Role of the specific collagen ColQ in the neuromuscular junction formation
Rôle du collagène spécifique ColQ dans la formation de la jonction neuromusculaire
Résumé
ColQ is a specific collagen that anchors acetylcholinesterase (AChE) in the synaptic cleft of the neuromuscular junction. The importance of AChE-ColQ complex in the physiology of this synapse has been highlighted by the identification of COLQ mutations in the human gene, leading to a congenital myasthenic syndrome with AChE deficiency (CMS-1c). The symptoms observed in patients and the defects of the neuromuscular junctions in adult ColQ mutant mice which are mice model for this CMS-1c are complex and AChE deficiency cannot account for all of them. We hypothesized that ColQ could play a role per se in synapse formation and therefore its absence would participate in the defects. I have shown that ColQ regulates the levels of nicotinic acetylcholine receptor (nAChR) subunits via MuSK, a key protein in synapse formation, independently of AChE. The consequence of this regulation is that ColQ controls nAChR clustering implicated in synaptic transmission. Moreover, my results have shown that ColQ deficiency reduces membrane-bound MuSK. In this context, it is highly significant that the phenotypes of CMS-1c and MuSK CMS patients have similarities. In addition, atrophic signs were found in ColQ-/- mice muscles suggesting a partial denervation of muscle fibers in the absence of ColQ. Modifications highlighted by my results may thus explain the origin of the functional defects linked to ColQ absence or mutation.
ColQ est un collagène spécifique ancrant l'acétylcholinestérase (AChE) dans la fente synaptique de la jonction neuromusculaire (JNM). L'importance du complexe AChE-ColQ dans le fonctionnement de cette synapse a été révélée par l'identification de mutations dans le gène humain codant pour ColQ qui sont à l'origine du syndrome myasthénique congénital avec déficience en AChE (SMC-1c). Les défauts présents chez les patients et le phénotype des souris ColQ-/- modèles pour le SMC-1c sont complexes, la déficience en AChE ne rendant probablement pas compte de tous les symptômes. Nous avons donc fait l'hypothèse que ColQ pourrait réguler la formation de la JNM afin d'expliquer certains des défauts observés. J'ai montré que ColQ régule l'expression des sous-unités du récepteur de l'acétylcholine (RACh) via le récepteur tyrosine kinase MuSK, molécule clé dans la formation de la synapse et cela indépendamment de l'AChE. La conséquence de cette régulation est que ColQ contrôle la formation des agrégats de RACh impliqués dans la transmission synaptique. Par ailleurs, mes résultats ont révélé que l'absence de ColQ entraîne une réduction de l'expression de MuSK à la membrane. Cette observation prend tout son intérêt dans un contexte clinique montrant que certains symptômes sont communs aux patients atteints du SMC-1c et du SMC lié à des mutations de MuSK. De plus, des signes d'atrophie musculaire ont été découverts chez la souris ColQ-/- pouvant laisser penser à une dénervation au moins partielle du muscle en absence de ColQ. Mes recherches ont ainsi permis de mettre en évidence des modifications pouvant être à l'origine des défauts fonctionnels observés lorsque ColQ est muté ou absent.