Dynamique cellulaire et mécanismes moléculaires de l’émergence des cellules souches hématopoïétiques chez l’embryon de poisson zèbre

Cellular and molecular mechanism of hematopoietic stem cell emergence in the zebrafish embryo

• Auteur / Autrice : Mylène Lancino
• Direction : Philippe Herbomel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Cellulaire et Moléculaire du Développement
• Date : Soutenance le 07/11/2017
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pasteur (Paris). Macrophages et cellules endothéliales
• Jury : Président / Présidente : Thierry Jaffredo
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nadine Peyriéras, Romain Levayer
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Markus Affolter, Ana-Maria Lennon-Duménil
• DOI : 10.70675/b9d56902ze634z4a25z987ezb324e4a02c1d

Mots clés

Mots clés contrôlés

Danio rerio

Hématopoïèse

Cellules souches

Mots clés libres

Développement

Poisson zèbre

Hematopoïèse

Endothélium

Actomyosine

Complexe jonctionnel

Development

Zebrafish

Endothelium

Résumé

Chez les vertébrés, les cellules souches hématopoïétiques adultes émergent chez l'embryon à partir de l'endothélium de l'Aorte Dorsale et par un changement de morphologie cellulaire appelé Transition Endothélio-Hématopoïétique (TEH). L'EHT a été observée pour la première fois in vivo en utilisant le poisson zèbre et est régulée par le facteur de transcription runx1.Au cours de ma thèse, grâce à l'utilisation d'embryons de poisson zèbre transgéniques, j'ai mis en place des méthodes d'imagerie qualitative et quantitative afin d'analyser le processus cellulaire de la TEH in vivo ainsi que la dynamique des cellules environnantes à la plus haute résolution spatiale et temporelle possible. Mes résultats montrent que la TEH prend place dans un vaisseau dont l'organisation cellulaire et jonctionnelle est ajustée pour résister le plus efficacement possible aux forces mécaniques induites par le flux sanguin. La TEH nécessite la contraction d'un anneau cortico-apical d'actomyosine et le maintien des jonctions antéro-postérieures jusqu'à la fin du processus. De plus, il subit une série de phases de contraction et de relaxation suggérant sa régulation par un mécanisme de type ratchet. Les résultats montrent également l'implication de la Myosine regulatory light chain 9 (Myl9b) dont l'expression est régulée positivement par runx1. De plus, l'activité de la Myl9b au cours de la TEH nécessite la phosphorylation par la PKC de son domaine Nter. Dans ce contexte, nous faisons l'hypothèse que la phosphorylation Nter de la Myl9b, est une régulation essentielle au mécanisme de contraction de l'anneau cortico-apical d'actomyosine et est probablement à la base du mécanisme de type ratchet .

In vertebrates, Hematopoietic Stem Cells emerge from the endothelium of the dorsal aorta in a process featuring striking cell shape changes and called the Endothelial to Hematopoietic Transition (EHT). This transition was observed for the first time in vivo in our laboratory, using the zebrafish as a model organism, and is regulated by the transcription factor runx1. During my PhD, using transgenic zebrafish embryos, I set up qualitative and quantitative imaging methodologies to dissect the EHT process and the dynamics of surrounding vascular cells at the highest possible spatio-temporal resolution. My results show that the EHT is a unique cellular process, that takes place in a vessel whose cellular and intercellular organisation are tuned to resist the hemodynamic forces induced by blood flow. It requires the contraction of an apico-cortical actomyosin belt and the maintenance of antero-posterior to release the cells into the sub-aortic space while preserving the vessel integrity. The apical belt undergoes series of contraction/relaxation phases suggesting that it is controlled by a ratchet-like mechanism. I also provide evidence supporting a role of the Myosin regulatory light chain 9 (Myl9b) whose expression is positively regulated by the transcription factor runx1. The activity of Myl9b in the EHT is requires its amino-terminal PKC phosphorylation site. We make the hypothesis that the phosphorylation of the amino-terminal of Myl9b, at a site that is conserved through vertebrate species, is key to the regulation of the contraction of the cortico-apical actomyosin belt and is most probably at the basis of its dynamic control according to a ratchet-like mechanism.