Origine, diversité et contrôle transcriptionnel des interneurones périglomérulaires calrétinines du bulbe olfactif

Origin, diversity and transcriptional coding of periglomerular calretinin interneurons

• Auteur / Autrice : Élodie Gaborieau
• Direction : Olivier Raineteau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 20/12/2017
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Cellule Souche et Cerveau (Bron)
• Jury : Président / Présidente : Anne Didier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Philippe Hugnot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Valérie Coronas, Marc-André Mouthon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interneurones

Bulbe olfactif

Facteurs de transcription

Cellules souches

Mots clés libres

Activité germinale postnatale

Cellules souches

Bulbe olfactif

Interneurones calrétinine

Facteur de transcription Sp8

Postnatal germinal activity

Neural stem cells

Olfactory bulb

Calretinin interneurons

Transcription factor Sp8

Résumé

Les cellules souches neurales (CSNs) de la zone sous-ventriculaire (ZSV) présentent une activité germinale intense tout au long de la vie d'un individu. Les CSNs postnatales sont régionalisées en microdomaines exprimant des facteurs de transcription spécifiques et générant des sous-types neuronaux distincts dans le bulbe olfactif (BO). Les interneurones calrétinine (CalR+) représentent la plus grande population d'interneurones périglomérulaires (PG) du BO produits après la naissance. Cependant, contrairement à d'autres, il existe peu d'informations concernant leur origine, leur diversité et leur fonction dans le BO, ainsi que les facteurs de transcription impliqués dans leur génération. Des études antérieures ont mis en évidence que les interneurones CalR + PG sont générés à la fois par les microdomaines médial et dorsal de la ZSV, et ont suggéré que le facteur de transcription Sp8 serait impliqué dans leur génération. Ce travail de thèse a eu pour objectif : 1) d'affiner les approches actuelles afin de manipuler l'expression génique dans les CSNs de la ZSV postnatale d'une manière contrôlée temporellement, 2) d'explorer l'origine et la fonction des interneurones CalR + périglomérulaires, 3) d'étudier le rôle du facteur de transcription Sp8 dans le codage transcriptionnel de la spécification des interneurones CalR + périglomérulaires ainsi que leur maturation. Ainsi, une approche d'électroporation postnatale classique a été affinée afin de pouvoir manipuler l'expression des gènes dans les CSNs de la ZSV et ainsi permettre de cartographier le devenir à long terme de la progénie des CSNs et de manipuler génétiquement ces CSNs à une étape précise de leur différentiation. Le perfectionnement de cette approche a permis d'identifier deux sous-populations d'interneurones CalR + présentant des origines spatiales et temporelles différentes après la naissance, ainsi que d'explorer les implications fonctionnelles et morphologiques de cette diversité. Ainsi, une fraction importante et non décrite d'interneurones CalR + PG présente des propriétés de neurones immatures (c'est-à-dire qu'elle reçoit peu d'entrées synaptiques et est faiblement excitable), remettant en question leur rôle dans le traitement de l'information olfactive. Enfin, des manipulations génétiques du facteur de transcription Sp8 à divers stades de la différenciation des interneurones CalR+ ont mis en évidence son rôle dans la survie à long terme des interneurones CalR + PG matures, tout en excluant un rôle dans leur spécification précoce. Ces résultats amène ainsi un éclairage nouveau sur l'origine, la diversité et le codage transcriptionnel des interneurones CalR + PG et appellent à une caractérisation plus précise de leur rôle dans le traitement de l'information olfactive

The subventricular zone (SVZ) is a brain region that shows intense germinal activity throughout postnatal life. The postnatal SVZ is subdivided in microdomains containing neural stem cells (NSCs) that express defined transcription factors and generate distinct neuronal subtypes in the olfactory bulb (OB). Calretinin-expressing (CalR+) interneurons represent the largest population of OB periglomerular interneurons produced after birth. Yet, in contrast to others, limited information exists regarding their origin, diversity and function in the OB, as well as the transcription factors that guide their generation. Previous studies highlighted that CalR+ PG interneurons are generated by both the medial and dorsal SVZ microdomains, and suggested that the transcription factor Sp8 is involved in their generation.This work aimed at 1) refining current approaches for manipulating gene expression in postnatal SVZ NSCs in a temporally controlled manner, 2) exploring the origin and the function of CalR+ periglomerular neurons, 3) investigating the role of Sp8 in the transcriptional coding of CalR+ periglomerular interneurons specification and maturation.Refinement of the classical electroporation approach allowed the long-term fate mapping and timely-controlled genetic manipulation of NSCs of the SVZ. Using this refined approach allowed identifying two subpopulations of CalR+ interneurons that show different spatial and temporal origins after birth, as well as to explore the functional and morphological correlates of this diversity. A large and previously non-described fraction of CalR+ periglomerular interneurons exhibits properties of immature neurons (i.e. little synaptic inputs and weak excitability), questioning their role in olfactory processing. Finally, genetic manipulations of the transcription factor Sp8 at different stages during CalR+ interneuron differentiation highlighted its role in the long-term survival of mature CalR+ periglomerular interneurons, while excluding a role in their early specification. Altogether these results shed new lights on the origin, diversity and transcriptional coding of CalR+ periglomerular i nterneurons and call for a characterization of their role in olfactory processing