Artn/Gfralpha3 signaling in the pancreas
Etude de la voie de signalisation Artn/Gfrɑ3 dans le pancréas
Abstract
The generation of therapeutic ß-cell from human embryonic stem cells relies on the identification of growth factors that faithfully mimic pancreatic ß-cell development in vitro. In this context, the aim of the study was to determine the expression and function of a novel endocrine progenitor surface marker, the Glial cell line derived neurotrophic factor receptor α3 (Gfrα3) and its ligand Artemin in islet cell development and function.RT-PCR, In situ hybridization and immunochemistry were used to characterize the expression of Gfra3 and Artn mRNAs and proteins as well as of other members of the GDNF receptor and ligand family. We used Gfra3-deficient mice to study Gfrα3 function and generated a transgenic mice over expressing Artn in the embryonic pancreas to study Artn function. We found that Gfrα3 is expressed at the surface of a subset of Ngn3-positive endocrine progenitors as well as of embryonic α- and ß-cells, while Artn is found in the pancreatic mesenchyme. Adult ß-cell lack Gfrα3, but rare ß cell express the receptor. Gfrα3 is also found in parasympathetic and sympathetic intra islets neurons as well as in glial cell in the embryonic and adult pancreas. The loss of Gfrα3 or overexpression of Artn has no impact on Ngn3-and islet cell formation and maintenance in the embryo. Islet organisation and innervation as well as glucose homeostasis is normal in Gfrα3-deficient mice. Our data show that Gfrα3 is dispensable for islet cell differentiation and innervation suggesting functional redundancy. Gfrα3 could be instrumental as a surface marker for antibody–mediated sorting and characterization of relevant cell population during islet cell differentiation.
L’identification de signaux impliqués dans la formation des cellules endocrines pancréatiques permettra d’apporter de nouvelles connaissances sur les mécanismes régissant la différenciation des cellules endocrines et de nouvelles applications dans le domaine de la génération de cellules sécrétrices d’insuline afin de traiter des patients atteints de diabète. C’est dans ce contexte que nous avons étudié l’expression et la fonction du récepteur membranaire Glial cell line derived neurotrophic factor Family Receptor α 3 (Gfrα3) et de son ligand Artemin au cours du développement du pancréas et dans le pancréas adulte chez la souris. Des techniques de PCR quantitatives, d’hybridations in situ et d’immunofluorescences nous ont permis de caractériser l’expression de Gfrα3, d’Artn mais aussi d’autres ligands et récepteurs de cette famille. Nous avons aussi utilisé un modèle de souris perte de fonction et générer un modèle de souris transgénique sur exprimant Artn dans le pancréas afin d’étudier la fonction de la voie de signalisation Artn/Gfrα3 dans le pancréas. Nous avons ainsi découvert que le récepteur Gfrα3 est exprimé au cours du développement du pancréas par les progéniteurs endocrines, les cellules insulines-positives et glucagon-positives ainsi que les cellules embryonnaires neuronales. Au stade adulte, Gfrα3 n’est pas exprimé par les cellules à insuline et est exprimé par quelques cellules à glucagon. A ce stade, son expression est aussi observée au niveau des cellules gliales, ainsi que des neurones du système nerveux sympathique et parasympathique. Les différentes expériences de perte et de gain de fonction réalisées afin de comprendre le rôle pancréatique de Gfrα3, ont révélé que ce récepteur n’est pas essentiel à la différenciation et au maintien des cellules endocrines, ni à la formation et au maintien de l’innervation endocrine. En conclusion, nous avons découvert et caractérisé un nouveau marqueur de surface exprimé dans les cellules endocrines pancréatiques en développement. Cette caractéristique pourrait s’avérer utile pour purifier par cytométrie en flux et étudier des sous populations cellulaires générées au cours des protocoles de différentiation in vitro visant à générer de nouvelles cellules sécrétrices d’insuline pour une thérapie cellulaire du diabète.
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