Cell fate choice of multipotent progenitors somite, in the mouse embryo

• Auteur / Autrice : Alicia Mayeuf
• Direction : Margaret Buckingham, Stéphane Vincent
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie du développement et cellules souches
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phénotype

Tissu adipeux brun

Somites

Résumé

La partie dorsale du somite, le dermomyotome contient des progéniteurs multipotents Pax3+ donnant naissance à de nombreux types cellulaires : musculaires, dermiques, endothéliales, murales et adipocytes bruns. Le but de ma thèse été de comprendre les mécanismes associés aux choix de destins cellulaires chez l’embryon de souris. Nous avons dans un premier temps montré que la voie de signalisation Notch favorise l’entrée des progéniteurs multipotents vers un destin vasculaire plutôt que myogénique, en agissant sur l’équilibre génétique Pax3 :Foxc2. Afin de déterminer si Foxc1, l’homologue de Foxc2, est aussi impliqué dans ce mécanisme, nous avons spécifiquement délété ces deux gènes dans les progéniteurs Pax3+. Ceci engendre de nouveaux phénotypes que nous documentons dans cette étude. Le nombre de cellules vasculaires est réduit, tout comme l’est le nombre de cellules myogéniques du membre. Différentes hypothèses sont proposées pour expliquer ce défaut. Foxc2 est un facteur également impliqué dans la différenciation du tissu adipeux brun. Nous avons étudié le développement de ce tissue au cours du développement et proposons un modèle selon lequel il se développe en deux étapes, la première étant le développement d’une « masse adipogénique indifférenciée » et la seconde correspondant à la différenciation des adipocytes bruns. Des approches de perte et gain de fonction nous ont permis de montrer que Foxc1 et Foxc2 semblent jouer un rôle dans le contrôle de la fonction mitochondriale au cours de la différenciation des adipocytes bruns, et ce même rôle pourrait être joué par Foxc1 dans les fibres musculaires oxydatives chez l’adulte où Foxc1 est spécifiquement exprimé.

The dorsal part of the somite, the dermomyotome contains multipotent Pax3+ progenitors, which give rise to different cell types such as skeletal muscle, dermal, endothelial, mural and brown adipose cells. The aim of this thesis was to understand mechanisms underlying cell fate decisions in this context in the mouse embryo. We have first shown that the Notch signaling pathway directs multipotent progenitors towards a vascular instead of a myogenic fate, by acting on the Pax3 :Foxc2 genetic equilibrium. To determine if Foxc1, the homologue of Foxc2, is also implicated in this mecanism, we have conditionally deleted both genes in Pax3+ progenitors. We document new phenotypes, including a reduction in vascular, cells, notably endothelial cells in the forelimb, where, surprisingly myogenic cells are also absent, leading to a number of possible hypotheses. Foxc2 is also implicated in the differentiation of brown adipose tissue, which we show is a derivative of Pax3+ cells in the dermomyotome. We have studied the development of this tissue in the embryo and propose a model in two steps, with initial formation of an “undifferentiated adipogenic mass” which subsequently differentiates into brown adipocytes. Gain and loss of function approaches suggest that Foxc1/2 play a role in the control of mitochodrial function during the differentiation of brown adipocytes in the embryo. This role may also be played by Foxc1 in the slow fibers of skeletal muscle where it is specifically expressed in the adult.