Evolution des activités phosphodiestérases 4 et leurs régulations par les protéoglycannes à Héparanne sulfate dans les cellules de Sertoli de rat immature

Age-related changes and heparan sulfate proteoglycan involvement in regulation of phosphodiesterase activities in immature rat Sertoli cells

• Auteur / Autrice : Guénaëlle Levallet
• Direction : Pierre-Jacques Bonnamy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Caen

Mots clés

Mots clés contrôlés

AMP cyclique

Hormone folliculostimulante

Protéoglycanes

Résumé

Dans le testicule de mammifère, la différenciation des cellules de Sertoli, nécessaire à l’initiation de la spermatogenèse, est contrôlée par la gonadotropine FSH qui agit principalement via la voie de signalisation cellulaire AMPc/protéine kinase A. L’amplitude et la durée des réponses biologiques induites par l’AMPc sont finement contrôlées par les activités phosphodiestérases (PDE) catalysant l’inactivation de l’AMPc en AMP. Dans des primocultures de cellules de Sertoli issues de rats immatures âgés de 10 à 30 jours, la FSH stimule spécifiquement les activités PDE4 rolipram sensible et en particulier les activités PDE4D par des mécanismes transcriptionnels (isoformes courtes de PDE4D) et post-traductionnels (isoformes longues). La transition entre l’état prolifératif (10 jours post partum) et différencié-non prolifératif (30 jours pp) des cellules de Sertoli est associé à des changements (i) de l’amplitude des activités PDE4 membranaire induites par la FSH, (ii) de la distribution subcellulaire de ces activités, (iii) de l’expression subcellulaire des isoformes de PDE4D. Puisque la différenciation cellulaire est souvent associée à une augmentation de l’expression de protéoglycannes (PG) membranaires, nous avons étudié l’implication des PG dans la régulation des activités PDE stimulées par la FSH dans les cellules de Sertoli. L’altération du métabolisme des PG par le PNPX (para-nitrophényl--D-xyloside) ou le chlorate de sodium (i) altère la stimulation des activités PDE4 par la FSH sans modifier l’expression des protéines PDE4D à la membrane, (ii) abolit l’inactivation des PDE4 membranaires stimulées par la FSH en inhibant le recrutement et/ou l’activation, par la gonadotropine, des activités phospho-protéine phosphatase 2A (PP2A) membranaires et (iii) diminue la réponse sertolienne à la FSH en terme d’AMPc en diminuant l’efficacité du couplage entre le récepteur à la FSH et les protéines Gs. Tous ces résultats suggèrent que les PG cellulaires, et en particulier le domaine cytosolique des syndécannes transmembranaires, pourraient servir de site d’ancrage à un complexe proéique encore mal défini mais qui contiendrait à la fois les protéines kinases A et PP2A et contrôlerait plusieurs étapes de la voie de signalisation FSH en aval du récepteur membranaire.

In the testis, differentiation of epithelial Sertoli cells required for the initiation of spermatogenesis is under the control of the gonadotropin FSH which mainly triggers the cAMP/protein kinase A signalling pathway. Magnitude and duration of cAMP to FSH are limited by cAMP-catabolizing activities termed phosphodiesterases (PDEs). In cultured Sertoli cells originating from 10 to 30 day-old immature rats, FSH specifically stimulated rolipram-sensitive PDE4, and particularly PDE4D activities by both transcriptional (short PDE4D isoforms) and post-translational (long isoforms) mechanisms. Transition between proliferative (10 days post partum) and non-proliferative differentiated (30 days pp) states was associated with changes (i) in the magnitude of FSH-induced stimulation of particulate PDE4 activities, (ii) in subcellular distribution of PDE4 activities and, (iii) in subcellular expression of PDE4D isoforms. Since cell differentiation is often associated with an increased expression of membrane proteoglycans (PGs), we have addressed the question of the involvement of cell proteoglycans in the regulation of the FSH-stimulated PDE activities in Sertoli cells. Alteration of cell PG synthesis by metabolic inhibitors PNPX (para-nitrophényl--D-xyloside) and sodium chlorate (i) impaired FSH-induced stimulation of particulate PDE4 activities without altering expression of particulate PDE4D proteins, (ii) abolished the deactivation of FSH-stimulated particulate PDE4 activities by inhibiting the FSH-induced recruitement and/or activation of a particulate phosphoprotein phosphatase 2A (PP2A)-like activity and (iii) decreased cAMP response to FSH by reducing the coupling efficiency between FSH receptor and Gs heterotrimeric protein. All these results suggested that cell PGs, and particularly the cytosolic domain of transmembrane syndecans, could serve as docking site for a yet unidentified scaffolding complex containing both protein kinase A and PP2A and controlling several steps of the FSH signal downstream to the membrane receptor.