Proliferation capacity and cytotoxic activity are mediated by functionally and phenotypically distinct virus-specific CD8 T cells defined by interleukin-7R{alpha} (CD127) and perforin expression.

Cytotoxicity and proliferation capacity are key functions of antiviral CD8 T cells. In the present study, we investigated a series of markers to define these functions in virus-specific CD8 T cells. We provide evidence that there is a lack of coexpression of perforin and CD127 in human CD8 T cells. CD127 expression on virus-specific CD8 T cells correlated positively with proliferation capacity and negatively with perforin expression and cytotoxicity. Influenza virus-, cytomegalovirus-, and Epstein-Barr virus/human immunodeficiency virus type 1-specific CD8 T cells were predominantly composed of CD127(+) perforin(-)/CD127(-) perforin(+), and CD127(-)/perforin(-) CD8 T cells, respectively. CD127(-)/perforin(-) and CD127(-)/perforin(+) cells expressed significantly more PD-1 and CD57, respectively. Consistently, intracellular cytokine (gamma interferon, tumor necrosis factor alpha, and interleukin-2 [IL-2]) responses combined to perforin detection confirmed that virus-specific CD8 T cells were mostly composed of either perforin(+)/IL-2(-) or perforin(-)/IL-2(+) cells. In addition, perforin expression and IL-2 secretion were negatively correlated in virus-specific CD8 T cells (P < 0.01). As previously shown for perforin, changes in antigen exposure modulated also CD127 expression. Based on the above results, proliferating (CD127(+)/IL-2-secreting) and cytotoxic (perforin(+)) CD8 T cells were contained within phenotypically distinct T-cell populations at different stages of activation or differentiation and showed different levels of exhaustion and senescence. Furthermore, the composition of proliferating and cytotoxic CD8 T cells for a given antiviral CD8 T-cell population appeared to be influenced by antigen exposure. These results advance our understanding of the relationship between cytotoxicity, proliferation capacity, the levels of senescence and exhaustion, and antigen exposure of antiviral memory CD8 T cells.

Human invariant V alpha 24-J alpha Q TCR supports the development of CD1d-dependent NK1.1+ and NK1.1- T cells in transgenic mice.

A sizable fraction of T cells expressing the NK cell marker NK1.1 (NKT cells) bear a very conserved TCR, characterized by homologous invariant (inv.) TCR V alpha 24-J alpha Q and V alpha 14-J alpha 18 rearrangements in humans and mice, respectively, and are thus defined as inv. NKT cells. Because human inv. NKT cells recognize mouse CD1d in vitro, we wondered whether a human inv. V alpha 24 TCR could be selected in vivo by mouse ligands presented by CD1d, thereby supporting the development of inv. NKT cells in mice. Therefore, we generated transgenic (Tg) mice expressing the human inv. V alpha 24-J alpha Q TCR chain in all T cells. The expression of the human inv. V alpha 24 TCR in TCR C alpha(-/-) mice indeed rescues the development of inv. NKT cells, which home preferentially to the liver and respond to the CD1d-restricted ligand alpha-galactosylceramide (alpha-GalCer). However, unlike inv. NKT cells from non-Tg mice, the majority of NKT cells in V alpha 24 Tg mice display a double-negative phenotype, as well as a significant increase in TCR V beta 7 and a corresponding decrease in TCR V beta 8.2 use. Despite the forced expression of the human CD1d-restricted TCR in C alpha(-/-) mice, staining with mCD1d-alpha-GalCer tetramers reveals that the absolute numbers of peripheral CD1d-dependent T lymphocytes increase at most by 2-fold. This increase is accounted for mainly by an increased fraction of NK1.1(-) T cells that bind CD1d-alpha-GalCer tetramers. These findings indicate that human inv. V alpha 24 TCR supports the development of CD1d-dependent lymphocytes in mice, and argue for a tight homeostatic control on the total number of inv. NKT cells. Thus, human inv. V alpha 24 TCR-expressing mice are a valuable model to study different aspects of the inv. NKT cell subset.

Characterization of the fasting-induced adipose factor FIAF, a novel peroxisome proliferator-activated receptor target gene.

Fasting is associated with significant changes in nutrient metabolism, many of which are governed by transcription factors that regulate the expression of rate-limiting enzymes. One factor that plays an important role in the metabolic response to fasting is the peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPARalpha). To gain more insight into the role of PPARalpha during fasting, and into the regulation of metabolism during fasting in general, a search for unknown PPARalpha target genes was performed. Using subtractive hybridization (SABRE) comparing liver mRNA from wild-type and PPARalpha null mice, we isolated a novel PPARalpha target gene, encoding the secreted protein FIAF (for fasting induced adipose factor), that belongs to the family of fibrinogen/angiopoietin-like proteins. FIAF is predominantly expressed in adipose tissue and is strongly up-regulated by fasting in white adipose tissue and liver. Moreover, FIAF mRNA is decreased in white adipose tissue of PPARgamma +/- mice. FIAF protein can be detected in various tissues and in blood plasma, suggesting that FIAF has an endocrine function. Its plasma abundance is increased by fasting and decreased by chronic high fat feeding. The data suggest that FIAF represents a novel endocrine signal involved in the regulation of metabolism, especially under fasting conditions.

Role of estrogen receptor signaling in mammary gland development

Abstract : Breast cancer incidence rates have increased over the past hundred years, in particular, in Western industrial countries and they continue to rise worldwide. Breast cancer risk has been linked to life exposure to endogenous and exogenous estrogens, and there is increasing concern that exposure to endocrine disruptors which are increasingly accumulating in our environment may also have a role. Using the mouse as model, I have analyzed the physiological role of estrogen signaling in mammary gland development. I have shown that estrogen signaling through the estrogen receptor alpha (ERα) in the mammary epithelium is required for ductal morphogenesis during puberty. Moreover, I have demonstrated that estrogens induce proliferation of mammary epithelial cells through a paracrine mechanism. The presence of estrogen signaling is essential cell intrinsically via ERα or ERβ for the terminal differentiation into milk secreting cells during pregnancy. Furthermore, I have examined how perinatal exposure to the estrogenic plasticizer bisphenol A (BPA) found ubiquitously in consumer goods such as baby bottles formula and beverage containers affects the normal mammary gland development and possibly predispose the mammary gland to tumorigenesis. I have found that C57b16 mice that were exposed, via their drinking water, to several BPA doses ranging from 0.025µg/kg/day to 250µg/kg/day exhibits delayed terminal end bud formation and consequently the ductal outgrowth. Later in life, the mice that were exposed in utero to BPA displayed an increased number of mammary epithelial cells. Acute exposure of 3-week-old mice to BPA can alter gene expression levels of an important estrogen target gene, amphiregulin. Taken together these data are compatible with a scenario in which perinatal BPA exposure may alter mammary gland development by affecting developmental signaling pathways. Résumé : Les taux d'incidence des cancers du sein ont augmenté au cours des cent dernières années en particulier dans les pays industriels occidentaux et ils continuent d'augmenter dans le monde entier. Le risque du cancer du sein a été corrélé à l'exposition au cours de la vie aux oestrogènes endogènes et exogènes. Il y a une préoccupation croissante concernant l'exposition aux perturbateurs endocriniens qui ne cessent de s'accumulent dans notre environnement et qui peuvent également avoir un rôle dans l'augmentation des cancers du sein. En utilisant le modèle de souris, j'ai analysé le rôle physiologique de la voie de signalisation à l'oestrogène dans le développement mammaire. J'ai prouvé que l'oestrogène par l'intermédiaire de son récepteur alpha (ERα) est indispensable dans l'épithélium pour la morphogénèse du système canalaire pendant la puberté. De plus, j'ai démontré que les oestrogènes induisent la prolifération des cellules épithéliales mammaires par un mécanisme paracrine. La présence de la voie de signalisation à l'oestrogène est essentielle de manière intrinsèque à la cellule par l'intermédiaire d'ERα ou ERβ pour la différentiation terminale des cellules épithéliales en cellules sécrétrices de lait pendant la grossesse. En outre, j'ai examiné comment l'exposition périnatale au bisphénol A (BPA), un plastifiant présentant des propriétés ostrogéniques et omniprésent dans divers produits d'usage courant tels que les biberons des bébés et les récipients en plastique, affecte le développement de la glande mammaire et prédispose probablement celle-ci à la tumorigénèse. J'ai constaté que l'exposition périnatale à BPA retarde la formation des bourgeons terminaux et par conséquent la croissance du système canalaire. Plus tard dans la vie, les souris qui ont été exposées dans l'utérus au BPA ont montré un plus grand nombre de cellules épithéliales mammaires. L'exposition aiguë de souris âgées de 3 semaines au BPA perturbe le niveau d'expression d'un gène cible important de l'oestrogène, l'amphiregulin. Ces données sont compatibles avec un scénario dans lequel l'exposition périnatale au BPA peut changer le développement de la glande mammaire en affectant des voies de signalisation développementales.

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.

Peroxisome proliferator-activated receptor beta/delta (PPARbeta/delta) but not PPARalpha serves as a plasma free fatty acid sensor in liver.

Peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPARalpha) is an important transcription factor in liver that can be activated physiologically by fasting or pharmacologically by using high-affinity synthetic agonists. Here we initially set out to elucidate the similarities in gene induction between Wy14643 and fasting. Numerous genes were commonly regulated in liver between the two treatments, including many classical PPARalpha target genes, such as Aldh3a2 and Cpt2. Remarkably, several genes induced by Wy14643 were upregulated by fasting independently of PPARalpha, including Lpin2 and St3gal5, suggesting involvement of another transcription factor. Using chromatin immunoprecipitation, Lpin2 and St3gal5 were shown to be direct targets of PPARbeta/delta during fasting, whereas Aldh3a2 and Cpt2 were exclusive targets of PPARalpha. Binding of PPARbeta/delta to the Lpin2 and St3gal5 genes followed the plasma free fatty acid (FFA) concentration, consistent with activation of PPARbeta/delta by plasma FFAs. Subsequent experiments using transgenic and knockout mice for Angptl4, a potent stimulant of adipose tissue lipolysis, confirmed the stimulatory effect of plasma FFAs on Lpin2 and St3gal5 expression levels via PPARbeta/delta. In contrast, the data did not support activation of PPARalpha by plasma FFAs. The results identify Lpin2 and St3gal5 as novel PPARbeta/delta target genes and show that upregulation of gene expression by PPARbeta/delta is sensitive to plasma FFA levels. In contrast, this is not the case for PPARalpha, revealing a novel mechanism for functional differentiation between PPARs.

Inhibition of estrogen-responsive gene activation by the retinoid X receptor beta: evidence for multiple inhibitory pathways.

The retinoid X receptor beta (RXR beta; H-2RIIBP) forms heterodimers with various nuclear hormone receptors and binds multiple hormone response elements, including the estrogen response element (ERE). In this report, we show that endogenous RXR beta contributes to ERE binding activity in nuclear extracts of the human breast cancer cell line MCF-7. To define a possible regulatory role of RXR beta regarding estrogen-responsive transcription in breast cancer cells, RXR beta and a reporter gene driven by the vitellogenin A2 ERE were transfected into estrogen-treated MCF-7 cells. RXR beta inhibited ERE-driven reporter activity in a dose-dependent and element-specific fashion. This inhibition occurred in the absence of the RXR ligand 9-cis retinoic acid. The RXR beta-induced inhibition was specific for estrogen receptor (ER)-mediated ERE activation because inhibition was observed in ER-negative MDA-MB-231 cells only following transfection of the estrogen-activated ER. No inhibition of the basal reporter activity was observed. The inhibition was not caused by simple competition of RXR beta with the ER for ERE binding, since deletion mutants retaining DNA binding activity but lacking the N-terminal or C-terminal domain failed to inhibit reporter activity. In addition, cross-linking studies indicated the presence of an auxiliary nuclear factor present in MCF-7 cells that contributed to RXR beta binding of the ERE. Studies using known heterodimerization partners of RXR beta confirmed that RXR beta/triiodothyronine receptor alpha heterodimers avidly bind the ERE but revealed the existence of another triiodothyronine-independent pathway of ERE inhibition. These results indicate that estrogen-responsive genes may be negatively regulated by RXR beta through two distinct pathways.

A role for the alpha-chain connecting peptide motif in mediating TCR-CD8 cooperation.

To generate peripheral T cells that are both self-MHC restricted and self-MHC tolerant, thymocytes are subjected to positive and negative selection. How the TCR discriminates between positive and negative selection ligands is not well understood, although there is substantial evidence that the CD4 and CD8 coreceptors play an important role in this cell fate decision. We have previously identified an evolutionarily conserved motif in the TCR, the alpha-chain connecting peptide motif (alpha-CPM), which allows the TCR to deliver positive selection signals. Thymocytes expressing alpha-CPM-deficient receptors do not undergo positive selection, whereas their negative selection is not impaired. In this work we studied the ligand binding and receptor function of alpha-CPM-deficient TCRs by generating T cell hybridomas expressing wild-type or alpha-CPM-deficient forms of the T1 TCR. This K(d)-restricted TCR is specific for a photoreactive derivative of the Plasmodium berghei circumsporozoite peptide(252-260) IASA-YIPSAEK(ABA)I and is therefore amenable to TCR photoaffinity labeling. The experiments presented in this work show that alpha-CPM-deficient TCRs fail to cooperate with CD8 to enhance ligand binding and functional responses.

The direct peroxisome proliferator-activated receptor target fasting-induced adipose factor (FIAF/PGAR/ANGPTL4) is present in blood plasma as a truncated protein that is increased by fenofibrate treatment.

The fasting-induced adipose factor (FIAF, ANGPTL4, PGAR, HFARP) was previously identified as a novel adipocytokine that was up-regulated by fasting, by peroxisome proliferator-activated receptor agonists, and by hypoxia. To further characterize FIAF, we studied regulation of FIAF mRNA and protein in liver and adipose cell lines as well as in human and mouse plasma. Expression of FIAF mRNA was up-regulated by peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPARalpha) and PPARbeta/delta agonists in rat and human hepatoma cell lines and by PPARgamma and PPARbeta/delta agonists in mouse and human adipocytes. Transactivation, chromatin immunoprecipitation, and gel shift experiments identified a functional PPAR response element within intron 3 of the FIAF gene. At the protein level, in human and mouse blood plasma, FIAF was found to be present both as the native protein and in a truncated form. Differentiation of mouse 3T3-L1 adipocytes was associated with the production of truncated FIAF, whereas in human white adipose tissue and SGBS adipocytes, only native FIAF could be detected. Interestingly, truncated FIAF was produced by human liver. Treatment with fenofibrate, a potent PPARalpha agonist, markedly increased plasma levels of truncated FIAF, but not native FIAF, in humans. Levels of both truncated and native FIAF showed marked interindividual variation but were not associated with body mass index and were not influenced by prolonged semistarvation. Together, these data suggest that FIAF, similar to other adipocytokines such as adiponectin, may partially exert its function via a truncated form.

The role of Receptor Activator of NFKB Ligand (RANKL) in mammary gland development

Abstract : The female reproductive hormones estrogen, progesterone and prolactin control postnatal breast development and are important to breast carcinogenesis. The mechanisms by which they elicit proliferation and morphogenesis remain poorly understood. Using the mouse as a model to study the molecular mechanisms through which hormones elicit morphogenetic changes in the mammary gland in vivo, we found the Receptor Activator of NFκB Ligand, a Tumor Necrosis Factor family member, to be strongly induced by progesterone. Recent publications suggested that hormone dependant RANKURANK signals are involved in the terminal differentiation of mammary gland alveolar buds into lobulo-alveolar structures competent for lactation. I show that in the absence of epithelial RANKL a distinct earlier stage of mammary gland development, side branch formation, is blocked. RANKL acts as a major mediator downstream of progesterone; it is required for progesterone-induced paracrine proliferation and completely rescues the mutant phenotype when ectopically expressed in progesterone receptor (PR) KO mammary epithelia. RANKL is not required for cell autonomous division of estrogen receptor alpha (ERa) /PR positive cells. Cyclin D1, previously implicated as a mediator of RANKL, is not affected by ablation of RANKL and is not required for RANKL-induced paracrine proliferation but for the cell autonomous proliferation. Gene expression arrays to find specific RANKL downstream targets have identified Id4, ElfS and one secreted metalloprotease (Adamtsl8) as potential candidates validated by Q-RT-PCR. Interestingly, Id4 and Adamtsl8 are expressed by the myoepithelial cells. Their expression additionally coincides with RANKL mRNA expression at mid pregnancy, possibly implying a functional contribution of both genes to RANKL mediated sidebranch formation. ElfS in contrast, is found to be strongly expressed by the end of pregnancy supporting recent findings of a prolactin mediated regulation. As for RANKL, this gene was in particular induced in luminal cells. Taken together, I report that progesterone is the major proliferative stimulus in the adult mammary gland eliciting proliferation of ERaJPR positive cells by a cell autonomous, cyclin D1-dependent and a paracrine RANKL-dependent mechanism. My work moreover suggests, that RANKL acts as a major orchestrator affecting different downstream mediators, through which progesterone exerts its effects concomitantly on different cellular compartments. Résumé : Les hormones sexuelles telles que l'oestrogène, la progestérone et la prolactine contrôlent le développement postnatal du sein et sont impliquées dans la cazcinogenèse. Les mécanismes par lesquels elles induisent la prolifération et la morphogénèse demeurent incompris. En utilisant la souris comme modèle, J'ai trouvé que le ligand activateur du récepteur de NFκB, une protéine de la famille du facteur de nécrose des tumeurs, peut être fortement induit par la progestérone. Les publications récentes ont suggéré que cette protéine est nécessaire à la fin de la grossesse, quand les cellules sécrétrices du lait apparaissent. Par des techniques de transplantation d'épithélium, je montre contrairement aux études précédentes, qu'en l'absence de RANKL dans l'épithélium une partie distincte du développement mammaire, la formation de branches latérales, est bloquée. La progestérone agit de manière pazacrine par l'intermédiaire de 12ANKL pour induire la prolifération tandis que la mort cellulaire n'est pas affectée. De plus, l'injection d'une protéine recombinante RANKL dans une souris mutante pour le récepteur à la progestérone induit la prolifération des cellules épithéliales en l'absence de grossesse ; la surexpression de RANKL dans ces mêmes mutants mène à une réversion complète du phénotype. Mes expériences démontrent que la progestérone induit deux types distincts de prolifération. Un premier type direct dans laquelle les cellules positives au récepteur à la progestérone prolifèrent. Cette division cellulaire est alors indépendante de RANKL mais dépendante de la cycline D1. Le second type de prolifération est induit par un mécanisme pazacrine et dépend de RANKL mais pas de la cycline D1. Ici, les cellules négatives au récepteur à la progestérone prolifèrent. Pour détecter des gènes cibles de la voie de signalisation du RANKL, un profil d'expression des gènes a été généré. Les facteurs de transcription Id4, EIf5 et une métalloprotéase sécrétée (Adamtsl8) ont été identifiés en tant que cibles potentielles. D'autres analyses de validation démontrent qu'Id4, Adamtsl8, RANKL mais pas E1f5 sont fortement exprimés au cours de la grossesse, coïncidant avec la formation de branchements latéraux induit par progestérone. EIf5 s'est avéré être exprimé vers la fin de la grossesse appuyant des résultats récents proposant une régulation par la prolactine. Le système canalaire mammaire se compose de couches cellulaires: une couche interne de cellules luminales et une externe de cellules myoépithéliale. Les expériences génétiques d'expression ont révélé que RANKL. et E1f5 sont exprimés dans la partie luminale tandis qu'Id4 et Adamtsl8 sont dans les cellules myoépithéliales. En conclusion, je prouve que la progestérone est le stimulus principal induisant la prolifération dans la glande mammaire d'adulte. Deux mécanismes de prolifération sont impliqués: l'un direct dépendant de la cycline Dl et l'autre paracrine dépendant de RANKI.. Mon travail suggère par ailleurs que RANKL agit en tant que médiateur important, par lequel la progestérone exerce ses effets sur différents compartiments cellulaires tels que la coordination de la prolifération des cellules épithéliales avec la réorganisation de la matrice extracellulaire et de la membrane basale exigées pour la morphogénèse du système canalaire latéral.

The Ret receptor tyrosine kinase pathway functionally interacts with the ERalpha pathway in breast cancer.

A limited number of receptor tyrosine kinases (e.g., ErbB and fibroblast growth factor receptor families) have been genetically linked to breast cancer development. Here, we investigated the contribution of the Ret receptor tyrosine kinase to breast tumor biology. Ret was expressed in primary breast tumors and cell lines. In estrogen receptor (ER)alpha-positive MCF7 and T47D lines, the ligand (glial-derived neurotrophic factor) activated signaling pathways and increased anchorage-independent proliferation in a Ret-dependent manner, showing that Ret signaling is functional in breast tumor cells. Ret expression was induced by estrogens and Ret signaling enhanced estrogen-driven proliferation, highlighting the functional interaction of Ret and ER pathways. Furthermore, Ret was detected in primary cancers, and there were higher Ret levels in ERalpha-positive tumors. In summary, we showed that Ret is a novel proliferative pathway interacting with ER signaling in vitro. Expression of Ret in primary breast tumors suggests that Ret might be a novel therapeutic target in breast cancer.

Régulation de l’expression de HYAL-1 par le récepteur de l’oestrogène alpha

HYAL-1 (hyaluronidase-1) appartient à la famille des hyaluronidases connues pour leur rôle dans la dégradation de l’acide hyaluronique. L’expression de HYAL-1 est élevée dans de nombreux type de cancers, notamment dans le cancer de la prostate, de la vessie, des reins et du sein où il est impliqué dans la croissance tumorale et les métastases. Récemment notre laboratoire a aussi démontré une expression élevée de HYAL-1 dans le cancer épithélial de l’ovaire (CEO) de type mucineux et à cellules claires, expression qui est inversement corrélée à celle du récepteur de l’oestrogène alpha (REα). Cependant, malgré le fait que le rôle de HYAL-1 dans le cancer soit bien établit, le mécanisme de sa régulation reste encore inconnu. Le REα est un facteur de transcription qui suite à sa liaison avec son ligand va réguler l’expression de plusieurs gènes. Le REα ainsi stimulé par l’hormone va activer la transcription de ces gènes cibles mais il est connu maintenant qu’une grande partie des gènes régulés par le REα sont en réalité réprimés par ce récepteur. Dans ce travail nous proposons d’étudier le mécanisme de la régulation du gène HYAL-1 par le REα dans le CEO à cellules claires et dans le cancer du sein. L’expression ectopique du REα dans la lignée TOV21G (RE-) de même que le traitement de la lignée MCF-7 (RE+) avec de l’oestrogène a induit une diminution du niveau d’expression de l’ARN m de HYAL-1. Ces résultats nous ont permis de confirmer que HYAL-1 est un gène cible du REα. Il est aussi connu que le REα peut exercer son action par différents mécanismes d’action, entre autres en interagissant avec une séquence d’ADN appelée élément de réponse à l’oestrogène (ERE), retrouvé sur le promoteur des gènes cibles ou bien indirectement par des interactions protéine-protéine en se liant à d’autres facteur de transcription tels que Sp1. Après avoir identifiés de telles séquences sur le promoteur proximal de HYAL-1, (1 ERE proximal à -900 pb, 3 distaux à -32350 pb, 48430, -50130 pb du site d’initiation de la transcription) en plus des 2 Sp1 connus (-60 et – 1020pb), nous avons démontrés par immunoprécipitation de la chromatine que le REα est recruté sur le promoteur de HYAL-1 au niveau de l’ERE proximal -900 pb et du distal -32350 pb de même que sur le site Sp1 -1020 pb. De plus, l’activité biologique de l’ERE -900 pb et du ii Sp1-1020pb à été confirmée par des essais de gènes rapporteurs à la luciférase. Avec son rôle connu dans la tumorigenèse, l’identification de HYAL-1 comme gène cible du REα pourrait être une avenue intéressante pour le traitement des cancers hormono-indépendants.

Study of nuclear receptor dynamics by BRET

Les récepteurs nucléaires (RN) sont des facteurs de transcription ligand dépendants qui contrôlent une grande variété de processus biologiques de la physiologie humaine, ce qui a fait d'eux des cibles pharmacologiques privilégiées pour de nombreuses maladies. L'un de ces récepteurs, le récepteur de l’œstrogène alpha (ERα), peut activer la prolifération cellulaire dans certaines sections de l'épithélium mammaire tandis qu’un autre, le récepteur de l'acide rétinoïque alpha (RARα), peut provoquer un arrêt de la croissance et la différenciation cellulaire. La signalisation de ces deux récepteurs peut être altérée dans le cancer du sein, contribuant à la tumorigénèse mammaire. L’activité d’ERα peut être bloquée par les anti-oestrogènes (AE) pour inhiber la prolifération des cellules tumorales mammaires. Par contre, l’activation des voies de RARα avec des rétinoïdes dans un contexte clinique a rencontré peu de succès. Ceci pourrait résulter du manque de spécificité des ligands testés pour RARα et/ou de leur activité seulement dans certains sous-types de tumeurs mammaires. Puisque les récepteurs nucléaires forment des homo- et hétéro-dimères, nous avons cherché à développer de nouveaux essais pharmacologiques pour étudier l'activité de complexes dimériques spécifiques, leur dynamique d’association et la structure quaternaire des récepteurs des œstrogènes. Nous décrivons ici une nouvelle technique FRET, surnommée BRET avec renforcement de fluorescence par transferts combinés (BRETFect), qui permet de détecter la formation de complexes de récepteurs nucléaires ternaires. Le BRETFect peut suivre l'activation des hétérodimères ERα-ERβ et met en évidence un mécanisme allostérique d'activation que chaque récepteur exerce sur son partenaire de dimérisation. L'utilisation de BRETFect en combinaison avec le PCA nous a permis d'observer la formation de multimères d’ERα fonctionnels dans des cellules vivantes pour la première fois. La formation de multimères est favorisée par les AE induisant la dégradation du récepteur des oestrogènes, ce qui pourrait contribuer à leurs propriétés spécifiques. Ces essais de BRET apportent une nette amélioration par rapport aux tests de vecteurs rapporteur luciférase classique, en fournissant des informations spécifiques aux récepteurs en temps réel sans aucune interférence par d'autres processus tels que la transcription et de la traduction. L'utilisation de ces tests nous a permis de caractériser les propriétés de modulation de l’activité des récepteurs nucléaires d’une nouvelle classe de molécules hybrides qui peuvent à la fois lier ERa ou RAR et inhiber les HDACs, conduisant au développement de nouvelles molécules prometteuses bifonctionnelles telles que la molécule hybride RAR-agoniste/HDACi TTNN-HA.

Estrogen regulation of chicken riboflavin carrier protein gene is mediated by ERE half sites without direct binding of estrogen receptor

Estrogen is an important steroid hormone that mediates most of its effects on regulation of gene expression by binding to intracellular receptors. The consensus estrogen response element (ERE) is a 13 bp palindromic inverted repeat with a three nucleotide spacer. However, several reports suggest that many estrogen target genes are regulated by diverse elements, such as imperfect EREs and ERE half sites (ERE 1/2), which are either the proximal or the distal half of the palindrome. To gain more insight into ERE half site-mediated gene regulation, we used a region from the estrogen-regulated chicken riboflavin carrier protein (RCP) gene promoter that contains ERE half sites. Using moxestrol, an analogue of estrogen and transient transfection of deletion and mutation containing RCP promoter/reporter constructs in chicken hepatoma (LMH2A) cells, we identified an estrogen response unit (ERU) composed of two consensus ERE 1/2 sites and one non-consensus ERE 1/2 site. Mutation of any of these sites within this ERU abolishes moxestrol response. Further, the ERU is able to confer moxestrol responsiveness to a heterologous promoter. Interestingly, RCP promoter is regulated by moxestrol in estrogen responsive human MCF-7 cells, but not in other cell lines such as NIH3T3 and HepG2 despite estrogen receptor-alpha (ER-�) co transfection. Electrophoretic mobility shift assays (EMSAs) with promoter regions encompassing the half sites and nuclear extracts from LMH2A cells show the presence of a moxestrol-induced complex that is abolished by a polyclonal anti-ER� antibody. Surprisingly, estrogen receptor cannot bind to these promoter elements in isolation. Thus, there appears to be a definite requirement for some other factor(s) in addition to estrogen receptor, for the generation of a suitable response of this promoter to estrogen. Our studies therefore suggest a novel mechanism of gene regulation by estrogen, involving ERE half sites without direct binding of ER to the cognate elements.