alpha) and other immune factors, are produced and act on the reproductive system. However, TNF alpha is also an important physiological player in the ovulatory process in mammals. In the present study, we have examined for the first time the effects of TNF alpha in vitro in preovulatory ovarian follicles of a teleost fish, the brown trout (Salmo trutta). Methods: To determine the in vivo regulation of TNF alpha expression in the ovary, preovulatory brook trout (Salvelinus fontinalis) were injected intraperitoneally with either saline or bacterial lipopolysaccharide (LPS). In control and recombinant trout TNF alpha (rtTNF alpha)-treated brown trout granulosa cells, we examined the percentage of apoptosis by flow cytometry analysis and cell viability by propidium iodide (PI) staining. Furthermore, we determined the in vitro effects of rtTNF alpha on follicle contraction and testosterone production in preovulatory brown trout ovarian follicles. In addition, we analyzed the gene expression profiles of control and rtTNF alpha-treated ovarian tissue by microarray and real-time PCR (qPCR) analyses. Results: LPS administration in vivo causes a significant induction of the ovarian expression of TNF alpha. Treatment with rtTNF alpha induces granulosa cell apoptosis, decreases granulosa cell viability and stimulates the expression of genes known to be involved in the normal ovulatory process in trout. In addition, rtTNF alpha causes a significant increase in follicle contraction and testosterone production. Also, using a salmonid-specific microarray platform (SFA2.0 immunochip) we observed that rtTNF alpha induces the expression of genes known to be involved in inflammation, proteolysis and tissue remodeling. Furthermore, the expression of kallikrein, TOP-2, serine protease 23 and ADAM 22, genes that have been postulated to be involved in proteolytic and tissue remodeling processes during ovulation in trout, increases in follicles incubated in the presence of rtTNF alpha. Conclusions In view of these results, we propose that TNF alpha could have an important role in the biomechanics of follicle weakening, ovarian rupture and oocyte expulsion during ovulation in trout, primarily through its stimulation of follicular cell apoptosis and the expression of genes involved in follicle wall proteolysis and contraction.

On the coincidence of the Mas-Colell bargaining set and the core

In this paper we prove that the Mas-Colell bargaining set coincides with the core for three-player balanced and superadditive cooperative games. This is no longer true without the superadditivity condition or for games with more than three-players. Furthermore, under the same assumptions, the coincidence between the Mas-Collel and the individual rational bargaining set (Vohra (1991)) is revealed. Keywords: Cooperative game, Mas-Colell bargaining set, balancedness, individual rational bargaining set. JEL classi fication: C71, D63, D71.

Sodium/hydrogen exchanger NHA2 is critical for insulin secretion in β-cells.

NHA2 is a sodium/hydrogen exchanger with unknown physiological function. Here we show that NHA2 is present in rodent and human β-cells, as well as β-cell lines. In vivo, two different strains of NHA2-deficient mice displayed a pathological glucose tolerance with impaired insulin secretion but normal peripheral insulin sensitivity. In vitro, islets of NHA2-deficient and heterozygous mice, NHA2-depleted Min6 cells, or islets treated with an NHA2 inhibitor exhibited reduced sulfonylurea- and secretagogue-induced insulin secretion. The secretory deficit could be rescued by overexpression of a wild-type, but not a functionally dead, NHA2 transporter. NHA2 deficiency did not affect insulin synthesis or maturation and had no impact on basal or glucose-induced intracellular Ca(2+) homeostasis in islets. Subcellular fractionation and imaging studies demonstrated that NHA2 resides in transferrin-positive endosomes and synaptic-like microvesicles but not in insulin-containing large dense core vesicles in β-cells. Loss of NHA2 inhibited clathrin-dependent, but not clathrin-independent, endocytosis in Min6 and primary β-cells, suggesting defective endo-exocytosis coupling as the underlying mechanism for the secretory deficit. Collectively, our in vitro and in vivo studies reveal the sodium/proton exchanger NHA2 as a critical player for insulin secretion in the β-cell. In addition, our study sheds light on the biological function of a member of this recently cloned family of transporters.

Reduction of choroidal neovascularization in mice by adeno-associated virus-delivered anti-vascular endothelial growth factor short hairpin RNA.

BACKGROUND: Strategies leading to the long-term suppression of inappropriate ocular angiogenesis are required to avoid the need for repetitive monthly injections for treatment of diseases of the eye, such as age-related macular degeneration (AMD). The present study aimed to develop a strategy for the sustained repression of vascular endothelial growth factor (VEGF), which is identified as the key player in exudative AMD. METHODS: We have employed short hairpin (sh)RNAs combined with adeno-associated virus (AAV) delivery to obtain the targeted expression of potent gene-regulatory molecules. Anti-VEGF shRNAs were analyzed in human retinal pigment epithelial (RPE) cells using Renilla luciferase screening. For in vivo delivery of the most potent shRNA, self-complementary AAV vectors were packaged in serotype 8 capsids (scAAV2/8-hU6-sh9). In vivo efficacy was evaluated either by injection of scAAV2/8-hU6-sh9 into murine hind limb muscles or in a laser-induced murine model of choroidal neovascularization (CNV) following scAAV2/8-hU6-sh9 subretinal delivery. RESULTS: Plasmids encoding anti-VEGF shRNAs showed efficient knockdown of human VEGF in RPEs. Intramuscular administration led to localized expression and 91% knockdown of endogenous murine (m)VEGF. Subsequently, the ability of AAV2/8-encoded shRNAs to impair vessel formation was evaluated in the murine model of CNV. In this model, the sizes of the CNV were significantly reduced (up to 48%) following scAAV2/8-hU6-sh9 subretinal delivery. CONCLUSIONS: Using anti-VEGF vectors, we have demonstrated efficient silencing of endogenous mVEGF and showed that subretinal administration of scAAV2/8-hU6-sh9 has the ability to impair vessel formation in an AMD animal model. Thus, AAV-encoded shRNA can be used for the inhibition of neovascularization, leading to the development of sustained anti-VEGF therapy. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.