La peau, un modèle d'horloge périphérique

The skin as a peripheral clock model

• Auteur / Autrice : Taole Liu
• Direction : Marie-Paule Felder-Schmittbuhl, Paul Pévet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 03/03/2014
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des neurosciences cellulaires et intégratives (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Vincent Lelièvre
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anne-Marie François-Bellan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabienne Aujard, Bruno Claustrat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Souris transgéniques

Biologie du développement

Infections à Lentivirus

Mélatonine

Rythmes circadiens

Métabolisme

Cellules épithéliales

Mots clés libres

Per1

Bmal1

Horloge périphérique

Rythmes circadiens

Synchronisation

Peau

Fibroblastes

Bioluminescence

Développement postnatal

Vieillissement

Compensation thermique

Mélatonine

Lentivirus

Per1

Bmal1

Peripheral clock

Circadian rhythms

Synchronization

Skin

Fibroblasts

Bioluminescence

Postnatal development

Ageing

Temperature compensation

Melatonin

Lentivirus

Résumé

Ce travail avait pour objet d’étudier les propriétés d’horloge et de synchronisation de la peau, un modèle potentiel d’horloge périphérique. L’activité rythmique a été analysée par bioluminescence en temps réel, sur des explants de peau abdominale et des fibroblastes dermiques primaires, isolés à partir de rats transgéniques Per1-luciférase. Nous avons montré que des explants de peau présentent une activité rythmique soutenue en culture, indiquant une importante synchronisation interne dans le tissu. Cette synchronisation se manifeste au cours du développement post-natal à partir de 1 mois et augmente jusqu’à 6 mois, avant de décroître, laissant place à des rythmes altérés à l’âge de 2 ans. Nous avons aussi établi que les fibroblastes dermiques présentent la propriété de compensation thermique commune à toutes les horloges circadiennes, et qu’ils sont potentiellement synchronisables par la mélatonine puisque celle-ci augmente leur amplitude en culture. Nous avons aussi préparé un vecteur lentiviral exprimant le gène rapporteur luciférase sous le contrôle du promoteur du gène horloge Bmal1, un nouvel outil pour compléter l’étude des rythmes dans les cellules de la peau.

This work aimed to investigate the skin as a potential model of peripheral clock by characterizing its rhythmic and synchronization properties. Circadian activity was examined in abdominal skin explants and fibroblasts derived from Per1-Luciferase transgenic rats by real-time recording of bioluminescence. First, the skin clock was characterized from early postnatal to old age. Low amplitude oscillations appeared at 1 month only and their robustness increased until 6 months. In 1-2 year-old rats, skin circadian rhythms showed decreasing amplitude and abnormal cycles. Primary fibroblasts derived from the skin at the same ages demonstrated similar pattern of clock activity. Temperature compensation, an intrinsic clock feature, was shown the first time in skin and primary fibroblasts. Secondly, we demonstrated a phase-dependent effect of melatonin to increase the amplitude of oscillations in skin primary fibroblasts, indicating it displays a synchronising role in the circadiansystem. Finally, to facilitate our studies on the multioscillatory skin tissue, we constructed a lentivirus carrying a Bmal1-luciferase reporter, to measure clock genes activities in human skin cells.