COUP-TFII : its regulation and involvement in the control of hepatic glucose and lipid metabolisms of newborn mice
COUP-TFII : sa régulation et son rôle dans le contrôle du métabolisme glucido-lipidique chez le souriceau nouveau-né
Résumé
Metabolic adaptation to nutritional changes that occurs at birth is essential for newborn mammal survival. This is particularly crucial for newborn mice in which glucose availability from milk is low. Numerous signalling pathways and transcription factors are involved in these postnatal adaptations. The work presented in this thesis shows that nuclear receptor COUP-TFII (Chicken Ovalbumin Upstream Promoter, Transcription Factor II) plays a central role in this nutritional adaptation. Indeed, its hepatic gene expression increases during the rst days after birth. Two factors are involved in this postnatal increase : glucagon and nuclear receptor PPAR that directly controls COUP-TFII gene expression secondarily to its binding to DNA consensus responsive element (DR-1). To study COUP-TFII function, two strategies (shRNA mediating invalidation and functional invalidation using a dominant negative COUP-TFII protein) were used in 4 day-old suckling mice. Hepatic invalidation of COUP-TFII induces a marked hypoglycaemia and hypoketonemia. At this developmental stage, hepatic glucose production is ensured by gluconeogenesis that is energetically dependant of fatty acid oxidation that provide cofactors (NADH, H+ and acetyl-CoA) required for speci c gluconeogenic enzymes activities. Using the crossover plot technique, we showed that pyruvate carboxylase (acetyl-CoA dependant) and glycerad ehyde-3- phosphate dehydrogenase (NADH, H+ dependant) are involved in the inhibition of hepatic gluconeogenesis in COUP-TFII invalidated mice.Moreover, hepatic COUP-TFII invalidation reduces key gluconeogenic (PEPCK, glucose-6-phosphatase) and fatty acid oxidation (CPT-1, mHMG-CoA synthase, FABP-1) gene expression. The hypoglycaemic and hypoketonemic phenotype is reversed by pharmacologic activation of PPAR (a major factor in the regulation of fatty acid oxidation gene expression) suggesting that inhibition of gluconeogenesis is mainly due to the reduction of fatty acid oxidation. All together, these data provide evidences that COUP-TFII is a major actor in the regulation of hepatic glucose and lipid metabolisms in newborn mice.
L'adaptation m etabolique aux changements nutritionnels qui surviennent a la naissance est cruciale pour la survie des mammif eres nouveau-n es. C'est particuli erement important chez la souris nouveau-n e en raison d'un apport lact e en glucides tr es r eduit. De nombreuses voies de signalisation et facteurs de transcription permettent l'adaptation postnatale du m etabolisme a ce r egime, Le travail pr esent e dans cette th ese montre que le r ecepteur nucl eaire COUP-TFII (Chicken Ovalbumin Upstream Promoter, Transcription Factor II) joue un r^ole capital dans cette adaptation nutritionnelle. Ainsi, son expression h epatique augmente d es la naissance. Deux facteurs sont impliqu es dans cette augmentation : le glucagon et le r ecepteur nucl eaire PPAR qui contr^ole directement l'expression de COUP-TFII en se liant a son promoteur via un el ement consensus de type DR-1. Pour etudier la fonction de COUP-TFII, deux techniques d'invalidation ad enovirale (invalidation g enique par ARN interf erence et invalidation fonctionnelle utilisant une prot eine dominante n egative), ont et e utilis ees chez le souriceau de 4 jours. L'invalidation h epatique de COUP-TFII provoque une hypoglyc emie et une hypoc eton emie. A ce stade de d eveloppement, la production h epatique de glucose est asur ee par la n eoglucogen ese qui est energ etiquement d ependante de l'oxydation des acides gras qui fournit des coenzymes r eduits (NADH, H+) et de l'ac etyl-CoA n ecessaires au fonctionnement de certaines enzymes de la n eoglucogen ese. En utilisant la technique du crossover plot, nous avons montr e que deux etapes enzymatiques de la n eoglucog en ese sont inhib ees dans le foie des souris invalid ees pour COUP-TFII : la pyruvate carboxylase (d ependante de l'ac etyl-CoA) et la glyc erad ehyde-3-phosphate deshydrog enase (d ependante du NADH, H+). Ces e ets m etaboliques s'accompagnent de diminutions de l'expression de g enes cl es de la n eoglucog en ese (PEPCK, glucose-6-phosphatase) et de la -oxydation mitochondriale des acides gras (CPT-1, mHMG-CoA synthase, FABP-1). Le ph enotype hypoglyc emique et hypoc eton emique est normalis e par une activation pharmacologique de PPAR (un r egulateur majeur des g enes de l'oxydation des acides gras) sugg erant que l'inhibition de la n eoglucogen ese est la principalement la cons equence d'une diminution de l'oxydation des acides gras. Ces travaux font de COUP-TFIII un coordinateur majeur du m etabolisme h epatique postnatal chez la souris.
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