Role of transcortin (CBG) in the variability of stress responses

Une grande diversité dans la réponse adaptative au stress est observée entre les individus favorisant une sensibilité variable face aux stresseurs et pouvant conduire à une vulnérabilité à développer divers troubles et pathologies. Cette diversité est sous tendue par les caractéristiques propres de chaque individu, déterminées par le patrimoine génétique en interaction avec les facteurs environnementaux. Des études génétiques menées au laboratoire ont permis de placer le gène de la Cbg comme un candidat important influençant les réponses de stress. L’équipe a alors développé un modèle de souris déficiente pour le gène Cbg (k.o. total). La CBG est une glycoprotéine plasmatique responsable de la biodisponibilité et du transport jusqu’à leur cible des glucocorticoïdes, produits finaux de l’axe corticotrope. A l’aide de ce modèle original, l’objectif de mon travail de thèse a été d’étudier les conséquences fonctionnelles de la déficience en CBG sur les réponses de stress. Nous avons ainsi analysé l’activité et la réactivité de l’axe corticotrope ainsi que les comportements émotionnels des mâles et des femelles k.o. Cbg dans des conditions de repos, de stress aigu et dans un contexte mimant l’effet d’un style de vie occidentale (modélisé par une alimentation enrichie en gras, associée à un stress chronique). Nous présentons ainsi un modèle murin unique d’hypo-réponse des glucocorticoïdes au stress associé à une réponse comportementale adaptative ralentie au niveau émotionnel et cognitif. L’ensemble de ces travaux contribue à placer la CBG et son gène comme acteur majeur de la variabilité individuelle des réponses de stress.A great diversity in the adaptive response to stress is observed between individuals favoring a variable sensitivity to face stressors and leading to a vulnerability to develop various disorders and diseases. This diversity is due to the characteristics of each individual, as determined by the genetic background in interaction with environmental factors. Genetic studies conducted in the laboratory demonstrated that the Cbg gene is an important candidate influencing stress responses. The team then developed a mouse model deficient for the gene Cbg (total k.o.). CBG is a plasma glycoprotein responsible for the bioavailability and the transport of glucocorticoids, the final products of the HPA axis, to their target.Using this original model, the objective of my thesis was to study the functional consequences of CBG deficiency on responses to stress exposure. We have analyzed the activity and reactivity of the HPA axis and the emotional behaviors of males and females k.o. Cbg in resting conditions, acute stress and in a context that mimics the effect of a Western life style (modeled by a high fat diet, associated with chronic stress). We present an unique mouse model of glucocorticoid hyposignaling in response to stress associated with behavioral responses slowed down at the emotional and cognitive levels. Overall, this work contributes to place CBG and its gene as major actor of individual variability to stress

Role of transcortin (CBG) in the variability of stress responses

Une grande diversité dans la réponse adaptative au stress est observée entre les individus favorisant une sensibilité variable face aux stresseurs et pouvant conduire à une vulnérabilité à développer divers troubles et pathologies. Cette diversité est sous tendue par les caractéristiques propres de chaque individu, déterminées par le patrimoine génétique en interaction avec les facteurs environnementaux. Des études génétiques menées au laboratoire ont permis de placer le gène de la Cbg comme un candidat important influençant les réponses de stress. L’équipe a alors développé un modèle de souris déficiente pour le gène Cbg (k.o. total). La CBG est une glycoprotéine plasmatique responsable de la biodisponibilité et du transport jusqu’à leur cible des glucocorticoïdes, produits finaux de l’axe corticotrope. A l’aide de ce modèle original, l’objectif de mon travail de thèse a été d’étudier les conséquences fonctionnelles de la déficience en CBG sur les réponses de stress. Nous avons ainsi analysé l’activité et la réactivité de l’axe corticotrope ainsi que les comportements émotionnels des mâles et des femelles k.o. Cbg dans des conditions de repos, de stress aigu et dans un contexte mimant l’effet d’un style de vie occidentale (modélisé par une alimentation enrichie en gras, associée à un stress chronique). Nous présentons ainsi un modèle murin unique d’hypo-réponse des glucocorticoïdes au stress associé à une réponse comportementale adaptative ralentie au niveau émotionnel et cognitif. L’ensemble de ces travaux contribue à placer la CBG et son gène comme acteur majeur de la variabilité individuelle des réponses de stress.A great diversity in the adaptive response to stress is observed between individuals favoring a variable sensitivity to face stressors and leading to a vulnerability to develop various disorders and diseases. This diversity is due to the characteristics of each individual, as determined by the genetic background in interaction with environmental factors. Genetic studies conducted in the laboratory demonstrated that the Cbg gene is an important candidate influencing stress responses. The team then developed a mouse model deficient for the gene Cbg (total k.o.). CBG is a plasma glycoprotein responsible for the bioavailability and the transport of glucocorticoids, the final products of the HPA axis, to their target.Using this original model, the objective of my thesis was to study the functional consequences of CBG deficiency on responses to stress exposure. We have analyzed the activity and reactivity of the HPA axis and the emotional behaviors of males and females k.o. Cbg in resting conditions, acute stress and in a context that mimics the effect of a Western life style (modeled by a high fat diet, associated with chronic stress). We present an unique mouse model of glucocorticoid hyposignaling in response to stress associated with behavioral responses slowed down at the emotional and cognitive levels. Overall, this work contributes to place CBG and its gene as major actor of individual variability to stress

Rôle de la Transcortine (CBG) dans la variabilité des réponses de stress

A great diversity in the adaptive response to stress is observed between individuals favoring a variable sensitivity to face stressors and leading to a vulnerability to develop various disorders and diseases. This diversity is due to the characteristics of each individual, as determined by the genetic background in interaction with environmental factors. Genetic studies conducted in the laboratory demonstrated that the Cbg gene is an important candidate influencing stress responses. The team then developed a mouse model deficient for the gene Cbg (total k.o.). CBG is a plasma glycoprotein responsible for the bioavailability and the transport of glucocorticoids, the final products of the HPA axis, to their target.Using this original model, the objective of my thesis was to study the functional consequences of CBG deficiency on responses to stress exposure. We have analyzed the activity and reactivity of the HPA axis and the emotional behaviors of males and females k.o. Cbg in resting conditions, acute stress and in a context that mimics the effect of a Western life style (modeled by a high fat diet, associated with chronic stress). We present an unique mouse model of glucocorticoid hyposignaling in response to stress associated with behavioral responses slowed down at the emotional and cognitive levels. Overall, this work contributes to place CBG and its gene as major actor of individual variability to stress.Une grande diversité dans la réponse adaptative au stress est observée entre les individus favorisant une sensibilité variable face aux stresseurs et pouvant conduire à une vulnérabilité à développer divers troubles et pathologies. Cette diversité est sous tendue par les caractéristiques propres de chaque individu, déterminées par le patrimoine génétique en interaction avec les facteurs environnementaux. Des études génétiques menées au laboratoire ont permis de placer le gène de la Cbg comme un candidat important influençant les réponses de stress. L’équipe a alors développé un modèle de souris déficiente pour le gène Cbg (k.o. total). La CBG est une glycoprotéine plasmatique responsable de la biodisponibilité et du transport jusqu’à leur cible des glucocorticoïdes, produits finaux de l’axe corticotrope. A l’aide de ce modèle original, l’objectif de mon travail de thèse a été d’étudier les conséquences fonctionnelles de la déficience en CBG sur les réponses de stress. Nous avons ainsi analysé l’activité et la réactivité de l’axe corticotrope ainsi que les comportements émotionnels des mâles et des femelles k.o. Cbg dans des conditions de repos, de stress aigu et dans un contexte mimant l’effet d’un style de vie occidentale (modélisé par une alimentation enrichie en gras, associée à un stress chronique). Nous présentons ainsi un modèle murin unique d’hypo-réponse des glucocorticoïdes au stress associé à une réponse comportementale adaptative ralentie au niveau émotionnel et cognitif. L’ensemble de ces travaux contribue à placer la CBG et son gène comme acteur majeur de la variabilité individuelle des réponses de stress

Chronic stress does not further exacerbate the abnormal psychoneuroendocrine phenotype of Cbg-deficient male mice

Chronic stress leads to a dysregulation of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis which can constitute a base for pathophysiological consequences. Using mice totally deficient in Corticosteroid binding globulin (CBG), we have previously demonstrated the important role of CBG in eliciting an adequate response to an acute stressor. Here, we have studied its role in chronic stress situations. We have submitted Cbg ko and wild-type (WT) male mice to two different chronic stress paradigms - the unpredictable chronic mild stress and the social defeat. Then, their impact on neuroendocrine function - through corticosterone and CBG measurement - and behavioral responses - via anxiety and despair-like behavioral tests - was evaluated. Both chronic stress paradigms increased the display of despair-like behavior in WT mice, while that from Cbg ko mice - which was already high - was not aggravated. We have also found that control and defeated (stressed) Cbg ko mice show no difference in the social interaction test, while defeated WT mice reduce their interaction time when compared to unstressed WT mice. Interestingly, the same pattern was observed for corticosterone levels, where both chronic stress paradigms lowered the corticosterone levels of WT mice, while those from Cbg ko mice remained low and unaltered. Plasma CBG binding capacity remained unaltered in WT mice regardless of the stress paradigm. Through the use of the Cbg ko mice, which only differs genetically from WT mice by the absence of CBG, we demonstrated that CBG is crucial in modulating the effects of stress on plasma corticosterone levels and consequently on behavior. In conclusion, individuals with CBG deficiency, whether genetically or environmentally-induced, are vulnerable to acute stress but do not have their abnormal psychoneuroendocrine phenotype further affected by chronic stress

Transcortin is crucial in HPA axis and despair-like behavior sex difference in mice

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Rôle de la transcortine (CBG) dans la vulnérabilité individuelle des réponses de stress

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Genetic variability in metabolic and behavioral responses to Western life style: analysis of the transcortin-deficient mouse after high fat diet and chronic stress

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Pharmacological inhibition of gut leakiness prevents the long-term effects of early-life stress in rats

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Early restoration of gut barrier function abrogates the long-term neurobehavioral effects of early-life stress in rats

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Role of corticosteroid binding globulin in emotional reactivity sex differences in mice

Sex differences exist for stress reactivity as well as for the prevalence of depression, which is more frequent in women of reproductive age and often precipitated by stressful events. In animals, the differential effect of stress on male's and female's emotional behavior has been well documented. Crosstalk between the gonadal and stress hormones, in particular between estrogens and glucocorticoids, underlie these sex differences on stress vulnerability. We have previously shown that corticosteroid binding globulin (CBG) deficiency in a mouse model (Cbg k.o.) leads, in males, to an increased despair-like behavior caused by suboptimal corticosterone stress response. Because CBG displays a sexual dimorphism and is regulated by estrogens, we have now investigated whether it plays a role in the sex differences observed for emotional reactivity in mice. By analyzing Cbg k.o. and wild-type (WT) animals of both sexes, we detected sex differences in despair-like behavior in WT mice but not in Cbg k.o. animals. We showed through ovariectomy and estradiol (E2) replacement that E2 levels explain the sex differences found in WT animals. However, the manipulation of E2 levels did not affect the emotional behavior of Cbg k.o. females. As Cbg k.o. males, Cbg k.o. females have markedly reduced corticosterone levels across the circadian cycle and also after stress. Plasma free corticosterone levels in Cbg k.o. mice measured immediately after stress were blunted in both sexes compared to WT mice. A trend for higher mean levels of ACTH in Cbg k.o. mice was found for both sexes. The turnover of a corticosterone bolus was increased in Cbg k.o. Finally, the glucocorticoid-regulated immediate early gene early growth response 1 (Egr1) showed a blunted mRNA expression in the hippocampus of Cbg k.o. mutants while mineralocorticoid and glucocorticoid receptors presented sex differences but equivalent mRNA expression between genotypes. Thus, in our experimental conditions, sex differences for despair-like behavior in WT mice are explained by estrogens levels. Also, in both sexes, the presence of CBG is required to attain optimal glucocorticoid concentrations and normal emotional reactivity, although in females this is apparent only under low E2 concentrations. These findings suggest a complex interaction of CBG and E2 on emotional reactivity in females