Mécanisme moléculaire dépendant de la fonction de CaMK1D dans les neurones AgRP

Molecular mechanism underlying CaMK1D-dependent function in AgRP neurons

• Auteur / Autrice : Mengdi Qu
• Direction : Romeo Ricci
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 20/09/2024
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Daniel Metzger
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claire Martin
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Alexandre Benani, Virginie Tolle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transduction du signal cellulaire

Homéostasie

Génétique moléculaire

Syndrome métabolique

Effets du stress

Cellules

Mots clés libres

Neurones NPY/AgRP

Signalisation de la ghréline

CaMK1D

CalHM6

Influx de calcium

NPY/AgRP neuron

Ghrelin signaling

CaMK1D

CalHM6

Calcium influx

Résumé

La perturbation des mécanismes de réponse au stress chez les organismes peut entraîner une dysfonction cellulaire et des maladies telles que le syndrome métabolique. L'équilibre énergétique est principalement régulé par le système nerveux central (SNC), qui intègre des signaux hormonaux, neuronaux et alimentaires provenant de divers tissus. Une dysfonction de ce système est liée à l'obésité et au syndrome métabolique, qui sont tous deux des précurseurs du diabète de type 2 (T2D). Notre laboratoire a découvert que la protéine kinase ID dépendante du calcium/calmoduline (CaMK1D), un gène associé au T2D, favorise la prise alimentaire médiée par la ghréline chez les souris. Cependant, le rôle de la signalisation de CaMK1D dans les neurones NPY/AgRP reste encore à éclaircir. Dans cette étude, nous avons réalisé un séquençage de l'ARN en utilisant la lignée cellulaire hypothalamique GT1-7. Nous avons ainsi découvert que CalHM6 est une cible potentielle en aval de la signalisation de CaMK1D. Les niveaux d'ARNm de CalHM6 sont ainsi significativement augmentés dans les cellules CaMK1D-/- et sont réduits lorsque CaMK1D est ré-exprimé. Cela a également été confirmé in vivo dans l'hypothalamus des souris CaMK1D-/-. CalHM6, probablement un canal calcique dépendant du voltage, a montré des niveaux intracellulaires de Ca2+ augmentés en réponse à la ghréline dans les cellules CaMK1D-/- par rapport aux cellules CaMK1D+/+ en utilisant la méthode jGCamps. En résumé, notre travail a montré que CalHM6 est une nouvelle cible de CaMK1D. Une expression élevée de CaMK1D, entraînant une faible expression de CalHM6, pourrait ainsi favoriser la prise alimentaire et l'obésité en modulant la signalisation dépendante du calcium dans les neurones NPY/AgRP.

Disruption of stress response mechanisms in organisms can lead to cellular dysfunction and diseases like metabolic syndrome. Energy balance is mainly regulated by the central nervous system (CNS), which integrates hormonal, neuronal, and dietary signals from various tissues. Dysfunction in this system is linked to obesity and metabolic syndrome, both precursors to type 2 diabetes (T2D). Our laboratory discovered that calcium/calmodulin-dependent protein kinase ID (CaMK1D), a gene associated with T2D, promotes ghrelin-mediated food intake in mice. However, CaMK1D signaling in NPY/AgRP neurons still remains questions. In this work, we proformed RNA sequencing using the GT1-7 hypothalamic cell line. To this end, we found that CalHM6 is a downstream target of CaMK1D signaling. CalHM6 mRNA levels were significantly upregulated in CaMK1D-/- cells and downregulated when CaMK1D was re-expressed. This was confirmed in vivo in the hypothalamus of CaMK1D-/- mice. CalHM6, likely a voltage-gated calcium channel, showed increased intracellular Ca2+ levels in response to ghrelin in CaMK1D-/- cells compared to CaMK1D+/+ cells using jGCamps method. Altogether, our work showed CalHM6 is a novel target of CaMK1D. High CaMK1D, leading to low CalHM6 expression, may enhance food intake and obesity by modulating calcium-dependent signaling in NPY/AgRP neuron.