Caractérisation du motif acidique de la sous-unité p28 de l’IL-27 et étude des propriétés partagées entre cette protéine, le CNTF, CLC/CLF et l’interleukine-6

L’interleukine 6 (IL-6) est une cytokine qui joue un rôle essentiel dans l’inflammation. Son récepteur (IL-6R) est composé de la chaîne non signalétique IL-6Rα et de la chaîne transductrice du signal gp130, commune aux cytokines de la famille IL-6. La liaison de l’IL-6 à son récepteur permet l’activation de plusieurs voies de signalisation, notamment des voies Jak/STAT1 et préférentiellement Jak/STAT3. De façon complémentaire, nous avons démontré que l’IL-6 est capable d’activer la voie Jak/STAT5 dans les lymphocytes T CD4. L’activation de cette voie de signalisation pourrait être impliquée dans le rétrocontrôle des effets pro-inflammatoires de l’IL-6 sur les cellules T CD4. Le facteur neurotrophique ciliaire (CNTF) et la « cardiotrophin-like cytokine/cytokine-like factor 1 » (CLC/CLF) sont deux cytokines de la famille de l’IL-6 qui signalent à travers un récepteur commun, le récepteur au CNTF (CNTFR), composé du CNTFRα, « leukaemia inhibitory factor receptor β » (LIFRβ) et gp130. Toutes deux exercent des actions au niveau du système immunitaire, or la chaîne CNTFRα de leur récepteur n’y est pas exprimée. Il a été montré que le CNTFR humain peut également activer un récepteur formé des sous-unités IL-6Rα, LIFRβ et gp130. Nous avons comparé les effets du CNTF et du CLC/CLF de souris sur des transfectants exprimant LIFRβ et gp130 et les chaines α connues de la famille IL-6 (IL-6Rα, IL-11Rβ et CNTFRα). Nos résultats indiquent que le CNTF de souris, comme le CNTF humain est capable d’activer un récepteur formé de l’IL-6Rα, LIFRβ et gp130. Toutefois cette propriété n’est pas partagée par CLC/CLF et le récepteur impliqué dans les effets de cette cytokine sur le système immunitaire reste donc à identifier. L’IL-27 appartient à la famille de l’IL-6 composée d’une sous-unité cytokinique, p28, associée à un récepteur soluble « l’Epstein-Barr virus-induced gene 3» (EBI3). La sous-unité p28 peut s’associer avec le récepteur soluble CLF pour former une cytokine capable d’activer les lymphocytes T. Dans le but de caractériser cette cytokine, nous avons montré que p28/CLF agit aussi sur les lymphocytes B et permet leur différenciation en plasmocytes. Le partage de l’IL-6R par l’IL-6 et p28/CLF semble être à l’origine de la similarité des effets de ces deux cytokines. De plus, nous avons observé des effets semblables à ceux de l’IL-6 suite à l’association de la sous-unité p28 seule avec la chaîne IL-6Rα. En effet, afin de mieux caractériser la cytokine p28/CLF, nous avons étudié les effets dus au recrutement de la chaîne IL-6Rα par la sous-unité p28. Les cytokines de la famille de l’IL-6 sont composées de quatre hélices α disposées de façon anti-parallèle deux à deux. La sous-unité p28 possède, au niveau d’une boucle reliant deux hélices α, un motif de plusieurs acides glutamiques consécutifs (motif polyE) qui n’est retrouvé dans aucune autre cytokine de cette famille. Nous avons démontré que ce motif est impliqué dans la liaison de cette sous-unité avec l’hydroxyapatite et l’os. Cette caractéristique de p28 pourrait permettre un ciblage de l’IL-27 (p28/EBI3) et de p28/CLF préférentiellement vers la niche endostéale des cellules souches et des cellules immunitaires.

Identification of ciliary neurotrophic factor (CNTF) residues essential for leukemia inhibitory factor receptor binding and generation of CNTF receptor antagonists.

Ciliary neurotrophic factor (CNTF) drives the sequential assembly of a receptor complex containing the ligand-specific alpha-receptor subunit (CNTFR alpha) and the signal transducers gp130 and leukemia inhibitory factor receptor-beta (LIFR). The D1 structural motif, located at the beginning of the D-helix of human CNTF, contains two amino acid residues, F152 and K155, which are conserved among all cytokines that signal through LIFR. The functional importance of these residues was assessed by alanine mutagenesis. Substitution of either F152 or K155 with alanine was found to specifically inhibit cytokine interaction with LIFR without affecting binding to CNTFR alpha or gp130. The resulting variants behaved as partial agonists with varying degrees of residual bioactivity in different cell-based assays. Simultaneous alanine substitution of both F152 and K155 totally abolished biological activity. Combining these mutations with amino acid substitutions in the D-helix, which enhance binding affinity for the CNTFR alpha, gave rise to a potent competitive CNTF receptor antagonist. This protein constitutes a new tool for studies of CNTF function in normal physiology and disease.

Astroglial expression of the P-glycoprotein is controlled by intracellular CNTF

Background - The P-glycoprotein (P-gp), an ATP binding cassette transmembrane transporter, is expressed by astrocytes in the adult brain, and is positively modulated during astrogliosis. In a search for factors involved in this modulation, P-gp overexpression was studied in long-term in vitro astroglial cultures. Results - Surprisingly, most factors that are known to induce astroglial activation in astroglial cultures failed to increase P-gp expression. The only effective proteins were IFNγ and those belonging to the IL-6 family of cytokines (IL-6, LIF, CT-1 and CNTF). As well as P-gp expression, the IL-6 type cytokines - but not IFNγ - stimulated the expression of endogenous CNTF in astrocytes. In order to see whether an increased intracellular level of CNTF was necessary for induction of P-gp overexpression by IL-6 type cytokines, by the same cytokines analysis was carried out on astrocytes obtained from CNTF knockout mice. In these conditions, IFNγ produced increased P-gp expression, but no overexpression of P-gp was observed with either IL-6, LIF or CT-1, pointing to a role of CNTF in the intracellular signalling pathway leading to P-gp overexpression. In agreement with this suggestion, application of exogenous CNTF -which is internalised with its receptor - produced an overexpression of P-gp in CNTF-deficient astrocytes. Conclusions - These results reveal two different pathways regulating P-gp expression and activity in reactive astrocytes, one of which depends upon the intracellular concentration of CNTF. This regulation of P-gp may be one of the long searched for physiological roles of CNTF.

Les ligands du récepteur au CNTF dans le système immunitaire

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Rôle des ligands du récepteur au CNTF dans le développement et étude de la signalisation induite par ces cytokines dans des modèles cellulaires de cancer

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les ligands du récepteur au CNTF dans le système immunitaire

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Rôle des ligands du récepteur au CNTF dans le développement et étude de la signalisation induite par ces cytokines dans des modèles cellulaires de cancer

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Alterations in ciliary neurotrophic factor signaling in rapsyn deficient mice

Rapsyn is a key molecule involved in the formation of postsynaptic specializations at the neuromuscular junction, in its absence there are both pre- and post-synaptic deficits including failure to cluster acety]choline receptors. Recently we have documented increases in both nerve-muscle branching and numbers of motoneurons, suggesting alterations in skeletal muscle derived trophic support for motoneurons. The aim of the present study was to evaluate the contribution of target derived trophic factors to increases in motoneuron branching and number, in rapsyn deficient mice that had their postsynaptic specializations disrupted, We have used reverse transcription-polymerase chain reaction and Western blot to document the expression of known trophic factors and their receptors in muscle, during the period of synapse formation in rapsyn deficient mouse embryos. We found that the mRNA levels for ciliary neurotrophic factor (CNTF) was decreased in the rapsyn deficient muscles compared with litter mate controls although those for NGF, BDNF, NT-3 and TGF-beta2 did not differ. We found that both the mRNA and the protein expression for suppressor of cytokine signaling 3 (SOCS3) decreased although janus kinase 2 (JAK2) did not change in the rapsyn deficient muscles compared with litter mate controls. These results suggest that failure to form postsynaptic specializations in rapsyn deficient mice has altered the CNTF cytokine signaling pathway within skeletal muscle, the target for motoneurons. This alteration may in part, account for the increased muscle nerve branching and motoneuron survival seen in rapsyn deficient mice. (C) 2001 Wiley-Liss, Inc.

Association of NTRK3 and its interaction with NGF suggest an altered cross-regulation of the neurotrophin signaling pathway in eating disorders

Eating disorders (EDs) are complex psychiatric diseases that include anorexia nervosa and bulimia nervosa, and have higher than 50% heritability. Previous studies have found association of BDNF and NTRK2 to ED, while animal models suggest that other neurotrophin genes might also be involved in eating behavior. We have performed a family-based association study with 151 TagSNPs covering 10 neurotrophin signaling genes: NGFB, BDNF, NTRK1, NGFR/p75, NTF4/5, NTRK2, NTF3, NTRK3, CNTF and CNTFR in 371 ED trios of Spanish, French and German origin. Besides several nominal associations, we found a strong significant association after correcting for multiple testing (P = 1.04 × 10−4) between ED and rs7180942, located in the NTRK3 gene, which followed an overdominant model of inheritance. Interestingly, HapMap unrelated individuals carrying the rs7180942 risk genotypes for ED showed higher levels of expression of NTRK3 in lymphoblastoid cell lines. Furthermore, higher expression of the orthologous murine Ntrk3 gene was also detected in the hypothalamus of the anx/anx mouse model of anorexia. Finally, variants in NGFB gene appear to modify the risk conferred by the NTRK3 rs7180942 risk genotypes (P = 4.0 × 10−5) showing a synergistic epistatic interaction. The reported data, in addition to the previous reported findings for BDNF and NTRK2, point neurotrophin signaling genes as key regulators of eating behavior and their altered cross-regulation as susceptibility factors for EDs.

Neuroprotective gene therapy for Huntington's disease, using polymer-encapsulated cells engineered to secrete human ciliary neurotrophic factor: results of a phase I study.

Huntington's disease (HD) is a monogenic neurodegenerative disease that affects the efferent neurons of the striatum. The protracted evolution of the pathology over 15 to 20 years, after clinical onset in adulthood, underscores the potential of therapeutic tools that would aim at protecting striatal neurons. Proteins with neuroprotective effects in the adult brain have been identified, among them ciliary neurotrophic factor (CNTF), which protected striatal neurons in animal models of HD. Accordingly, we have carried out a phase I study evaluating the safety of intracerebral administration of this protein in subjects with HD, using a device formed by a semipermeable membrane encapsulating a BHK cell line engineered to synthesize CNTF. Six subjects with stage 1 or 2 HD had one capsule implanted into the right lateral ventricle; the capsule was retrieved and exchanged for a new one every 6 months, over a total period of 2 years. No sign of CNTF-induced toxicity was observed; however, depression occurred in three subjects after removal of the last capsule, which may have correlated with the lack of any future therapeutic option. All retrieved capsules were intact but contained variable numbers of surviving cells, and CNTF release was low in 13 of 24 cases. Improvements in electrophysiological results were observed, and were correlated with capsules releasing the largest amount of CNTF. This phase I study shows the safety, feasibility, and tolerability of this gene therapy procedure. Heterogeneous cell survival, however, stresses the need for improving the technique.

Ammonia toxicity to the brain.

Hyperammonemia can be caused by various acquired or inherited disorders such as urea cycle defects. The brain is much more susceptible to the deleterious effects of ammonium in childhood than in adulthood. Hyperammonemia provokes irreversible damage to the developing central nervous system: cortical atrophy, ventricular enlargement and demyelination lead to cognitive impairment, seizures and cerebral palsy. The mechanisms leading to these severe brain lesions are still not well understood, but recent studies show that ammonium exposure alters several amino acid pathways and neurotransmitter systems, cerebral energy metabolism, nitric oxide synthesis, oxidative stress and signal transduction pathways. All in all, at the cellular level, these are associated with alterations in neuronal differentiation and patterns of cell death. Recent advances in imaging techniques are increasing our understanding of these processes through detailed in vivo longitudinal analysis of neurobiochemical changes associated with hyperammonemia. Further, several potential neuroprotective strategies have been put forward recently, including the use of NMDA receptor antagonists, nitric oxide inhibitors, creatine, acetyl-L-carnitine, CNTF or inhibitors of MAPKs and glutamine synthetase. Magnetic resonance imaging and spectroscopy will ultimately be a powerful tool to measure the effects of these neuroprotective approaches.

Ammonia-induced toxicity in developing brain cells and strategies for neuroprotection

RESUME L'hyperammonémie est particulièrement toxique pour le cerveau des jeunes patients et entraîne une atrophie corticale, un élargissement des ventricules et des défauts de myélinisation, responsables de retards mentaux et développementaux. Les traitements actuels se limitent à diminuer le plus rapidement possible le taux d'ammoniaque dans l'organisme. L'utilisation de traitements neuroprotecteurs pendant les crises d'hyperammonémie permettrait de contrecarrer les effets neurologiques de l'ammoniaque et de prévenir l'apparition des troubles neurologiques. Au cours de cette thèse, nous avons testé trois stratégies de neuroprotection sur des cultures de cellules en agrégats issues du cortex d'embryons de rats et traitées à l'ammoniaque. - Nous avons tout d'abord testé si l'inhibition de protéines intracellulaires impliquées dans le déclenchement de la mort cellulaire pouvait protéger les cellules de la toxicité de l'ammoniaque. Nous avons montré que L'exposition à l'ammoniaque altérait la viabilité des neurones et des oligodendrocytes, et activait les caspases, la calpaïne et la kinase-5 dépendante des cyclines (cdk5) associée à son activateur p25. Alors que l'inhibition pharmacologique des caspases et de la calpaïne n'a pas permis de protéger les cellules cérébrales, un inhibiteur de la cdk5, appelé roscovitine, a réduit significativement la mort neuronale. L'inhibition de la cdk5 semble donc être une stratégie thérapeutique prometteuse pour prévenir 1es effets toxiques de 1'ammoniaque sur les neurones. - Nous avons ensuite étudié les mécanismes neuroprotecteurs déclenchés par le cerveau en réponse à la toxicité de l'ammoniaque. Nous avons montré que l'ammoniaque induisait la synthèse du facteur neurotrophique ciliaire (CNTF) par les astrocytes, via l'activation de la protéine kinase (MIAPK) p38. D'autre part, l'ajout de CNTF a permis de protéger les oligodendrocytes mais pas les neurones des cultures exposées à l'ammoniaque, via les voies de signalisations JAK/STAT, SAPK/JNK et c-jun. - Dans une dernière partie, nous avons voulu contrecarrer, par l'ajout de créatine, le déficit énergétique cérébral induit par l'ammoniaque. La créatine a permis de protéger des cellules de type astrocytaire mais pas les cellules cérébrales en agrégats. Cette thèse amis en évidence que les stratégies de neuroprotection chez les patients hyperammonémiques nécessiteront de cibler plusieurs voies de signalisation afin de protéger tous les types cellulaires du cerveau. Summary : In pediatric patients, hyperammonemia is mainly caused by urea cycle disorders or other inborn errors of metabolism, and leads to neurological injury with cortical atrophy, ventricular enlargement and demyelination. Children rescued from neonatal hyperammonemia show significant risk of mental retardation and developmental disabilities. The mainstay of therapy is limited to ammonia lowering through dietary restriction and alternative pathway treatments. However, the possibility of using treatments in a neuroprotective goal may be useful to improve the neurological outcome of patients. Thus, the main objective of this work was to investigate intracellular and extracellular signaling pathways altered by ammonia tonicity, so as to identify new potential therapeutic targets. Experiments were conducted in reaggregated developing brain cell cultures exposed to ammonia, as a model for the developing CNS of hyperammonemic young patients. Theses strategies of neuroprotection were tested: - The first strategy consisted in inhibiting intracellular proteins triggering cell death. Our data indicated that ammonia exposure altered the viability of neurons and oligodendrocytes. Apoptosis and proteins involved in the trigger of apoptosis, such as caspases, calpain and cyclin-dependent kinase-5 (cdk5) with its activator p25, were activated by ammonia exposure. While caspases and calpain inhibitors exhibited no protective effects, roscovitine, a cdk5 inhibitor, reduced ammonia-induced neuronal death. This work revealed that inhibition of cdk5 seems a promising strategy to prevent the toxic effects of ammonia on neurons. - The second strategy consisted in mimicking, the endogenous protective mechanisms triggered by ammonia in the brain. Ammonia exposure caused an increase of the ciliary neurotrophic factor (CNTF) expression, through the activation of the p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) in astrocytes. Treatment of cultures exposed to ammonia with exogenous CNTF demonstrated strong protective effects on oligodendrocytes but not on neurons. These protective effects seemed to involve JAK/STAT, SAPK/JNK and c-jun proteins. - The third strategy consisted in preventing the ammonia-induced cerebral energy deficit with creatine. Creatine treatment protected the survival of astrocyte-like cells through MAPKs pathways. In contrast, it had no protective effects in reaggregated developing brain cell cultures exposed to ammonia. The present study suggests that neuroprotective strategies should optimally be directed at multiple targets to prevent ammonia-induced alterations of the different brain cell types.

Glycogen metabolism as a marker of astrocyte differentiation.

Glycogen is a hallmark of mature astrocytes, but its emergence during astrocytic differentiation is unclear. Differentiation of E14 mouse neurospheres into astrocytes was induced with fetal bovine serum (FBS), Leukemia Inhibitory Factor (LIF), or Ciliary Neurotrophic Factor (CNTF). Cytochemical and enzymatic analyses showed that glycogen is present in FBS- or LIF- but not in CNTF-differentiated astrocytes. Glycogenolysis was induced in FBS- and LIF-differentiated astrocytes but glycogen resynthesis was observed only with FBS. Protein targeting to glycogen mRNA expression appeared with glial fibrillary acidic protein and S100beta in FBS and LIF conditions but not with CNTF. These results show that glycogen metabolism constitutes a useful marker of astrocyte differentiation.

Insulin-Like growth-factor 1 myocardial expression decreases in chronic alcohol consumption

Background Chronic alcohol ingestion may cause severe biochemical and pathophysiological derangements to skeletal muscle. Unfortunately, these alcohol-induced events may also prime skeletal muscle for worsened, delayed, or possibly incomplete repair following acute injury. As alcoholics may be at increased risk for skeletal muscle injury, our goals were to identify the effects of chronic alcohol ingestion on components of skeletal muscle regeneration. To accomplish this, age- and gender-matched C57Bl/6 mice were provided normal drinking water or water that contained 20% alcohol (v/v) for 1820 wk. Subgroups of mice were injected with a 1.2% barium chloride (BaCl2) solution into the tibialis anterior (TA) muscle to initiate degeneration and regeneration processes. Body weights and voluntary wheel running distances were recorded during the course of recovery. Muscles were harvested at 2, 7 or 14 days post-injection and assessed for markers of inflammation and oxidant stress, fiber cross-sectional areas, levels of growth and fibrotic factors, and fibrosis. Results Body weights of injured, alcohol-fed mice were reduced during the first week of recovery. These mice also ran significantly shorter distances over the two weeks following injury compared to uninjured, alcoholics. Injured TA muscles from alcohol-fed mice had increased TNFα and IL6 gene levels compared to controls 2 days after injury. Total protein oxidant stress and alterations to glutathione homeostasis were also evident at 7 and 14 days after injury. Ciliary neurotrophic factor (CNTF) induction was delayed in injured muscles from alcohol-fed mice which may explain, in part, why fiber cross-sectional area failed to normalize 14 days following injury. Gene levels of TGFβ1 were induced early following injury before normalizing in muscle from alcohol-fed mice compared to controls. However, TGFβ1 protein content was consistently elevated in injured muscle regardless of diet. Fibrosis was increased in injured, muscle from alcohol-fed mice at 7 and 14 days of recovery compared to injured controls. Conclusions Chronic alcohol ingestion appears to delay the normal regenerative response following significant skeletal muscle injury. This is evidenced by reduced cross-sectional areas of regenerated fibers, increased fibrosis, and altered temporal expression of well-described growth and fibrotic factors.

Les aquaporines 4 et 9 dans le système nerveux central : expression lors de la différenciation cellulaire et implication dans le métabolisme énergétique astrocytaire "in vitro"

RESUME : Les aquaporines (AQPs) sont des protéines membranaires perméables à l'eau (aquaporines strictes) et, pour certaines d'entre elles, également au glycérol (aquaglycéroporines). Ces protéines sont présentes dans les bactéries, les plantes et les différents organes des mammifères. Dans le cerveau, la moindre augmentation de volume hydrique peut avoir de graves conséquences sur son fonctionnement, d'où l'importance de la régulation de l'homéostasie de l'eau grâce aux AQPs. L'AQP4, une aquaporine stricte, est présente dans les astrocytes et est impliquée dans la formation et la résorption des oedèmes cérébraux. En revanche, l'AQP9 est une aquaglycéroporine, qui est localisée non seulement dans les astrocytes mais également dans les neurones catécholaminergiques. Bien que la distribution de l'AQP4 dans le cerveau soit clairement établie, la présence de l'AQP9 est toujours une donnée controversée et son rôle fonctionnel dans le système nerveux central n'est pas connu. Par ailleurs, aucune donnée n'existe sur l'expression des AQP4 et 9 lors de la différenciation de cellules souches neurales foetales (CSNf) en astrocytes ou en neurones catécholaminergiques. Dans la première partie de ce travail, un protocole a été mis au point permettant de différencier des CSNf de souris en astrocytes et neurones, dont des neurones catécholaminergiques. La caractérisation des cultures de CSNf et des cultures mixtes par immunofluorescence a permis de montrer que l'immunomarquage AQP9 est présent dans les CSNf et est conservé lors de leur différenciation en astrocytes ou en neurones catécholaminergiques. Les résultats obtenus ont mis en évidence une très bonne corrélation entre l'expression de la TH (tyrosine hydroxylase: enzyme limitante de la synthèse des catécholamines) et celle de l'AQP9 lors de la différenciation des CSNf en neurones catécholaminergiques. Par contre, l'immunomarquage AQP4 n'est pas présent dans les CSNf alors qu'il est observé dans les astrocytes. De plus, aucun immunomarquage AQP4 ou AQP9 n'a été observé dans les neurones NIAP2-positifs. Dans la deuxième partie de ce travail, l'expression des AQP4 et 9 a été quantifiée dans les CSNf ainsi que dans trois populations d'astrocytes présentant des propriétés métaboliques différentes. Ces trois populations astrocytaires sont issues de la différenciation des CSNf par le CNTF, le LIF ou le sérum de veau foetal. Les analyses par RTPCR quantitative et western blot ont montré une augmentation de l'expression de l'AQP9 et de l'AQP4 corrélée à l'acquisition de propriétés métaboliques spécifiques des astrocytes matures. Dans la dernière partie, la technique d'ARN interférents a permis d'étudier le rôle fonctionnel de l'AQP9 dans le modèle de culture pure d'astrocytes différenciés par le sérum. L'inhibition de l'expression d'AQP9 entraîne une diminution de la perméabilité au glycérol et une augmentation de l'utilisation de glucose, corrélée à une stimulation du métabolisme oxydatif astrocytaire. En revanche, 1a baisse d'expression d'AQP9 n'a aucun effet sur la glycolyse anaérobie ni sur la libération du lactate. En conclusion, dans ce modèle in vitro, seule l'AQP9 est exprimée dans les CSNf et les neurones catécholaminergiques alors que dans Ies astrocytes, à la fois l'AQP9 et l'AQP4 sont exprimées. Cette distribution est identique à celle observée in vivo et confirme la localisation spécifique de l'AQP9 dans les neurones catécholaminergiques. De plus, ces résultats montrent, pour la première fois, l'implication de l'AQP9 dans la perméabilité des astrocytes au glycérol et son implication dans le métabolisme énergétique astrocytaire. ABSTACT : Aquaporins (AQPs) are membrane proteins permeable to water (orthodoxes aquaporins) and some of them are also permeable to glycerol (aquaglyceroporins). These proteins are widely expressed in bacteria, plants and mammals. AQP water homeostasis regulation in brain is of primary importance as the brain volume cannot increase. AQP4, an orthodoxe aquaporin, is present in astrocytes and seems to be involved in edema formation and resorption. On the other hand, AQP9 is an aquaglyceroporin which is localised not only in astrocytes but also in catecholaminergic neurons. Although AQP4 distribution in brain is clearly established, the presence of AQP9 is still a discussed data and its functional role in the central nervous system is unknown. In addition, no data exists on AQP4 or AQP9 expression during fetal neural stem cells (fNSC) differentiation into astrocytes or catecholaminergic neurons. In the first part of this work, a protocol was developed to differentiate mouse fNSC into astrocytes and neurons, with the aim to obtain catecholaminergic neurons. By immunefluorescence, we have shown that AQP9 is expressed in fNSC cultures and also in astrocytes and catecholaminergic neurons in mixt cultures. The results obtained highlighted a very good correlation between TH expression (tyrosin hydroxylase being a limiting enzyme of catecholamines synthesis) and AQP9 in fNSC and all along their differentiation into catecholaminergic neurons. On the other hand, AQP4 immunolabelling is not observed in fNSC whereas it is in astrocytes. Moreover, neitheir AQP4, nor AQP9 immunoreactivity was observed in MAP2-positive neurons. In the second part of this work, AQP4 and AQP9 expression was quantified in fNSC and in three populations of astrocytes presenting different metabolic properties. These three astrocyte populations result from fNSC differentiation by addition of CNTF, LIF or fetal calf serum. Quantitative RT-PCR and western blot analyses have shown an increase in both AQP4 and AQP9 expression, correlated with the acquisition of specific metabolic properties of mature astrocytes. In the last part, siRNA were used to study the functional role of AQP9 in the pure astrocyte culture model differentiated by addition of fetal calf serum. Inhibition of AQP9 expression leads to a decrease of glycerol uptake and to an increase of glucose uptake, correlated with a stimulation of the astrocyte oxydative metabolism. On the other hand, inhibition of AQP9 expression does not have any effect on anaerobic glycolysis nor on lactate release. In conclusion, in this in vitro model, only AQP9 is expressed in fNSC and in catecholaminergic neurons whereas in astrocytes, both AQP9 and AQP4 are expressed. This distribution is identical to that observed in vivo and confirms the specific AQP9 localization in catecholaminergic neurons. IVloreover, these results show, for the first time, that AQP9 is implicated in glycerol uptake and in astrocyte energetic metabolism. Résumé large public : Les aquaporines, des protéines localisées dans les membranes cellulaires sont, comme leur nom l'indique, des canaux à eau. Pendant longtemps, il a été considéré que l'eau diffusait librement dans et à travers les cellules; la caractérisation des AQPs a révolutionné la vision des scientifiques concernant les mouvements d'eau entre les différents compartiments infra et extracellulaires, et a d'ailleurs valu le Prix Nobel à Peter Agre en 1992. Certaines AQPs, dites "strictes", laissent passer uniquement l'eau et participent au contrôle du volume hydrique. Ce contrôle est particulièrement important pour le bon fonctionnement du cerveau en raison de la présence de la boîte crânienne qui limite les variations de volume. D'autres AQPs, les aquaglycéroporines, sont perméables non seulement à l'eau mais également à d'autres molécules comme le glycérol. Elles facilitent, par exemple, la sortie du glycérol des cellules graisseuses et sa capture par les cellules du foie afin de produire du glucose en période de jeûne. Le cerveau est principalement composé de deux types de cellules: les neurones et les cellules gliales, majoritairement des astrocytes. L'AQP4, une AQP stricte, est présente dans les astrocytes et joue un rôle dans la formation et la résorption des oedèmes cérébraux. L'AQP9, une aquaglycéroporine, est également présente dans les astrocytes et dans une population spécifique de neurones, les neurones catécholaminergiques, touchés dans la maladie de Parkinson. A ce jour, la présence de l'AQP9 dans le cerveau est une donnée controversée et son rôle fonctionnel est inconnu. Ce travail de thèse a permis de montrer que l'AQP9 est bien présente d'une part dans les cellules souches neurales foetales et d'autre ,part dans les astrocytes et neurones catécholaminergiques issus de leur différenciation. De plus, ces expériences ont mis en évidence un rôle de l'AQP9 dans l'entrée du glycérol dans les astrocytes, ce qui pourrait être bénéfique dans des conditions d'ischémie. Enfin, les .résultats de cette étude suggèrent également un rôle de l'AQP9 dans le métabolisme énergétique des astrocytes. L'ensemble de ces travaux démontre le rôle important de l'AQP9 dans le cerveau et ouvre de nouvelles perspectives quant aux rôles des AQPs dans des situations pathologiques telles que l'ischémie cérébrale ou encore la maladie de Parkinson.