Rôle de la voie de signalisation Hippo dans les organes stéroïdiens

Abstract

La voie de signalisation Hippo est impliquée dans de nombreux processus au cours du développement embryonnaire ainsi que chez l’adulte afin d’assurer, entre autres, la prolifération et la différenciation cellulaire, et le maintien de l’homéostasie tissulaire. Les principaux effecteurs qui agissent en aval de cette voie de signalisation sont les cofacteurs transcriptionnels YAP (Yes associated protein) et TAZ (Transcriptionnal coactivator with PDZ-binding motif). La voie Hippo a été étudiée dans de nombreux tissus pour son rôle dans la physiologie et certaines pathologies, cependant très peu d’études ont été menées sur le rôle de cette voie dans le testicule et la glande surrénale. L’hypothèse émise est que cette voie de signalisation pourrait jouer un rôle important dans le développement (déterminisme sexuel mâle) et la fonction (synthèse de testostérone) des testicules ainsi que dans la physiologie surrénalienne. L’objectif de ce travail de doctorat est d’élucider le rôle des effecteurs de la voie Hippo, YAP et TAZ, dans le développement et la fonction des cellules de Sertoli, des cellules de Leydig, ainsi que dans les cellules du cortex surrénalien. Nos travaux ont mis en évidence le rôle de YAP/TAZ dans le maintien de l’identité des cellules de Sertoli. Nous avons constaté que l’inactivation de Yap/Taz dans un modèle de culture primaire de cellules immatures de Sertoli entraine une diminution de l’expression des gènes impliqués dans le déterminisme sexuel mâle au profit des gènes de différenciation femelle. Nous avons ensuite procédé à la création d’un modèle murin permettant l’inactivation conditionnelle de Yap/Taz dans les cellules de Sertoli (Yap(flox/flox);Taz(flox/flox);Amh(cre/+)). Malgré une légère modification de l’expression de certains gènes associés au déterminisme sexuel, l’inactivation de Yap/Taz n’entrainait pas de changement de sexe chez les adultes. Afin d’évaluer le rôle de la voie Hippo dans le développement des gonades (et des glandes surrénales) nous avons créé un modèle de souris permettant l’inactivation de Yap/Taz dans les précurseurs des cellules de Sertoli, des cellules de Leydig et des cellules de l’adrénocortex au niveau du primordium adrenogonadique (Yap(flox/flox);Taz(flox/flox); Nr5a1(cre/+)). Si la recombinaison dans les cellules de Sertoli et de Leydig n’a pas été efficace, la recombinaison au niveau du cortex surrénalien a été hautement efficace. La caractérisation du modèle de souris Yap(flox/flox);Taz(flox/flox);Nr5a1(cre/+) nous a donc permis de définir un rôle pour YAP/TAZ dans le maintien de la glande surrénale adulte. Enfin, afin de déterminer le rôle de la voie Hippo dans les cellules de Leydig, nous avons évalué le rôle de YAP dans les cellules de Leydig MLTC-1. Par l’utilisation d’un inhibiteur pharmacologique de YAP et des ARNs interférants (siARNs) dirigés contre Yap, nous avons démontré que YAP régulait la stéroïdogenèse de manière négative dans ces modèles de cellules de Leydig. Nous avons aussi démontré que YAP pouvait interagir avec le promoteur proximal de Star (Steroidogenic acute regulatory protein) et que cette liaison était perturbée par la voie PKA (Protéine kinase A) qui entraine la phosphorylation de YAP suggérant un mécanisme d’action par lequel YAP régule la stéroïdogenèse. En résumé, à l’aide d’approches in vitro et in vivo, nous avons mis en évidence pour la première fois le rôle de la voie Hippo dans le maintien de l’identité « mâle » des cellules de Sertoli, dans la régulation de la stéroïdogenèse dans les cellules de Leydig dans des cellules immortalisées ainsi que dans le maintien de l’homéostasie du cortex surrénalien.

Hippo is an evolutionary conserved signaling pathway with well-established roles in cell fate determination, differentiation, and proliferation during embryonic and postnatal development, as well as tissue homeostasis throughout adulthood. The main effectors of the Hippo pathway are the transcriptional coregulators YAP (Yes associated protein) and TAZ (Transcriptional coactivator with PDZ-binding motif). The Hippo pathway has been studied in many tissues for its diverse roles in physiology and pathology, however few studies have been done to elucidate its role in the testis and the adrenal gland. We hypothesized that the Hippo pathway could play a major role in testicular development (male sexual determination) and function (testosterone production) as well as adrenal gland physiology. The objectives of the present thesis are to elucidate the function of the Hippo effectors YAP and TAZ in the development and function of the Sertoli and Leydig cells, as well as in adrenocortical cells. The results of this thesis highlighted the role of YAP/TAZ for the maintenance of the male identity of the Sertoli cells. We found that Yap/Taz inactivation in primary cultured immature Sertoli cells leads to a downregulation of male sex determination genes and an upregulation of genes involved in female differentiation. Then, we generated a mouse model in which Yap and Taz were conditionally deleted in Sertoli cells (Yap(flox/flox);Taz(flox/flox);Amh(cre/+)). Despite slight modifications in the expression of genes associated with sex determination, Yap/Taz inactivation didn’t cause sex reversal in adults. In order to evaluate the role of Hippo in gonadal (and adrenal gland) development, we generated a new mouse model to direct Yap/Taz inactivation in Sertoli, Leydig and adrenocortical progenitors cells (Yap(flox/flox);Taz(flox/flox);Nr5a1(cre/+)). Recombination wasn’t efficient in Sertoli and Leydig cells but was highly efficient in the adrenocortical cells. Characterization of Yap(flox/flox);Taz(flox/flox);Nr5a1(cre/+) the mouse model allowed us to define a role for YAP/TAZ in adult adrenal gland maintenance. Finally, to determine the role of the Hippo pathway in Leydig cells, we evaluated the YAP’s role in the Leydig cell lines MLTC-1. Using a pharmacological inhibitor of YAP and siRNAs targeting Yap, we showed that YAP negatively regulates steroidogenesis in these Leydig cell line models. We also demonstrated that YAP can recruit the proximal promoter of Star, and that this recruitment decreases following PKA-dependent YAP phosphorylation, suggesting a mechanism of action whereby YAP regulates steroidogenesis. To resume, combining in vitro and in vivo approaches, we elucidated for the first time a role of the Hippo signaling pathway in Sertoli cell differentiation, in steroidogenesis regulation in Leydig cells, as well as in adrenocortical homeostasis.