Dynamic expression of Lrp2 pathway members reveals progressive epithelial differentiation of primitive endoderm in mouse blastocyst.

International audienceMesenchyme to epithelium transitions are crucial to embryonic development. The early mouse embryo offers an excellent model to study epithelium formation as during the first three days of development two epithelia are formed, the trophectoderm (TE) and the primitive endoderm (PrE). We have previously shown that PrE cells are determined within the blastocyst ICM long before epithelium formation. In this work, we isolated Lrp2 as a novel PrE precursor (pre-PrE) marker by using a microarray strategy that combines a transcriptome analysis of three stem cell lines and early embryos. A detailed expression analysis shows that Lrp2 expression is induced in late E3.5 embryos indicating that pre-PrE cells are progressively maturing prior to polarization into an epithelium. Furthermore, the subcellular location of Lrp2, Disabled-2 (Dab2) and Collagen-IV shows that the epithelial structure is acquired in individual cells through successive steps

Les cellules tuft intestinales : de la régulation de l'immunité de type-2 à la carcinogenèse digestive Intestinale

International audienceEpithelia are important surfaces of exchange between the host and its external environment. Their fundamental roles in regulating the physiology of living organisms, is particularly well illustrated by the intestinal epithelium. Related to its function in nutrients absorption, this epithelium represents the largest surface of contact with a complex luminal content, composed of billions of commensal bacteria, as well as potential pathogens or harmful compounds. Therefore, understanding the regulatory mechanisms involved in the permanent adaptation of the intestinal mucosa to external cues remains a critical question in digestive physiology. This communication will address this question, with a focus on recent results highlighting critical functions of the still poorly known tuft cells as mucosal sentinels. We will first introduce the minimal background on intestinal epithelial physiology for non-specialists readers, and then summarize important studies on the characterisation of these cells and their function in type-2 immunity. Finally, the role of tuft cells in cancer will be discussed in the light of recent reports.Les tissus épithéliaux agissent comme une interface d'échange privilégiée entre tissus de l'hôte et milieu extérieur, et jouent un rôle central dans la physiologie des êtres vivants. Le cas de l'épithélium intestinal en est le parfait exemple. Outre sa fonction dans l'absorption des nutriments, cet épithélium représente la plus grande surface de contact avec un environnement complexe dans lequel sont présents des milliards d'organismes commensaux, voire d'agents potentiellement pathogènes et de substances nocives. Une des questions clefs en physiologie digestive réside dans la compréhension des mécanismes fondamentaux permettant à la muqueuse intestinale de s'adapter de manière permanente à cet environnement. Cette communication écrite se place dans ce contexte et se propose de diffuser de la manière la plus didactique possible les données de recherches obtenues sur un type de cellules épithéliales encore méconnues à ce jour : les cellules tuft intestinales, dont la fonction de sentinelle mucosale vient d'être récemment découverte. Ne se voulant pas exhaustive, cette revue se focalisera sur les cellules tuft du tractus digestif. Après avoir rappelé aux lecteurs non avertis les bases de la physiologie de l'épithélium intestinal, nous dresserons l'historique de la caractérisation de ces cellules avant de détailler les travaux ayant conduits à la découverte de leur fonction dans l'immunité de type-2, ainsi que les données soutenant leur rôle dans les processus de carcinogenèse du tractus digestif

Primitive Endoderm Differentiates via a Three-Step Mechanism Involving Nanog and RTK Signaling

SummaryDuring preimplantation mouse development, the inner cell mass (ICM) differentiates into two cell lineages—the epiblast and the primitive endoderm (PrE)—whose precursors are identifiable by reciprocal expression of Nanog and Gata6, respectively. PrE formation depends on Nanog by a non-cell-autonomous mechanism. To decipher early cell- and non-cell-autonomous effects, we performed a mosaic knockdown of Nanog and found that this is sufficient to induce a PrE fate cell autonomously. Strikingly, in Nanog null embryos, Gata6 expression is maintained, showing that initiation of the PrE program is Nanog independent. Treatment of Nanog null embryos with pharmacological inhibitors revealed that RTK dependency of Gata6 expression is initially direct but later indirect via Nanog repression. Moreover, we found that subsequent expression of Sox17 and Gata4—later markers of the PrE—depends on the presence of Fgf4 produced by Nanog-expressing cells. Thus, our results reveal three distinct phases in the PrE differentiation program

Distinct ATOH1 and Neurog3 requirements define tuft cells as a new secretory cell type in the intestinal epithelium

Tuft cells represent a fourth type of intestinal secretory cell that constitutes the primary source of endogenous intestinal opioids and are the only epithelial cell that constitutively express cyclooxygenases

Caractérisation de gènes impliqués dans la formation de l'endoderme primitif lors de l'embryogenèse précoce de la souris

De nombreux travaux menés sur l'embryon de souris ont permis de caractériser morphologiquement les 1ères étapes de développement des mammifères. En revanche, les mécanismes moléculaires régissant le déroulement de ces étapes sont encore peu connus à ce jour. Dans l'équipe, notre but est de comprendre ces mécanismes en se focalisant sur la formation de l'endoderme primitif (EPr), le 2ème type cellulaire à se différencier au cours de l'embryogenèse. L'EPr est un tissu extra-embryonnaire qui se forme avant l'implantation dans l'utérus maternel. Bien que ne contribuant pas à la formation de l'embryon lui-même, ce tissu reste néanmoins nécessaire à sa survie et à son développement correct. Afin d'identifier de nouveaux gènes impliqués dans la formation de l'EPr, j'ai analysé un microarray réalisé sur les 1ers stades de l'embryogenèse. Cette analyse a permis de définir de nouveaux gènes précoces, potentiellement spécifiques de l'EPR. En utilisant les techniques de RT-PCR et de localisation in situ, j'ai analysé 2 des gènes sélectionnés : Lrp2 et Dkkl. L'étude approfondie du profil d'expression du récepteur LRP2 entre E2.5 et E4.5 a permis l'élaboration d'un modèle de différenciation épithéliale. Parallèlement à ces travaux, j'ai développé une nouvelle technique pour réaliser des analyses fonctionnelles in vivo. Cette méthode d'électroporation in vivo combine les techniques d'électroporation, d'interférence ARN et de culture d'embryons et ouvre de nombreuses perspectives pour les travaux sur l'embryogenèse précoce.Numerous studies in the mouse embryo have characterised morphological events during preimplantation development. However, molecular mechanisms driving cell fate ad differentiation are not yet well understood. The objective of our group is to analyse the mechanisms of cell differentiation by focusing on primitive endoderm (PrE) formation, the second cell type to differentiate in the embryo. PrE is an extraembryonnic tisssue that appears before implantation. Although PrE does not contribute to the embryo proper, it is necessary for both survival and correct development of the embryo. In order to identify new genes implicated in PrE formation, I analysed microarrays performed on early embryonic stages. This resulted in the identification of new early genes that are potentially specific to PrE. Using RT-PCR and in situ localisation, I analysed two of the selected genes : Lrp2 and Dkkl. A detailed study of LRP2 expression between E2.5 and E4.5 gave rise to a model of epithelial differentiation. In parallel with this work, I developed a new method for in vivo functional analysis. It combines electroporation, RNA interference and embryo culture and open perspectives new for studing early embryogenesis.CLERMONT FD-BCIU-Santé (631132104) / SudocSudocFranceF

Intestinal tuft cells: epithelial sentinels linking luminal cues to the immune system

International audienceEpithelial tuft cells (also known as "brush" cells in the airway) were first identified morphologically, almost six decades ago in the trachea and gastro-intestinal tract, but their function remained mysterious until three almost simultaneous reports recently revealed their essential role in the initiation of immune type 2 responses. This is a new and exciting example of cooperation between the epithelial and haematopoietic compartments for the management of enteric parasite infections. Here we review tuft cell functions and markers, and anchors epithelial tuft cells within the current paradigm of type 2 immune responses.Mucosal Immunology advance online publication, 24 August 2016; doi:10.1038/mi.2016.68

Les cellules tuft intestinales : de la régulation de l'immunité de type-2 à la carcinogenèse digestive Intestinale

International audienceEpithelia are important surfaces of exchange between the host and its external environment. Their fundamental roles in regulating the physiology of living organisms, is particularly well illustrated by the intestinal epithelium. Related to its function in nutrients absorption, this epithelium represents the largest surface of contact with a complex luminal content, composed of billions of commensal bacteria, as well as potential pathogens or harmful compounds. Therefore, understanding the regulatory mechanisms involved in the permanent adaptation of the intestinal mucosa to external cues remains a critical question in digestive physiology. This communication will address this question, with a focus on recent results highlighting critical functions of the still poorly known tuft cells as mucosal sentinels. We will first introduce the minimal background on intestinal epithelial physiology for non-specialists readers, and then summarize important studies on the characterisation of these cells and their function in type-2 immunity. Finally, the role of tuft cells in cancer will be discussed in the light of recent reports.Les tissus épithéliaux agissent comme une interface d'échange privilégiée entre tissus de l'hôte et milieu extérieur, et jouent un rôle central dans la physiologie des êtres vivants. Le cas de l'épithélium intestinal en est le parfait exemple. Outre sa fonction dans l'absorption des nutriments, cet épithélium représente la plus grande surface de contact avec un environnement complexe dans lequel sont présents des milliards d'organismes commensaux, voire d'agents potentiellement pathogènes et de substances nocives. Une des questions clefs en physiologie digestive réside dans la compréhension des mécanismes fondamentaux permettant à la muqueuse intestinale de s'adapter de manière permanente à cet environnement. Cette communication écrite se place dans ce contexte et se propose de diffuser de la manière la plus didactique possible les données de recherches obtenues sur un type de cellules épithéliales encore méconnues à ce jour : les cellules tuft intestinales, dont la fonction de sentinelle mucosale vient d'être récemment découverte. Ne se voulant pas exhaustive, cette revue se focalisera sur les cellules tuft du tractus digestif. Après avoir rappelé aux lecteurs non avertis les bases de la physiologie de l'épithélium intestinal, nous dresserons l'historique de la caractérisation de ces cellules avant de détailler les travaux ayant conduits à la découverte de leur fonction dans l'immunité de type-2, ainsi que les données soutenant leur rôle dans les processus de carcinogenèse du tractus digestif

DCAMKL-1 expression identifies Tuft cells rather than stem cells in the adult mouse intestinal epithelium.

International audienceIn an editorial of the last issue of Gastroenterology, Montgomery and Shivdasani comment on the known markers of mammalian intestinal epithelial stem cells. We wish to caution that staining for doublecortin and calcium/calmodulin-dependent protein kinase-like-1 (DCAMKL-1), one of the putative stem cell markers mentioned in this editorial, is a highly specific and robust marker of postmitotic, differentiated, tuft cells, a minority cell lineage of the intestinal epithelium, rather than a marker for intestinal epithelial stem cells. This is important since candidate markers of intestinal stem cell are scarce and DCAMKL-1 might be especially attractive to researchers because of the availability of good antibodies, which is not the case for other, functionally validated, markers, such as Lgr5