Influence of the small Rho GTPases on neuronal différentiation

Abstract

Le neurone est une cellule polarisée, formée d'un corps cellulaire d'où partent deux types de prolongements plus ou moins arborisés: les dendrites et l'axone. La morphologie des neurones joue une rôle primordial dans leur capacité d'intégration. La formation des extensions se fait lors de la différenciation neuronale (au cours de l'étape de maturation) et implique de nombreux changements au niveau du cytosquelette des neurones. En effet, le développement de l'arbre dendritique est un processus dynamique qui implique l'extension et la rétraction partielle de dendrites. Les petites protéines G de la famille Rho (RhoA, Rac1 et Cdc42) régulent le cytosquelette d'actine des cellules. Notre étude, réalisée dans la lignée de neuroblastes NG 108-15 ainsi que dans des cultures primaires de neurones hippocampiques, porte sur l'influence des protéines G dans la différenciation neuronale et plus particulièrement sur leur rôle dans la formation et le maintien des extensions. Nous avons montré que l'activation de Rac1 et Cdc42 permet la formation d'extensions pourvues de branches tandis que celle de RhoA et de sa cascade de signalisation induit leur rétraction. Cependant, sous certaines conditions, nous avons mis en évidence que la stimulation de RhoA pouvait également engendrer la formation de dendrites. De plus, nous avons montré que le maintien des extensions et de leurs branches nécessite l'inhibition de la phosphoinoside 3-kinase. Notre étude met en évidence une étroite collaboration entre les petites protéines G et la phosphoinositide 3-kinase. Cette coopération permet l'élaboration de l'arbre dendritique.Neurons are polarised cells which present two types of extensions: dendrites and axons. For neurons shape is linked to function. Neurite extensions occur during the neuronal differentiation at the maturation state. This process involves important morphological changes, which implicate cytoskeletal reorganization. Indeed, dendritic arbor formation is a dynamic process which involves initiation and partial retraction of the newly formed extensions. Small Rho GTPases (RhoA, Rac1 and Cdc42) are key regulators of the cellular actin cytoskeleton. Our analyses were aimed at identifying the role of Rho proteins in neuronal differentiation and in neurite extension. We used neuroblastoma NG 108-15 cells as well as hippocampal neurons in primary culture. We show that the activation of Rac1 and Cdc42 is necessary for branched neurite formation, whereas RhoA signalling cascade induces retraction of extensions. However, we also showed that under certain conditions, RhoA activation could lead to dendrite formation. We demonstrate that the inhibition of the phosphoinoside 3-kinase is necessary for the maintenance of the branched dendrites. Our study highlights the cooperation between the small Rho GTPases and the phosphoinositide 3-kinase pathways. These interactions between the two signalling cascades play an important role in the dendritic arbor development.STRASBOURG-Sc. et Techniques (674822102) / SudocSudocFranceF