Contribution à la caractérisation des mécanismes moléculaires impliquant la chromogranine A dans l'établissement de la voie de sécrétion régulée dans les cellules neuroendocrines

Abstract

Des études récentes d'invalidation du gène codant la chromogranine A (CgA) ont suggéré que cette protéine jouerait un rôle clé dans la biogenèse des granules de sécrétion (GS) au sein des cellules neuroendocrines. Néanmoins, les mécanismes moléculaires impliqués au cours de ce processus demeurent mal connus. Récemment, nous avons montré que l'expression de la CgA dans les cellules non-endocrines COS-7 induit la biogenèse de structures granulaires apparentées aux GS, capables de stocker et de sécréter la CgA et des hormones co-exprimées (NPY, GH), de manière calcium-dépendante. Les analyses des cellules COS-7 exprimant la CgA en microscope confocale et en vidéomicroscopie, associées à des approches biochimiques, ont permis d'établir des interactions entre les granules contenant la CgA, les microtubules et les filaments d'actine. Ces deux éléments du cytosquelette exercent des fonctions régulatrices sur le trafic intracellulaire et l'exocytose calcium-dépendante des granules contenant la CgA. Ces résultats suggèrent que la CgA est suffisante pour induire la biogenèse de GS et instaurer ainsi une voie de sécrétion régulée dans des cellules non-endocrines. Le clonage de la CgA de grenouille ayant révélé la conservation des régions N- et C-terminales au cours de l'évolution des vertébrés, nous avons émis l'hypothèse de leur implication en tant que déterminants fonctionnels de la CgA. Ainsi, nos résultats démontrent que les peptides conservés confèrent à la CgA sa capacité à former des GS et dirigent l'adressage et la libération régulée des hormones exogènes co-exprimées avec la CgA dans les cellules COS-7, ainsi que la POMC endogène dans les cellules corticotropes AtT20.The nature of the sorting signals for entry of proteins into the dense-core secretory granules (SG) and the molecular machinery required to generate SG remain unclear. Recent studies revealed that chromogranin A (CgA) deficiency is associated with hormone storage impairment, suggesting that CgA plays a major role in the formation of SG in neuroendocrine cells. The cloning of frog CgA revealed high conservation though evolution of the global acidity and of the terminal regions of the protein, suggesting that these features are essential for the biological activity of CgA. Expression of CgA in the non-endocrine COS-7 cells induced the formation of dense-core vesicles containing CgA. As SG in neuroendocrine cells, trafficking and exocytosis of CgA-containing granules required interactions with microtubules and actin filaments. These SG-like organelles were able to store hormones that could be released in a calcium-dependent manner. Deletion of the terminal regions of CgA resulted in a reorientation of the proteins from the regulated to the constitutive secretory pathway, indicating that these domains were essential for the formation of functional SG-like structures in COS-7 cells. Expression of CgA in the corticotrope AtT20 cells increased POMC levels in SG, whereas the expression of terminal deletion-mutants provoked retention of the hormone in the Golgi area. Thus, CgA, but not its truncated forms, promoted POMC sorting to the regulated secretory pathway. Our results demonstrate that CgA, through its conserved terminal domains, directs the formation of SG and the sorting and release of hormones.ROUEN-BU Sciences (764512102) / SudocSudocFranceF