Etude des rôles respectifs des facteurs de transcription HNF-4a et HNF-4g dans l'épithélium intestinal

Les deux formes du facteur de transcription HNF-4, HNF-4a et HNF-4g, sont exprimées dans l épithélium intestinal. La première est exprimée sur l ensemble de l axe crypto-villositaire, tandis que l expression de la seconde est restreinte à la villosité, suggérant que ces deux formes d HNF-4 exercent des effets différents dans cet épithélium. L objectif de ma thèse a été de déterminer les rôles respectifs de ces deux récepteurs nucléaires dans l épithélium intestinal. Dans un modèle murin d invalidation du gène hnf-4a, inductible et spécifique de l intestin, j ai pu mettre en évidence son rôle suppresseur de tumeurs : après injection d Azoxyméthane, un carcinogène induisant spécifiquement des tumeurs dans l épithélium colique, les souris invalidées pour HNF-4a ont été les seules à développer des tumeurs colorectales 3 mois après les injections. Concernant HNF-4g, j ai montré que son invalidation entraîne une augmentation de la tolérance au glucose et une hyperinsulinémie en réponse à un apport de glucose oral. Lorsque l apport se fait par voie intra-péritonéale, la glycémie et l insulinémie restent normales, indiquant le rôle primordial de l intestin dans les effets observés. Chez ces souris, le nombre de cellules entéroendocrines de type L et les taux plasmatiques de GLP-1 sont augmentés. Cette augmentation de la sécrétion de GLP-1, entéropeptide à effet incrétine, explique l augmentation de l insulinémie. Aucun de ces effets n est observé chez les souris invalidées pour HNF-4a. HNF-4a et HNF-4g exercent donc des rôles différents au niveau de l épithélium intestinal. L équilibre de la balance entre leur expression respective doit être finement contrôlé pour le maintien de l homéostasie de l épithélium intestinal, du lignage entéroendocrine et de l homéostasie glucidiqueTwo different forms of the transcription factor HNF-4, HNF-4a and HNF-4g, are expressed in the intestinal epithelium. HNF-4a is expressed along the crypt to villus axis and HNF-4g expression is restricted to the villus, suggesting that these two forms exert different effects in this epithelium. The aim of my work was to determine the specific roles of these two nuclear receptors in the intestinal epithelium. In a mouse model of inducible and intestine-specific invalidation of hnf-4a gene, I demonstrated that HNF-4a plays a role of tumor suppressor: after injection of Azoxymethane, a colonic tumor inducer, only HNF-4a invalidated mice developed tumors in the colon, 3 months after injections. Concerning HNF-4g, I showed that its invalidation was responsible for an increase of glucose tolerance and hyperinsulinemia in response to an oral glucose challenge. When glucose was delivered intra peritonealy, glycemia and insulinemia remained normal, highlighting the major role of intestine in the observed effects. In these mice, the number of type Lenteroendocrine cells, and GLP-1 plasma levels were increased. This augmentation of GLP-1 secretion, which has an incretin effect, explains the hyperinsulinemia. None of these effects was observed in HNF-4a invalidated mice. HNF-4a and HNF-4g have different effects in the intestinal epithelium. Equilibrium in the balance between the respective expressions of these two forms must be finely regulated for the maintenance of intestinal epithelium homeostasis, enteroendocrine lineage and glucose homeostasis.PARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF

Integrative multi‐omics analysis of intestinal organoid differentiation

International audienceIntestinal organoids accurately recapitulate epithelial homeostasis in vivo, thereby representing a powerful in vitro system to investigate lineage specification and cellular differentiation. Here, we applied a multi-omics framework on stem cell-enriched and stem cell-depleted mouse intestinal organoids to obtain a holistic view of the molecular mechanisms that drive differential gene expression during adult intestinal stem cell differentiation. Our data revealed a global rewiring of the transcriptome and proteome between intestinal stem cells and enterocytes, with the majority of dynamic protein expression being transcription-driven. Integrating absolute mRNA and protein copy numbers revealed post-transcrip-tional regulation of gene expression. Probing the epigenetic landscape identified a large number of cell-type-specific regulatory elements, which revealed Hnf4g as a major driver of enterocyte differentiation. In summary, by applying an integrative systems biology approach, we uncovered multiple layers of gene expression regulation, which contribute to lineage specification and plasticity of the mouse small intestinal epithelium