expression des genes hox dans l'alveolisation
DESCRIPTION
Mémoire présenté par Amine GHOZLANE. EXPRESSION DES GENES HOX DANS L'ALVEOLISATION. Responsable de stage : Jacques BOURBON, Directeur de recherche Equipe « Pathologie des épithéliums respiratoires et du développement pulmonaire » Stage réalisé dans le Laboratoire INSERM Unité 651, - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
EXPRESSION DES GENES HOX DANS L'ALVEOLISATIONEXPRESSION DES GENES HOX DANS L'ALVEOLISATION
Responsable de stage : Jacques BOURBON, Directeur de rechercheEquipe « Pathologie des épithéliums respiratoires et du développement pulmonaire »
Stage réalisé dans le Laboratoire INSERM Unité 651,Faculté de Médecine : 8, Rue du Général Sarrail, 94010 Créteil Cedex
Mémoire présenté par Amine GHOZLANE
• Alvéolisation :– Dernière phase du développement pulmonaire– Aboutit à la formation d’un poumon mature et
complètement fonctionnel
Introduction
Humain
Rat
Naissance36 semaines 2 ans
4 jours 14 jours
Alvéolisation
Alvéolisation
Anténatal Postnatal
source : http://www.snv.jussieu.fr/bmediahomeotiqueindex.html
Modifications structurales dans les régions distales du poumon pendant l’alvéolisation
1. Canal alvéolaire2. Septa secondaire3. Alvéole
4. Pneumocyte de type I5. Pneumocyte de type II6. Capillaire
Avant l’alvéolisation (stade sacculaire) :
1. Canal alvéolaire2. Septa primaire3. Sacs alvéolaires
4. Pneumocyte de type I5. Pneumocyte de type II6. Capillaire
Après l’alvéolisation :
•Peu de gènes impliqués identifiés
Analyse systématique des gènes modulés pendant l’alvéolisation (Puces à ADN)
Données des puces ADN Affymetrix : Gènes dont l’expression est fortement augmentée pendant l’alvéolisation
0 0.5 1 2 3 4 >5
Gènes
Midkine (Mdk)
Homeobox A2 (Hoxa2)
Drosophila polarity gene (frizzled) homologue (Fzd1)
Eph receptor B2 (Ephb2)
Retinol-binding protein (Rbp1)
Retinoid X receptor gamma (Rxr)
Integrin, alpha 1 (Itga1)
Drebrin 1 (Dbn1)
Shab-related delayed-rectifier K+ channel (Kv9.3)
Homeobox A4 (Hoxa4)
Fibulin 5 (Fbln5)
Mesenchyme homeobox 2 (Meox2)
Timeless (Drosophila) homolog (Timeless)
Latent transforming growth factor beta binding protein 2 (Ltbp2)
Fibroblast growth factor receptor 3 (Fgfr3)
Homeobox A5 (Hoxa5)
Platelet-derived growth factor receptor alpha (Pdgfra)
Fibrillin-1 (Fbn1)
Fibrillin-2 (Fbn2)
Lysyl_oxidase_(Lox)
Fibronectin 1
Chondroitin sulfate proteoglycan 2 (versican)
Agrin
Glypican 3 (Gpc3)
Fibroblast growth factor 10 (Fgf10)
Slit (Drosophila) homolog 3 (Slit3)
Endothelial differentiation sphingolipid G-protein-coupled receptor 1
Pleiotrophin (Ptn)
7 J/ 2 J
21 J/7 J
Fold-change ratio
Hoxa2
Hoxa4
Hoxa5
Rat
Naissance
4 jours 14 jours
Alvéolisation
• Les gènes Hox :– facteurs de transcription à homéodomaine– impliqués dans l’organogenèse– inactivation Hoxa5 = défaut d’alvéolisation
(Kinkead et al. 2004)– pas d’autres données sur les Hox dans
l’alvéolisation
• Implication des gènes Hox dans les mécanismes de contrôle de l’alvéolisation ?
0
50
100
150
200
250
300
350
2 jpp 7 jpp 21 jpp
Hoxa5
* *
0
50
100
150
200
250
300
350
400
2 jpp 7 jpp 21 jpp
Hoxa4
* *
0
50
100
150
200
250
300
350
400
2 jpp 7 jpp 21 jpp
Hoxa2
* *
Confirmation des variations de l’expression des gènes Hoxa2, Hoxa4 et Hoxa5 par une méthode plus précise : la PCR en temps réel
Les gènes Hox sont effectivement plus exprimés pendant l’alvéolisation dans les fibroblastes.Les variations sont-elles spécifiques de la période de l’alvéolisation ?
Profil temporel d’expression des gènes Hoxa2, Hoxa4, Hoxa5 dans le poumon de rat depuis la période fœtale (stade canaliculaire) jusqu’à l’âge adulte
Augmentation de l’expression des gènes Hox dans le poumon entier seulementpendant l’alvéolisation.
Alvéolisation
0
50
100
150
200
250
300
F18 F19 F21 J1 J3 J5 J8 J14 J20 Adulte
Hoxa2Hoxa4Hoxa5
naissance
Y a-t-il modification de l’expression de ces gènes lors de l’altération du développement alvéolaire ?
jours
(% de F18)
• Hyperoxie : FiO2 à 95%
• Administration d’un glucocorticoïde :
Modèles expérimentaux d’altération du développement alvéolaire
Hyperoxie (FiO2 = 95%)
100 µm
Air (FiO2 = 21%)
100 µm
Dex 0.1 µg/g/j
Dexamethasone (0,1µg/g/j pendant 5 jours).
Diluent
Témoin
Effets de l’exposition du rat nouveau-né à l’hyperoxie (FiO2>95%) sur l’expression des gènes Hoxa2, Hoxa4 et Hoxa5.
Diminution de l’expression des gènes Hox dans le poumon entier sous hyperoxie.
0
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140
Hoxa2
air O2 air O2
NS
*
4jpp 7jppair O2 air O2
0
20
40
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120
140
Hoxa4
*
*
4jpp 7jpp
0
20
40
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100
120
air O2 air O2
Hoxa5
*
*
4jpp 7jpp
0
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40
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80
100
120
Témoin Dex0,1µg/g/j
Dex0,5µg/g/j
Hoxa5
* **
Effets de l’administration répétée de dexamethasone (dex) 0,1µg/g ou 0,5µg/g
par jour sur l’expression des gènes Hoxa2, Hoxa4 et Hoxa5 chez le rat nouveau-né.
Diminution de l’expression des Hox dans le poumon entier après administration de dexamethasone.
Hoxa4
Témoin Dex0,1µg/g/j
Dex0,5µg/g/j
0
20
40
60
80
100
120 *
Témoin Dex0,1µg/g/j
Dex0,5µg/g/j
Hoxa2
0
20
40
60
80
100
120 * *
Effets in vitro de la dex sur l’expression des gènes Hoxa4 et Hoxa5 dans des fibroblastes isolés du poumon de rats nouveau-nés.
0
20
40
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80
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140
Témoin
Hoxa4
dex 10-6 M
0
20
40
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80
100
120
140
Témoin
Hoxa5
dex 10-6 M
Pas d’effet de la dexamethasone sur l’expression des gènes Hoxa4 et Hoxa5 dans les fibroblastes en culture.
Conclusion
• L’expression des 3 gènes Hox :– est augmentée pendant l’alvéolisation– est diminuée lors de l’altération de
l’alvéolisation– suit un profil identique
• Ces résultats sont en faveur d’un rôle positif de ces gènes dans le mécanisme de contrôle de l’alvéolisation