Trophoblasts, invasion, and microRNA.

International audienceMicroRNAs (miRNAs) have recently become essential actors in various fields of physiology and medicine, especially as easily accessible circulating biomarkers, or as modulators of cell differentiation. To this respect, terminal differentiation of trophoblasts (the characteristic cells of the placenta in Therian mammals) into syncytiotrophoblast, villous trophoblast, or extravillous trophoblast constitutes a good example of such a choice, where miRNAs have recently been shown to play an important role. The aim of this review is to provide a snapshot of what is known today in placentation mechanisms that are mediated by miRNA, under the angles of materno-fetal immune dialog regulation, trophoblast differentiation, and angiogenesis at the materno-fetal interface. Also, two aspects of regulation of these issues will be highlighted: the part played by oxygen concentration and the specific function of imprinted genes in the developing placenta

ChREBP Regulates Fructose-induced Glucose Production Independently of Insulin Signaling

Obese, insulin-resistant states are characterized by a paradoxical pathogenic condition in which the liver appears to be selectively insulin resistant. Specifically, insulin fails to suppress glucose production, yet successfully stimulates de novo lipogenesis. The mechanisms underlying this dysregulation remain controversial. Here, we hypothesized that carbohydrate-responsive element-binding protein (ChREBP), a transcriptional activator of glycolytic and lipogenic genes, plays a central role in this paradox. Administration of fructose increased hepatic hexose-phosphate levels, activated ChREBP, and caused glucose intolerance, hyperinsulinemia, hypertriglyceridemia, and hepatic steatosis in mice. Activation of ChREBP was required for the increased expression of glycolytic and lipogenic genes as well as glucose-6-phosphatase (G6pc) that was associated with the effects of fructose administration. We found that fructose-induced G6PC activity is a major determinant of hepatic glucose production and reduces hepatic glucose-6-phosphate levels to complete a homeostatic loop. Moreover, fructose activated ChREBP and induced G6pc in the absence of Foxo1a, indicating that carbohydrate-induced activation of ChREBP and G6PC dominates over the suppressive effects of insulin to enhance glucose production. This ChREBP/G6PC signaling axis is conserved in humans. Together, these findings support a carbohydrate-mediated, ChREBP-driven mechanism that contributes to hepatic insulin resistance

Rôle du facteur de transcription STOX1 dans la physiopathologie de la prééclampsie : apport d'un modèle cellulaire et d'un modèle murin de transgénèse additive

Preeclampsia is a common disease of pregnancy characterized by de novo appearance of hypertension and proteinuria from the 20th week of gestation. These symptoms worsen during pregnancy, possibly leading to maternal death in the absence of medical management. The only final treatment is the extraction of placenta and so fetus, which is responsible to a significant iatrogenic prematurity. The causes remain unclear, but it is well accepted that abnormalities in the development of the placenta are at the heart of its pathophysiology. A lack of trophoblastic invasion of the uterine spiral arteries seems to be a constant of the disease. Epidemiological data show that there is a strong genetic component in preeclampsia, and in 2005, a positional cloning in Dutch families led to the identification of STOX1 as the first gene linked to the disease. STOX1 encode a transcription factor involved in the control of proliferation and invasion of trophoblasts. In our laboratory, the study of STOX1 was initiated by its overexpression in human choriocarcinoma cells (trophoblast model) followed by transcriptome analysis. This revealed that the gene expression changes observed after STOX1 overexpression were significantly correlated with those found in preeclamptic placentas. The creation of transgenic mice expressing the human version of STOX1 under the control of a ubiquitous promoter was then initiated. My work during this thesis consisted primarily to characterize the phenotype of these mice. We decided to cross transgenic males with wild-type mice to limit transgene expression in fetal-placental unit. These wild mice develop during gestation severe hypertension and proteinuria. They therefore constitute a new model of preeclampsia. In addition, we observed anomalies that are also found in patients: renal fibrosis, elevated serum levels of pro-angiogenic factors (soluble VEGF receptor and soluble endoglin). These mice also have markers of cardiac hypertrophy, attesting for the severe impact of hypertension. To better understand how STOX1 can induce the syndrome, we studied its impact on the cell model overexpressing STOX1 and we showed a change in the management of oxidative stress and mitochondrial function. In conclusion, we have obtained and characterized a model of severe preeclampsia, the only existing one showing a very strong and very early hypertensive phenotype. This model is a powerful tool for discovering new pathways involved in the pathophysiology of preeclampsia, for searching potential early diagnostic markers, for testing innovative therapeutic approaches and for exploring the mechanisms responsible for the long-term consequences of preeclampsia.La prééclampsie est une maladie fréquente de la grossesse, caractérisée par l’apparition de novo d’une hypertension et d’une protéinurie à partir de la 20ème semaine d’aménorrhée. Ces symptômes s’aggravent au long de la grossesse, conduisant éventuellement à la mort maternelle en l’absence de prise en charge médicalisée. La thérapeutique définitive l’extraction du placenta, et donc du fœtus, ce qui induit une importante prématurité iatrogène. Les causes restent mal définies, mais il est bien admis que des anomalies au niveau de la mise en place du placenta sont au cœur de sa physiopathologie. Un défaut d’invasion trophoblastique des artères spiralées utérines semble être une constante de la maladie. Des données épidémiologiques démontrent qu’il existe une forte composante génétique dans la prééclampsie, et en 2005, un clonage positionnel dans des familles hollandaises, aboutit à l’identification de STOX1 comme le premier gène lié à cette maladie. STOX1 code un facteur de transcription intervenant dans le contrôle de la prolifération et de l’invasion des trophoblastes. Dans notre laboratoire, l’étude de STOX1 a été initiée par surexpression dans des cellules de choriocarcinome humain (modèle de trophoblastes) suivie d’une analyse transcriptomique. Celle-ci a révélé que les altérations d’expression génique observées suite à la surexpression de STOX1 étaient significativement corrélées à celles trouvées dans des placentas prééclamptiques. La création de souris transgéniques exprimant la version humaine de STOX1 sous le contrôle d’un promoteur ubiquitaire a alors été entreprise. Mes travaux de thèse ont principalement consisté à caractériser le phénotype de ces souris. Nous avons décidé de croiser des mâles transgéniques avec des souris sauvages afin de limiter l’expression du transgène à l’unité fœto-placentaire. Ces souris sauvages développent au cours de leur gestation une hypertension sévère, et une protéinurie. Elles constituent donc un nouveau modèle de prééclampsie. De plus, nous avons observé des anomalies que l’on trouve également chez les patientes : une fibrose rénale, une élévation des taux sériques de facteurs pro-angiogéniques (le récepteur soluble du VEGF et l’endogline soluble). Ces souris ont également des marqueurs d’hypertrophie cardiaque, attestant de l’impact sévère de l’hypertension. Pour mieux comprendre comment STOX1 peut induire ce syndrome, nous avons étudié son impact dans le modèle cellulaire surexprimant STOX1 et nous avons pu montré une altération de la gestion du stress oxydatif et de la fonction mitochondriale. En conclusion, nous avons obtenu et caractérisé un modèle de prééclampsie sévère, le seul existant montrant un phénotype hypertensif très marqué et très précoce. Ce modèle est un outil puissant pour découvrir de nouvelles voies impliquées dans la physiopathologie de la prééclampsie, pour rechercher de potentiels marqueurs diagnostiques précoces, tester des approches thérapeutiques innovantes et explorer les mécanismes responsables des conséquences à long terme de la prééclampsie

Pas de titre en anglais

La prééclampsie est une maladie fréquente de la grossesse, caractérisée par l’apparition de novo d’une hypertension et d’une protéinurie à partir de la 20ème semaine d’aménorrhée. Ces symptômes s’aggravent au long de la grossesse, conduisant éventuellement à la mort maternelle en l’absence de prise en charge médicalisée. La thérapeutique définitive l’extraction du placenta, et donc du fœtus, ce qui induit une importante prématurité iatrogène. Les causes restent mal définies, mais il est bien admis que des anomalies au niveau de la mise en place du placenta sont au cœur de sa physiopathologie. Un défaut d’invasion trophoblastique des artères spiralées utérines semble être une constante de la maladie. Des données épidémiologiques démontrent qu’il existe une forte composante génétique dans la prééclampsie, et en 2005, un clonage positionnel dans des familles hollandaises, aboutit à l’identification de STOX1 comme le premier gène lié à cette maladie. STOX1 code un facteur de transcription intervenant dans le contrôle de la prolifération et de l’invasion des trophoblastes. Dans notre laboratoire, l’étude de STOX1 a été initiée par surexpression dans des cellules de choriocarcinome humain (modèle de trophoblastes) suivie d’une analyse transcriptomique. Celle-ci a révélé que les altérations d’expression génique observées suite à la surexpression de STOX1 étaient significativement corrélées à celles trouvées dans des placentas prééclamptiques. La création de souris transgéniques exprimant la version humaine de STOX1 sous le contrôle d’un promoteur ubiquitaire a alors été entreprise. Mes travaux de thèse ont principalement consisté à caractériser le phénotype de ces souris. Nous avons décidé de croiser des mâles transgéniques avec des souris sauvages afin de limiter l’expression du transgène à l’unité fœto-placentaire. Ces souris sauvages développent au cours de leur gestation une hypertension sévère, et une protéinurie. Elles constituent donc un nouveau modèle de prééclampsie. De plus, nous avons observé des anomalies que l’on trouve également chez les patientes : une fibrose rénale, une élévation des taux sériques de facteurs pro-angiogéniques (le récepteur soluble du VEGF et l’endogline soluble). Ces souris ont également des marqueurs d’hypertrophie cardiaque, attestant de l’impact sévère de l’hypertension. Pour mieux comprendre comment STOX1 peut induire ce syndrome, nous avons étudié son impact dans le modèle cellulaire surexprimant STOX1 et nous avons pu montré une altération de la gestion du stress oxydatif et de la fonction mitochondriale. En conclusion, nous avons obtenu et caractérisé un modèle de prééclampsie sévère, le seul existant montrant un phénotype hypertensif très marqué et très précoce. Ce modèle est un outil puissant pour découvrir de nouvelles voies impliquées dans la physiopathologie de la prééclampsie, pour rechercher de potentiels marqueurs diagnostiques précoces, tester des approches thérapeutiques innovantes et explorer les mécanismes responsables des conséquences à long terme de la prééclampsie.Preeclampsia is a common disease of pregnancy characterized by de novo appearance of hypertension and proteinuria from the 20th week of gestation. These symptoms worsen during pregnancy, possibly leading to maternal death in the absence of medical management. The only final treatment is the extraction of placenta and so fetus, which is responsible to a significant iatrogenic prematurity. The causes remain unclear, but it is well accepted that abnormalities in the development of the placenta are at the heart of its pathophysiology. A lack of trophoblastic invasion of the uterine spiral arteries seems to be a constant of the disease. Epidemiological data show that there is a strong genetic component in preeclampsia, and in 2005, a positional cloning in Dutch families led to the identification of STOX1 as the first gene linked to the disease. STOX1 encode a transcription factor involved in the control of proliferation and invasion of trophoblasts. In our laboratory, the study of STOX1 was initiated by its overexpression in human choriocarcinoma cells (trophoblast model) followed by transcriptome analysis. This revealed that the gene expression changes observed after STOX1 overexpression were significantly correlated with those found in preeclamptic placentas. The creation of transgenic mice expressing the human version of STOX1 under the control of a ubiquitous promoter was then initiated. My work during this thesis consisted primarily to characterize the phenotype of these mice. We decided to cross transgenic males with wild-type mice to limit transgene expression in fetal-placental unit. These wild mice develop during gestation severe hypertension and proteinuria. They therefore constitute a new model of preeclampsia. In addition, we observed anomalies that are also found in patients: renal fibrosis, elevated serum levels of pro-angiogenic factors (soluble VEGF receptor and soluble endoglin). These mice also have markers of cardiac hypertrophy, attesting for the severe impact of hypertension. To better understand how STOX1 can induce the syndrome, we studied its impact on the cell model overexpressing STOX1 and we showed a change in the management of oxidative stress and mitochondrial function. In conclusion, we have obtained and characterized a model of severe preeclampsia, the only existing one showing a very strong and very early hypertensive phenotype. This model is a powerful tool for discovering new pathways involved in the pathophysiology of preeclampsia, for searching potential early diagnostic markers, for testing innovative therapeutic approaches and for exploring the mechanisms responsible for the long-term consequences of preeclampsia

Data from: Environmental levels of oestrogenic and antiandrogenic compounds feminize digit ratios in male rats and their unexposed male progeny

Digit length ratios, especially the second-to-fourth digit ratio (2D : 4D), are associated with various pathological and behavioural conditions in many species including humans and are dependent upon prenatal androgen to oestrogen balance. It is unknown whether digit ratios are modified by environmental exposure to ubiquitous endocrine disruptors. We studied the effect on adult male Wistar rat digit ratios of a gestational exposure to the oestrogenic and antiandrogenic compounds bisphenol A (BPA), genistein and vinclozolin, in low doses, and in combination with investigating in parallel a possible sexual dimorphism of this trait. We also investigated the effects on the male progeny not exposed during gestation. X-rays were taken of the left and right forepaws, and 2D–5D proximal to distal phalanx distances were measured by a standardized procedure based on semi-automatic image analysis. We provide evidence that there is a sexual dimorphism of digit ratios in the Wistar rat, and we found that BPA alone or in combination with genistein and vinclozolin significantly feminized digit ratios in male rats. Intriguingly, significant feminization of digit ratios was also found in the unexposed male progeny of males that had been exposed to compound mixtures. In conclusion, prenatal environmental levels of endocrine-active substances permanently disrupt digit ratios. Digit ratio measurement in adults is thus a promising biomarker of prenatal exposure to low-dose endocrine disruptors in rodents, with potential implications for future studies in humans

Auger et al F2 2D4D vs AGD input file

2D to 4D digit ratio measured by semi-automatic image analysis vs relative anogenital distance (AGD) measured by a standardized method according to exposure conditions in the F2 unexposed generation sired by exposed fathers and unexposed mother

Environmental levels of bisphenol A, genistein and vinclozolin feminize digit length ratios in male rats: towards a new sensitive indicator of prenatal endocrine disruption and its impact in the progeny. – CIME project

Environmental levels of bisphenol A, genistein and vinclozolin feminize digit length ratios in male rats: towards a new sensitive indicator of prenatal endocrine disruption and its impact in the progeny. – CIME project. Colloque PNR-P