Angiopoietin (Ang)-1, -2 and -4 are ligands for the endothelial cell (EC)-selective Tie-2 receptors. Ang-1, and to a lesser degree Ang-4, promote EC survival, migration and angiogenesis, whereas Ang-2 was initially described as a Tie-2 antagonist but might also exert context-dependent roles. Angiopoietin expression was recently shown to be upregulated in breast cancer. Breast cancer progression to the more aggressive phenotype is characterized by the loss of estrogen receptor alpha (ERalpha) and the upregulation of angiogenic cytokines. The underlying mechanisms by which angiopoietins modulate EC apoptosis and their regulation during breast cancer progression remain unknown and were investigated. / Ang-1 simultaneously activated antiapoptotic (P13K/AKT and ERK1/2) and proapoptotic (p38 MAPKs and SAPK/JNK) pathways in serum deprived ECs. Ang-1-mediated ERK1/2 activation was partly mediated downstream of the PI3K pathway, whereas both the PI3K and ERK1/2 pathways attenuated p38 MAPKs activation. The net effect of Ang-1 was to inhibit EC apoptosis through the preferential activation of the antiapoptotic pathways. Ang-1 also induced the production of reactive oxygen species (ROS) second messengers derived from a NADPH oxidase complex in ECs. These ROS inhibited Ang-1-induced ERK1/2 phosphorylation while promoting activation of the promigratory kinase PAK1. Ang-2 also inhibited serum deprivation-induced apoptosis in ECs through the selective activation of the P13K/AKT and ERK1/2 pathways over the p38 MAPKs pathways. However, Ang-2 treatment did not evoque significant SAPK/JNK and PAK1 activation like Ang-1. / In breast cancer cell lines and mice xenografts, Ang-1 levels were inversely correlated with that of ERalpha but positively correlated with the expressions of the angiogenic markers, VEGF and CD31. Ang-1, Ang-2 and Ang-4 levels were also inhibited by estrogen in ERalpha-expressing cells. / We conclude that Ang-1 and Ang-2 promote EC survival through the preferential activation of antiapoptotic (PI-3 kinase/AKT, ERK1/2) over proapoptotic (p38 MAPK, SAPK/JNK for Ang-1) pathways. However, only Ang-1 promoted EC migration through PAK1 activation downstream of ROS second messenger, indicating that ROS act as molecular switches to shift EC responses from survival to migration. During breast cancer progression, Ang-1 levels increased in the more aggressive ERalpha negative cancers, whereas in ERalpha positive cancers, Ang-1, Ang-2 and Ang-4 levels were inhibited by estrogen.

During high frequency stimulation, synaptic efficacy decreases due to the depletion of the readily releasable pool (RRP), and its replenishment is vital in maintaining synaptic transmission. According to the 'mobilization by liberation' model, stimulation and subsequent calcium accumulation frees vesicles from their cytoskeletal constraints, leading to the replenishment of the RRP. Additionally, okadaic acid (a phosphotase inhibitor) and staurosporine (a protein kinase inhibitor) have been shown to affect vesicular mobility. In this thesis, the 'mobilization by liberation' model is tested by evaluating how the dynamics of the vesicular system change with stimulation, calcium, temperature, and compounds which affect vesicular mobility. The parameters of a vesicular storage and release model were estimated using the excitatory post-synaptic currents recorded from rat hippocampal CA1 neurons. The fractional release increases with calcium, whereas the replenishment rate is calcium-independent. During long, high frequency stimulation, the fractional release remains constant and the replenishment rate decreases markedly and rapidly. Thus, stimulation induced changes of vesicular dynamics are not determined by calcium accumulation. Agents that affect vesicular mobility did not influence the replenishment rate, and these compounds were ineffective in influencing how the replenishment rate decreases with stimulation. Therefore, the replenishment of the RRP is unlikely to be associated with vesicular movement. The replenishment rate decreases during stimulation at low temperatures (< 22C), and it increases at high temperatures (> 28C). After prolonged stimulation, the replenishment rate recovers rapidly, to a steady-state level that is above its pre-stimulation estimate. The recovery of synaptic efficacy is thus an unreliable index of the replenishment rate. In conclusion, our results do not support the 'mobilization by liberation' model in excitatory synapses of the rat hippocampus, and future studies should clarify the underlying biophysical process of vesicular replenishment. / Lors de la stimulation à haute fréquence, l'efficacité synaptique diminue en raison de l'appauvrissement du 'readily releasable pool' (RRP), et le remplissage est essentiel au maintien de la transmission synaptique. Selon le modèle de la 'mobilization by liberation', la stimulation et l'accumulation subséquente de calcium libèrent les vésicules de leurs contraintes au cytosquelette, menant à un remplissage accéléré du RRP. La mobilité vésiculaire est également modulée par la phosphorylation, et l'acide okadaïque (un inhibiteur de phosphatase) mène à une augmentation du trafique vésiculaire. Inversement, la staurosporine (un inhibiteur de protéine kinase) limite le mouvement vésiculaire. Selon la tradition, le taux de remplissage est estimé à partir de l'efficacité synaptique suivant l'épuisement du RRP. Dans cette thèse, le modèle de la 'mobilization by liberation' est testé en évaluant comment les dynamiques vésiculaires changent avec la stimulation, la calcium, la température, et des composés qui affectent la mobilité vésiculaire. Les paramètres du système de stockage et de relâchement vésiculaire étaient estimés à partir des enregistrements des courants post-synaptiques excitateurs des neurones CA1 de l'hippocampe de rat. Le relâchement fractionnel augmente avec la calcium, alors que le taux de remplissage est calcium-indépendant. Pendant de longues stimulations à haute fréquence, le relâchement fractionnel demeure constant et le taux de remplissage diminue de façon marquée et rapide. Ainsi les changements dans la dynamique vésiculaires induits par la stimulation ne sont pas déterminés par l'accumulation de calcium. Les agents qui affectent la mobilité vésiculaire n'influencent pas le taux de remplissage, et ces composés n'ont pas d'effet sur la diminution du taux de remplissage lors de la stimulation. Ainsi, le remplissage du RRP n'est vraisemblablement pas associé au mouvement vésiculaire. Le taux de remplissage diminue durant la stimulation à faibles températures (&lt; 22C), et augmente à des températures plus élevées (&gt; 28C). Suite à une stimulation prolongée, le taux de remplissage reprend rapidement, à un niveau stable, qui est supérieur à l'estimé de pré-stimulation. La reprise de l'efficacité synaptique est ainsi un indice incertain du taux de remplissage. En conclusion, nos résultats éliminent le modèle de la 'mobilization by liberation', et des études futures devront clarifiées les processus biophysiques sous-jacents au remplissage vésiculaire.

In cells, complex networks of interacting biomolecules process both environmental and endogenous signals to control gene expression and other cellular processes. This poses a challenge to researchers who attempt to develop mathematical and computational models of biochemical networks that reflect this complexity. In this thesis, I propose methods that help manage complexity by exploiting the finding that, as for other biological systems, cellular networks are characterized by a modularity that appears at all levels of organization.The first part of this work focuses on the modular properties of proteins and how their function can be characterized through their structure and allosteric properties. I develop a modular rule-based framework and formal modelling language that describes the computations performed by allosteric proteins and that is rooted in biophysical principles. Rule-based modelling conventionally addresses the problem of combinatorial complexity, whereby protein interactions can generate a combinatorial explosion of protein complex states. However, I explore how these same interactions can potentially require a combinatorial number of parameters to describe them. I demonstrate that my rule-based framework effectively addresses this problem of regulatory complexity, and describes allosteric proteins and networks in a unified, consistent, and modular fashion. I use the framework in three applications. First, I show that allostery can make macromolecular assembly more efficacious when a protein that joins two separable parts of a complex is present in excessively high concentrations. Second, I demonstrate that I can straightforwardly analyze the complex cooperative interactions that arise when competitive ligands bind to a multimeric protein. Third, I analyze a new model of G protein-coupled receptor signalling and demonstrate that it explains the functional selectivity of these receptors while being parsimonious in the number of parameters used. Overall, I find that my rule-based modelling framework, implemented as the Allosteric Network Compiler software tool, can ease of modelling and analysis of complex allosteric interactions.If cellular networks are modular, this implies that small sub-systems can be studied in isolation, provided that external inputs and perturbations to the system can be modelled appropriately. However, cellular networks are subject to both intrinsic noise, which is endogenous to the system, but also extrinsic noise, arising from noisy inputs. Furthermore, many inputs may be dynamic, whether due to experimental protocols or perhaps reflecting the cyclic process of cell division. This motivates my development, in the second part of this work, of efficient stochastic simulation algorithms for biochemical networks that can accommodate time-varying biochemical parameters. Starting from Gillespie's well-known First Reaction Method and Gibson and Bruck's Next Reaction Method, I develop two new algorithms that allow time-varying inputs of arbitrary functional form while scaling well to systems comprising many biochemical reactions. I analyze their scaling properties and find that a modified First Reaction Method may scale better than a modified Next Reaction Method in some applications.The third and last part of this thesis introduces a new software tool, Facile, that eases the creation, update and simulation of biochemical network models. Models created through a simple and intuitive textual language are automatically converted into a form usable by downstream tools, for example ordinary differential equations for simulation by Matlab. Also, Facile conveniently accommodates mathematical and time-varying expressions in rate laws. / Au niveau cellulaire, des réseaux complexes d'interaction biomoléculaire traitent les signaux tant environnementaux qu'endogènes dans le but de contrôler l'expression génétique ainsi que d'autres processus cellulaires. Ceci est un défi pour les chercheurs qui veulent concevoir des modèles mathématiques et calculatoires des réseaux biochimiques. Dans cette thèse, je propose des méthodes qui facilitent la gestion de cette complexité en exploitant la constatation que, tout comme d'autres systèmes biologiques, les réseaux cellulaires se caractérisent par une modularité qui transparaît à tous les niveaux d'organisation.Dans la première partie, je mets l'accent sur les propriétés modulaires des protéines et sur la façon de caractériser leur fonction, compte tenu de leur structure et de leurs propriétés allostériques. J'ai mis au point un cadre modulaire à base de règles ainsi qu'un langage formel de modélisation qui permet de décrire les calculs effectués par les protéines allostériques et qui découle de principes biophysiques. La modélisation à base de règles s'adresse conventionnellement au problème de la complexité combinatoire, où les interactions entre les protéines peuvent générer une explosion combinatoire d'états des complexes protéiques. J'examine, cependant, comment il peut s'avérer nécessaire d'utiliser un nombre combinatoire de paramètres pour décrire ces mêmes interactions. Je démontre que notre cadre à base de règles peut régler efficacement ce problème de la complexité régulatoire, et permet de décrire les protéines et les réseaux allostériques de façon unifiée, cohérente et modulaire. J'utilise le cadre développé dans trois applications. Tout d'abord, je montre que l'allostérie peut rendre l'assemblage macromoléculaire plus efficace lorsqu'une protéine qui unit deux parties distinctes d'un complexe protéique est présente en concentration excessive. Deuxièmement, je démontre qu'il est relativement simple d'analyser les interactions coopératives complexes qui surviennent lorsque des ligands compétitifs se lient à une protéine multimérique. En troisième lieu, j'analyse un nouveau modèle de la signalisation des récepteurs couplés aux protéines G qui explique leur sélectivité fonctionnelle tout en limitant le nombre des paramètres utilisés. Globalement, je montre que ce cadre basé sur des règles, qui est implémenté dans le logiciel ‘Allosteric Network Compiler', peut faciliter la modélisation et l'analyse d'interactions allostériques complexes.Si les réseaux cellulaires sont modulaires, il en résulte que des sous-systèmes peuvent être étudiés séparément, à la condition que les entrées et les perturbations externes du système puissent être modélisées adéquatement. Cependant, ces réseaux sont soumis à l'influence du bruit intrinsèque, qui est endogène au système, mais également au bruit extrinsèque, venant des entrées bruyantes. De plus, de nombreuses entrées peuvent être dynamiques. Cela motive, dans la deuxième partie de ce travail, le développement d'algorithmes efficients de simulation stochastique pour les réseaux biochimiques qui peuvent tenir compte de paramètres biochimiques dynamiques. En me fondant sur la méthode maintenant célèbre de Gillespie, d'appellation ‘First Reaction Method', et sur celle de Gibson et Bruck, la ‘Next Reaction Method', j'ai développé deux nouveaux algorithmes qui permettent des entrées dynamiques de forme fonctionnelle arbitraire tout en s'échelonnant bien sur les systèmes qui comportent de nombreuses réactions biochimiques. J'analyse leurs propriétés d'échelonnement et je constate que, pour certaines applications, la ‘First Reaction Method' modifiée s'échelonne mieux que la ‘Next Reaction Method' modifiée.La troisième et dernière partie cette thèse est la présentation d'un nouvel outil informatique, Facile, qui simplifie la création, la mise à jour et la simulation de modèles de réseaux biochimiques.

Most sensory systems need to discriminate between wide ranges of behaviorally relevant signals. In order to achieve this, neurons need to adjust their response properties, such as firing rate and filtering capabilities. In the experiments presented in this thesis, I studied modifications mediated by serotonin in the response properties of neurons that receive direct sensory inputs from peripheral sensors in the weakly electric fish. These neurons also receive a rich serotonergic innervation from the raphe nuclei. In a first set of studies, in an in vitro preparation I found that the effect of serotonin is mediated through down regulation of two different potassium channels, namely SK and M channels. Using specific blockers in vitro, I found that SK and M potassium channels contributed to the observed effects of serotonin through a reduction in after hyperpolarization (AHP). Blocking of either channel resulted in burst firing and decreased the time constant of spike frequency adaptation. Surprisingly, SK an M channel block had opposite effects on frequency tuning of neurons. Blocking SK channels increased oscillations in membrane potential in the theta range, thus increasing the response of neurons to low frequency stimuli. In contrast, blocking M channels resulted in an increase in high frequency tuning. Occlusion experiments showed that serotonin down regulates both SK and M channels, the overall effect being a reduction in the response of neurons to low frequency stimuli (i.e., <40Hz).To study the effect of serotonin on neuronal activity and information coding at the network level, I performed sharp electrode intracellular and extracellular recordings from pyramidal neurons in immobilized behaving fish. I either applied serotonin or electrically stimulated the raphe nuclei. Similar to the slice preparation, serotonin induced burst activity by reducing the AHP. Furthermore, I found that serotonin improves detection of low-frequency beats – which mimic the presence of same sex animal in the electrical field – as measured by an increase in phase-locking of responses to low frequency sinusoidal stimuli. Surprisingly, in contrast to in vitro conditions, serotonin application resulted in an increase in neuronal responses to low frequency stimuli. This finding suggests that serotonin also affects the feedback inputs that are not present in vitro, but remain intact in vivo.Previous studies have shown a positive correlation between serotonergic activity and harm avoidance in different animals. Here, I found that detection of small chirp stimuli improved in the presence of serotonin, as shown by a decrease in the variability and latency of the first spike after the stimulus. Since small chirp is an aggressive signal used for initiating fights between male fish, these findings suggest that serotonin release is beneficial for faster detection of stimuli and harm avoidance behaviors. These results provide electrophysiological correlates for known behavioral effects of serotonin. In contrast, prey-like and courtship signals were not affected in any way by serotonin injection. Taken together, these results provide a link between changes in membrane properties of neurons by serotonin (i.e., down-regulation of potassium channels) to a change in the firing pattern and consequently the filtering properties of neurons, which is reflected in better detection of signals related to same sex interactions and aggressive behaviors. Furthermore, this neuromodulator commands a "shut up and listen" order for the animal in threatening conditions: serotonin reduces the rate of chirp generation and increases small chirp detection. Thus, the findings of studies in the present thesis provide evidence at the cellular and network levels for the role of neuromodulators in adjusting response properties of neurons in order to better detect behaviorally relevant stimuli at the systems level. / La plupart des systèmes sensoriels doivent faire la différence entre un large panel de signaux qui peuvent être pertinent comportementalement. Pour réaliser cette différentiation, un neurone doit ajuster les propriétés de sa réponse, comme sa fréquence de décharge ou sa capacité de filtrage. Une façon d'ajuster ces propriétés neuronale est d'utiliser des substances endogènes comme la sérotonine, la dopamine, ou l'histamine. Lors des expériences présentées dans cette thèse, j'étudie les modifications engendrées par la sérotonine, sur les propriétés de réponse de neurones qui sont directement connectes a des capteurs sensoriels périphériques chez le poisson «faiblement électrique». Cette zone reçoit une innervation « sérotonergique » importante en provenance des noyaux raphe. Dans un premier groupe d'expériences, j'ai trouve, dans une préparation in vitro, que les effets de la sérotonine sont régulés par deux canaux a potassium différents : canal SK et canal M. En utilisant des bloqueurs spécifiques, j'ai trouve que les canaux a potassium SK et M contribuent aux effets de la sérotonine: réduction après hyperpolarisation (AHP). Bloquer l'un ou l'autre des canaux a pour conséquence une rafale de potentiels d'action et une diminution de la constante de temps de l'adaptation de la fréquence de décharge. Etonnamment, bloquer les canaux SK et M a un effet oppose sur l'ajustement fréquentiel du neurone. Bloquer les canaux SK augmente les oscillations du potentiel de membrane dans la gamme thêta, ce qui a pour conséquence d'augmenter la réponse neuronal aux basses fréquences. Bloquer les canaux M a pour conséquence une augmentation de l'ajustement neuronal aux hautes fréquences.Les expériences d'occlusion ont montrées que la sérotonine régule les deux canaux SK et M, avec un effet global de diminution de la réponse neuronal aux basses fréquences (<40Hz). La sérotonine a aussi pour effet d'augmenter la décharge des neurones pyramidaux avec des rafales d'activité et des potentiels d'action transportant de l'information sur les basses et hautes fréquences, respectivement. Dans le but d'étudier les effets de la sérotonine sur l'activité neuronale et le codage de l'information au niveau des réseaux neuronaux j'ai réalisé des enregistrements intracellulaire et extracellulaire des neurones pyramidaux chez le poisson immobilisé. J'ai soit délivré de la sérotonine soit stimule électriquement le noyau raphe. De la même façon que pour la préparation in vitro, la sérotonine provoque une rafale de potentiel d'actions à cause de la réduction de l'AHP. De plus, j'ai trouve que la sérotonine améliore la détection des battements a basse fréquence, ce qui simule la présence d'un animal de même sexe dans le champ électrique. Cela a été mesure par une augmentation de l'asservissement de la phase de la réponse aux sinusoïdes à basse fréquence. Il est surprenant de constater qu'à l'inverse des résultats in vitro, l'application de la sérotonine a pour conséquence l'augmentation de la densité de l'information mutuelle. Pris dans leur ensemble, ces résultats montrent comment des changements de propriétés de membrane induit par la sérotonine (Diminution de l'activité des canaux a potassium) ont des conséquences sur le modèle de décharge et incidemment, sur les propriétés de filtrage du neurone, ce qui se reflète dans une meilleur détection des signaux lie aux interactions avec des pairs de même sexe et aux comportements agressifs. De plus, ce neuromodulateur commande un ordre de « tais toi et écoutes » pour l'animal en condition de menace : la sérotonine réduit la production de pépiement et améliore la détection de petit pépiements. Les résultats des études présentées dans cette thèse, fournissent donc des évidences au niveau cellulaire et au niveau des réseaux neuronaux du rôle de neuromodulateurs dans l'ajustement des propriétés de réponses du neuronales dans le but de mieux détecter des stimuli pertinent au niveau du system.

Elucidation of the cellular and molecular mechanisms responsible for metastatic dissemination is of broad interest and is paramount to the design of more effective treatments for breast cancer. To date, occurrence of metastasis accounts for over 90% of breast cancer deaths, meaning that the invasion and development of metastasis are the most life threatening aspects of this disease. Only rare tumor cells shed into circulation have the capacity to colonize distal sites. It is possible that the colonizing ability is dependent on the developmental history of cells in a tumor. The developmental hierarchy of mammary epithelium in both mice and humans shows that even in the adult individuals, stem and progenitor cells are present in the breast. Substantial evidence indicates that this hierarchy plays an important role in regulating behavior of tumors arising in the breast, including their proclivity to metastasize. Experiments with mouse mammary cells harboring inducible oncogenic transgenes have established the existence of rare mammary cells in the untransformed breast that are able to seed and grow in the lungs in experimental metastasis protocols. In the absence of oncogene expression these cells give rise to the ectopic mammary outgrowths (micro-breast foci, MBF), and upon activation of potent oncogenes, such as Myc and Ras, or Her2/Neu, they give rise to ectopic breast tumors in the lung (micro-breast tumors, MBT). This suggests that cells that give rise to MBF (MBF cells) may contribute to late recurrences in breast cancer patients, as they may persist undetected for long periods of time, and revive as malignant ectopic tumors upon mutational stress. This possibility prompted us to look for a subpopulation of mammary epithelial cells (MECs) that may be responsible for MBF- and/or MBT-initiating properties in murine models.Using multiparameter cell sorting and modified experimental metastasis approach we now demonstrate the purification of a subset of adult mouse normal breast cells that are able to seed and persist at the ectopic site – the lung. This subpopulation, EpCAMIntCD29Hi, is enriched for MBF cells by intravenous injection. Only the cells within the EpCAMIntCD29Hi population are capable of forming ectopic new tumors in response to oncogene activation, property that defines them as tumor initiating cells. In support of a potential role for MBF cells in breast cancer metastasis, abundance of tumor cells with EpCAMIntCD29Hi phenotype is predictive of tumor ability to form experimental metastases in mice. Thus, our work supports the notion that metastatic colonization may depend on factors regulating normal stem cell behavior. In the future, we would like to investigate whether MBF-like normal cells may contribute to natural history of human breast cancer, for example by giving rise to late recurrences. / Dérivation efficiente de cellules initiatrices de métastases purifiées provenant de glandes mammaires de sourisLa compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires responsables de la dissémination des métastases revêt un intérêt majeur, et est essentiel à l'élaboration de traitements plus efficaces contre le cancer du sein. À ce jour, l'occurrence de métastases dans les cancers du sein entraîne 90 % des décès, ce qui signifie que l'invasion et le développement des métastases représentent les aspects les plus menaçants de la maladie. Seules quelques rares cellules tumorales présentes dans la circulation sanguine ont la capacité de coloniser des sites ectopiques. La caractérisation du développement hiérarchique des cellules de l'épithélium mammaire (CEM), tant chez la souris que chez l'humain, démontre que même chez l'adulte, les cellules souches et les cellules pro- génitrices sont présentes dans le sein. Des preuves évidentes indiquent que cette hiérarchie joue un rôle important dans la régulation des tumeurs qui se développent dans la glande mammaire. Des expériences sur des cellules provenant de glandes mammaires de souris ayant des oncogènes transgéniques inductibles ont permis d'établir l'existence de rares cellules mammaires capables de coloniser les poumons lors d'études de modèles de métastases expérimentales. Ces cellules sont capables de générer des tumeurs mammaires ectopiques dans les poumons sur activation d'oncogènes potentiels tels que Myc et Ras, ou Her2/Neu. Ceci tend à démontrer que des cellules saines de poumons (CPP) peuvent contribuer à une récurrence tardive du cancer du sein chez les patients, puisqu'elles sont indétectables (en dormance) pendant de longues périodes et qu'elles forment des tumeurs malignes ectopiques causées par un stress mutationnel. Cette possibilité nous a amené à rechercher des sous-populations de CEM possiblement responsables des propriétés métastasiques chez les modèles murins.Grâce au trieur cellulaire multiparamétrique et à des essais de métastases expérimentales modifiés nous avons démontré la purification d'une rare sous-population de cellules mammaires adultes normales capables de coloniser et de persister dans un site ectopique. Cette sous-population (Lin-EpCAMIntCD29Hi) est fortement enrichie de cellules colonisatrices des poumons (CCP) par injection intraveineuse. Seules les cellules incluses dans EpCAMIntCD29Hi sont capables de former de nouvelles tumeurs ectopiques en réponse à l'activation des oncogènes, propriétés qui les définissent comme initiatrices de cellules tumorales. En appui an rôle potentiel des CPP dans les métastases du cancer du sein, l'abondance de cellules tumorales de phénotype Lin-EpCAMIntCD29Hi est précurseur de la capacité à former des métastases expérimentales chez la souris. Nos travaux nous permettent de soutenir que la colonisation métastasique dépend de facteurs régulant le comportement de cellules souches normales. Dans un avenir rapproché, nous souhaitons vérifier si la colonisation par des cellules normales peut contribuer à l'historique du cancer du sein chez l'humain, en prédisant, par exemple le risque de récurrence tardive.

Gas6 is a vitamin K-dependent, secreted protein that amplifies platelet aggregation and secretion in response to platelet agonists. Gas6-/- mice are protected from experimentally induced lethal venous and arterial thromboembolism. This protection has been attributed to defective aggregation in platelets from Gas6-/- mice. However, this platelet phenotype was only observed when platelets were challenged by one agonist, ADP, and only at a concentration of 5.0 µM. This subtle platelet abnormality resulting in a rather dramatic clinical phenotype raises the possibility that Gas6 from a source other than platelets contributes to thrombus formation. We hypothesize that Gas6 derived from the vasculature plays a role in venous thrombus formation. Gas6-/- mice are protected against venous thrombosis induced by 0.37 M FeCl3 in the inferior vena cava (IVC). Bone marrow transplantation experiments generating mice with selective ablations of Gas6 from either the hematopoietic or vascular compartments demonstrate an approximately equal contribution by Gas6 from both compartments to thrombus formation. Platelet depletion in wild type or Gas6-/- mice followed by reconstitution with platelets from either WT or Gas6-/- mice confirm that Gas6 from compartments other than the platelet contribute to thrombosis development. Furthermore, Gas6-/- mice are hyporesponsive to FeCl3 mediated tissue factor induction in venous endothelium, as observed by immunofluorescence micoscopy and further validated by a functional assay. In addition, in vitro, Gas6-/- endothelial cells are hyporesponsive to thrombin mediated tissue factor mRNA induction. Taken together, these results suggest that vascular derived Gas6 contributes to thrombus formation in vivo and can partially be explained by the ability of Gas6 to promote endothelial tissue factor induction. We also begin to explore the involvement of the FOX family transcription factor FoxO1 as a downstream mediator of Gas6 induced expression of VCAM-1 during endothelial activation. These findings support the notion that vascular Gas6 may play a pathophysiologic role in venous thromboembolism / Gas6 est une protéine vitamine-K dépendante, sécrétée qui contribue à l'agrégation des plaquettes. Les souris déficientes en Gas6 (Gas6-/-) sont protégées contre les thromboses artérielles et veineuses. La résistance à la thromboses des souris déficientes en Gas6 était attribuée à une réponse plaquettaire défectueuse. Cependant, la phénotype plaquettaire était observée uniquement avec le traitement des plaquettes avec une concentration faible de l'ADP (5.0µM). Cette observation indique la possibilité d'une contribution de Gas6 d'une source distincte des plaquettes. Nous faisons l'hypothèse que Gas6 dérivé d'une source vasculaire contribue à la formation d'une thrombus. Les souris Gas6-/- sont protégées contre la formation des thromboses dans la veine cave inférieure induite par 0.37 M FeCl3. En utilisant des greffes de moelle osseuse, nous avons généré des souris avec les déficits de Gas6 soit dans le compartiment vasculaire ou hématopoïétique. La formation des thromboses dans les souris chimériques était intermédiaire entre les deux groupes contrôles. L'épuisement des plaquettes dans les souris WT, suivi de la reconstitution avec des plaquettes Gas6-/- a confirmé les résultats obtenus par les greffes de moelle osseuse. En outre, l'induction du facteur tissulaire était atténuée dans les cellules vasculaires des souris Gas6-/-. Additionellement, in vitro, les cellules endothéliales étaient aussi hypo réactives en ce qui concerne l'induction du facteur tissulaire. Nos résultats suggèrent que Gas6 dérivé d'une source vasculaire contribue à la formation in vivo d'une thrombose, en partie dû a l'induction du facteur tissulaire. Nous avons commencé à examiner l'hypothèse à savoir si la protéine FoxO1 est impliquée dans l'induction de VCAM-1 parmi les cascades de signalisation de Gas6. Donc, en guise de conclusion nos résultats soutiennent l'idée que Gas6 vasculaire peut jouer un rôle physiopathologique dans la thrombose veineuse.

Epidemiological studies, genetic analyses, as well as clinical and experimental data indicate a potential for the innate immune pattern-recognition receptor, the toll-like receptor 4, and its bacterial ligand, lipopolysaccharide, to initiate, exacerbate, or conversely prevent or treat allergic airway disease, depending on conditions and mechanisms that are still being elucidated. Animal studies suggest that many of these pro- or anti-inflammatory events are driven by activation of a signaling pathway downstream of TLR4 which relies upon the intracellular adaptor protein 'myeloid differentiating factor 88' (MyD88), whereas the other major TLR4-activated signaling pathway controlled by the adaptor 'Toll, IL-1 receptor and Resistance protein (TIR) domain-containing adaptor inducing interferon-β' (TRIF), has not been explored in the context of allergic asthma. Here, we investigated the role of TLR4 and TRIF activation in different murine models of experimental allergic asthma. In Chapter 2, we studied its role in the context of exposure via the airways to an extract of a natural aeroallergen, the birch tree pollen, hypothesizing that this pathway might function to prime allergic sensitization and/or to facilitate the amplification of the allergic response. In Chapters 3 and 4, we examined the role of TLR4 and TRIF activation in the context of exposure to a mucosal adjuvant consisting of TLR4 and TLR2 bacterial ligands, intended for potential use in vaccination or allergen-specific immunotherapy, in order to determine whether this pathway was relevant to the inhibition of allergic airway disease development. In this latter context, we also examined cellular mechanisms that may be relevant to the prevention of allergic airway disease, namely the immunomodulatory effect of this adjuvant on the T cell response. We find that in both contexts, the TLR4-TRIF-dependent signaling pathway inhibits aspects of allergic airway disease and thus appears to have protective and potentially immunotherapeutic effects against the development of allergic asthma. We also determined that TLR4 activation and, to a significant degree, TRIF-dependent signaling, can influence the CD4+ T cell response by enhancing the expression of a T cell-expressed co-stimulatory molecule, the inducible co-stimulatory molecule (ICOS), and expanding CD4+ICOS+ cells which may contribute to mediating the TLR4-TRIF-dependent inhibition of allergic airway disease development. Thus, we identify TLR4-TRIF-dependent signaling as a potentially important pathway in allergic asthma and advance current knowledge regarding the adjuvant effect of TLR4 ligands upon T cells. / Les études épidémiologiques, les analyses génétiques ainsi que les données cliniques et expérimentales indiquent un rôle potentiel pour le récepteur toll-like-4 (TLR4) et son ligand de source bactérienne, le lipopolysaccharide, dans l'initiation, l'exacerbation ou au contraire dans l'inhibition ou le traitement de maladies allergiques respiratoires dépendamment de conditions et de mécanismes qui demeurent encore à être élucidés. Des études réalisées chez l'animal suggèrent que plusieurs de ces événements pro- ou anti-inflammatoires sont induits par l'activation d'une voie de signalisation en aval de TLR4 qui dépend de la protéine adaptatrice 'myeloid differentiating factor 88' (MyD88), alors qu'une autre voie majeure activée par TLR4 et sous le contrôle de l'adaptateur 'Toll, IL-1 receptor and Resistance protein (TIR) domain-containing adaptor inducing interferon-β' (TRIF), n'a pas été encore étudiée dans le contexte de l'asthme. Dans cette étude, nous avons analysé le rôle de l'activation de TLR4 et TRIF dans différents modèles murins d'asthme. Au chapitre 2, nous avons étudié sont rôle suite à une exposition des voies aériennes à un extrait d'un aéroallergène naturel, le pollen de bouleau, dans l'hypothèse que cette voie de signalisation puisse être sollicitée afin d'initier la sensibilisation allergique et/ou faciliter l'amplification de la réponse allergique. Aux chapitres 3 et 4, nous avons examiné le rôle de l'activation de TLR4 et TRIF suite à une exposition à un adjuvant muqueux composé de ligands bactériens de TLR4 et TLR2, potentiellement destinés à un usage en vaccination ou dans le cadre d'une immunothérapie allergène-spécifique, afin de déterminer si cette voie de signalisation était pertinente pour contrer le développement de maladies allergiques respiratoires. Dans ce contexte, nous avons également examiné les mécanismes cellulaires qui pourraient s'avérer pertinents dans la prévention des maladies respiratoires d'origine allergique, à savoir l'effet immunomodulateur de cet adjuvant sur la réponse des lymphocytes T. Nous avons trouvé que, dans les deux cas, la voie de signalisation TLR4-TRIF bloque plusieurs aspects des maladies respiratoires d'origine allergique et ainsi semble avoir un effet protecteur et potentiellement immunothérapeutique contre le développement de l'asthme. Nous avons également déterminé que l'activation de TLR4 et, dans une large mesure, la voie de signalisation dépendante de TRIF, peut influencer la réponse des cellules T CD4+ en augmentant d'une part l'expression d'une molécule co-stimulatrice exprimée par les cellules T, the inducible co-stimulatory molecule (ICOS), et d'autre part en augmentant la population de cellules CD4+ICOS+ qui contribuent à médier l'inhibition dépendante de TLR4-TRIF sur le développement des maladies allergiques respiratoires. Ainsi, nous avons identifié la voie de signalisation dépendante de TLR4-TRIF comme étant une voie potentiellement importante dans l'asthme et fait avancer les connaissances actuelles concernant l'effet adjuvant des ligands TLR4 sur les cellules T.

Pituitary follicle-stimulating hormone (FSH) is crucial for mammalian reproduction; it regulates gametogenesis and gonadal function. We know that impaired FSH production may leads to infertility, yet the mechanisms controlling FSH synthesis are poorly understood. Intra-pituitary activins stimulate FSHβ subunit (Fshb) gene transcription in gonadotrope cells, the rate-limiting step in FSH hormone synthesis. Studies conducted in immortalized gonadotrope cells indicate that activin A-stimulated Fshb gene transcription is dependent on homologs of Drosophila mothers against decapentaplegic (SMAD) proteins. More recently, the transcription factor forkhead box L2 (FOXL2) was reported to stimulate SMAD/activin A-induced Fshb transcription. Here, I focused on elucidating the mechanisms underlying Foxl2 regulation and function in gonadotrope cells. First, I demonstrated that overexpression of FOXL2 and SMAD 2, 3, and 4 confers activin-responsiveness to the murine Fshb promoter in heterologous cells. Upon activin A induction, FOXL2 synergizes with SMAD proteins to activate the Fshb promoter; this cooperation requires binding of both FOXL2 and SMAD3 (or SMAD4) to DNA. I showed that SMAD3-induction of the Fshb transcript is dependent on endogenous FOXL2 in homologous cells. I identified a proximal putative forkhead binding elements (FBE) and an adjacent SMAD binding element (SBE), that are crucial for FOXL2/SMAD3 induction of murine Fshb promoter-reporter activity. Based on previous data and my results, I propose a model where activins stimulate formation of FOXL2-SMAD2/3/4 complexes that drive murine Fshb transcription by binding to a conserved composite SBE/FBE element within the proximal promoter. FOXL2 plays a critical role in activin A-stimulated murine Fshb transcription in vitro. Next I tested the hypothesis that FOXL2 is required for FSH synthesis in vivo. Using a Cre/lox approach, I generated a conditional knockout (cKO) mouse where Foxl2 is selectively ablated in the anterior pituitary gonadotrope cells. I observed that cKO mice are hypogonadal and sub-fertile in adulthood. I showed that cKO mice exhibit impaired spermatogenesis and folliculogenesis. Indeed, cKO males have decreased sperm counts, whereas cKO females ovulate fewer oocytes during natural estrous cycles. I demonstrated that both male and female cKO mice are FSH-deficient, secondary to diminished pituitary Fshb mRNA production. In Foxl2-depleted primary pituitary cultures, both basal and activin A-stimulated Fshb expression is impaired. These results indicate that gonadotrope-specific FOXL2 is required for selective induction of FSH production in vivo. Besides its role in gonadotrope cells, FOXL2 is also expressed in the pituitary thyrotropes, the perioptic mesenchyme of the developing eyelid and the ovarian granulosa cells. However the mechanisms governing this selective expression have not been described. In order to study Foxl2 transcription, I cloned the murine promoter region of Foxl2. Next, I demonstrated a correlation between promoter CpG methylation status and gene expression, whereby methylation may repress Foxl2 expression in some heterologous cell lines. Our results indicate that Foxl2 is not regulated by its promoter sequence alone and unveil a possible role for CpG methylation in mediating Foxl2 cell-specific gene expression in the mouse. In summary, my thesis work defined a necessary role for pituitary FOXL2 in FSH synthesis and reproduction in vivo. The FSH deficiency observed in our gonadotrope-specific cKO mice is in agreement with the mechanisms describing a role for endogenous FOXL2 in murine Fshb transcription. Collectively, my research on pituitary FOXL2 is part of our unrelenting efforts to investigate the many factors implicated in FSH regulation, and ultimately required for normal reproductive function. This, in turn, may help identify causes of idiopathic infertility or novel drug targets for infertility and contraceptive treatments. / L'hormone folliculo-stimulante de l'hypophyse (FSH) est cruciale car elle régule gamétogenèse et fonction gonadique chez les mammifères. Une diminution dans la production de FSH peut mener à l'infertilité, mais les mécanismes contrôlant la synthèse de FSH demeurent incompris. Les activines de l'hypophyse stimulent la transcription du gène FSH sous-unité β (Fshb) dans les cellules gonadotropes; ceci est l'étape limitante dans la synthèse de l'hormone FSH. Les résults provenant de lignée gonadotrope immortalisée indiquent que la transcription de Fshb est stimulée par l'activine A; ceci est dépend des protéines homologues de Drosophila mothers against decapentaplegic (SMAD). Récemment, Forkhead box L2 (FOXL2) a été décrite comme étant un facteur-clé dans la stimulation de la transcription de Fshb induite par les SMADs et l'activine A. Ici, je dissèque les mécanismes expliquant la régulation et fonction de Foxl2 dans les cellules gonadotropes. Tout d'abord, la surexpression de FOXL2 et SMAD 2, 3, et 4 confère une réactivité à l'activine au promoteur du gène murin Fshb dans les cellules hétérologues. Sous stimulation par l'activine A, FOXL2 coopère de façon synergétique avec les SMADs pour activer le promoteur Fshb; cela nécessite que FOXL2 et SMAD3 (ou SMAD4) lient l'ADN. L'l'induction via SMAD3 du gène Fshb dépend de FOXL2 endogène dans les cellules homologues. Un élément proximal forkhead binding element (FBE) et un élément adjacent SMAD binding element (SBE) sont essentiels pour l'induction de l'activité du promoteur-reporter Fshb par FOXL2/SMAD3. Basé sur ces résultats, je propose un modèle où les activines stimulent la formation de complexes FOXL2-SMAD2/3/4 induisant la transcription du gène murinFshb via liaison à un élément SBE/FBE conservé du promoteur proximal. J'ai ensuite testé l'hypothèse que FOXL2 est nécessaire pour la synthèse de FSH in vivo en utilisant une approche Cre/lox: j'ai généré une souris knock-out conditionnelle (cKO) où Foxl2 est sélectivement absent dans les cellules gonadotropes. J'ai observé que les souris cKO sont hypogonadiques et souffrent d'une baisse de fertilité à l'âge adulte. J'ai démontré que la spermatogenèse et la folliculogénèse sont altérées chez les souris cKO. En effet, les cKO mâles ont un nombre diminué de spermatozoïdes, tandis que femelles cKO ovulent moins d'ovocytes pendant leur cycle oestral. J'ai démontré que cKO mâles et femelles sont déficientes en FSH, découlant d'une diminution d'ARN Fshb dans l'hypophyse. Les cultures primaires de cellules hypophysaires où Foxl2 est absent ne réagissent pas à l'activine A : Fshb est diminuée, tant au niveau basal que dans sa réponse au ligand. Ces résultats indiquent que l'expression de Foxl2 dans les gonadotropes est requise pour l'induction sélective de la production de FSH in vivo. Outre son rôle dans les gonadotropes, FOXL2 est également détecté dans les cellules thyrotropes de l'hypophyse, dans la paupière en développement et les cellules granuleuses de l'ovaire. Cependant les mécanismes qui régissent cette expression sélective n'ont pas encore été décrits. Afin d'étudier ce qui contrôle la transcription de Foxl2, j'ai cloné la région du promoteur murin de Foxl2. Ensuite, j'ai démontré une corrélation entre l'état de méthylation des CpGs du promoteur et l'expression des gènes, par lequel la méthylation exerce une inhibition sur le gène Foxl2 dans certaines cellules hétérologues. Mes résultats indiquent que Foxl2 n'est pas seulement contrôlé par la séquence de son promoteur et dévoilent un rôle possible pour la méthylation des CpGs dans la régulation de l'expression spécifique de Foxl2 chez la souris. En résumé, ma thèse définit un rôle nécessaire pour FOXL2 exprimé dans les gonadotropes pour la synthèse de Fshb et FSH, ainsi que la reproduction in vivo. Collectivement, mes recherches sur FOXL2 hypophysaire contribueront à identifier des causes de l'infertilité idiopathique ou encore trouver de nouvelles cibles pharmacologiques.

Input elimination is a common developmental motif throughout the mammalian nervous system to establish precise innervation in mature circuits. Many studies show that this process is mediated by activity in developing circuits. It has been difficult to block postsynaptic activity in neuron-to-neuron systems because postsynaptic knockout phenotypes are lethal and kill the model animal before the period of input elimination. The sympathetic nervous system shows input elimination: neonatal ganglionic cells have many more pre-ganglionic inputs than adult ganglionic cells. A novel knockout mouse that survives for several months in good health and shows no fast synaptic transmission in sympathetic ganglia has provided a good opportunity to study the role of postsynaptic activity in developing neuronal circuitry. We investigated the number and strength of axonal inputs innervating sympathetic neurons in mouse superior cervical ganglia (SCG) by stimulating the pre-ganglionic nerve while recording form SCG neurons intracellularly. Inputs were quantified by the number of discrete EPSP amplitudes evoked at different stimulus thresholds. To isolate the role of postsynaptic activity, we used postsynaptically silent α3 knockout SCG neurons that lack the α3 sub-unit of the nAChR. We briefly restored sympathetic postsynaptic activity by infection of a adenovirus containing the α3 sub-unit gene to record from knockout SCGs. In wild-type SCG neurons there are about 3 inputs in maturity and 7 inputs at birth. The number of inputs to adult knockout SCG neurons remains elevated (at 7) and resembles the neonatal innervation pattern. We conclude the postsynaptic activity of sympathetic ganglionic neurons is necessary for developmental input elimination to achieve the adult innervation pattern. / L'élimination des branches axonales afférents est un motif commun dans le système nerveux des mammifères afin d'établir des réseaux neuronales précis. Beaucoup de travail démontre que cela est contrôlé par l'activité in les circuits en développement. C'était difficile de bloquer l'activité post-synaptique dans les circuits entre deux neurones par ce que les supprimations des recepteurs postsynaptiques sont léthales, et les animaux meurent avant le période normal d'élimination. L'élimination des contactes axonales fait partie du développement normal du système nerveux sympathique. Un modèle de souries knockouts survive pour plusieurs mois et qui n'a pas de transmission synaptique dans ses ganglions sympathiques nous présent une bonne oppotunité à enquêter sur le rôle d'activité dans le développement des circuits nerveux. On a regardé le nombre et la force des branches afférents qui innervent les cellules du ganglion supérieur cervicale (SCG) en stimulant les nerfs afférents pendant prenant des enregistrements intracellulaires. On a compter les contacts axonales par compté les réponses postsynaptiques discrètes à des niveaux discrets de stimulation. Pour isoler la rôle d'activité postsynaptique, on a employé les souries sans les sous-unités α3 de nAChR (α3 KO), ou les neurones de l'SCG sont silencieux. On a redonné l'activité aux souries α3 KO brièvement afin de compter les réponses discrètes dans leurs neurones d'SCG. Dans le type naturel, il y a environ 7 afférents à chaque neurone dans l'adulte et 3 à chaque neurone dans le jeune. Le nombre des contacts dans l'adulte α3 KO ressemble le jeune, à 3 contacts. On conclut que l'activité postsynaptique est nécessaire pour l'élimination des contacts axonales développmentale au but d'atteindre un plan d'innervation mature.

Dyspnea, the awareness of an increase in breathing discomfort, is commonly experienced during physical activity in healthy individuals and in patients with cardiopulmonary disease. It is well established that the intensity of perceived dyspnea is consistently higher during exercise in healthy women compared to men, regardless of age, height, and weight. However, the mechanism(s) of this sex-related difference in activity-related dyspnea is/are poorly understood and represented the primary focus of this thesis.Compared to men, women have smaller lungs, narrower airways, and weaker breathing muscles. These anatomical differences manifest as greater mechanical constraints on ventilation, particularly during the stress of exercise when ventilatory requirements are high. In addition, the amount of work the breathing muscles must perform in order to move a given volume of air into and out of the lungs during exercise is considerably higher in women than men. It is reasonable to predict that, because of these differences, the central nervous system must activate the respiratory muscles (particularly the diaphragm) to a greater extent during exercise in women compared to men to achieve the same level of ventilation and that this higher respiratory muscle activation may account for the increased perception of activity-related dyspnea in women. While it is not feasible to directly measure the neural output of the brains' respiratory control center at rest or during exercise in humans, central neural respiratory motor drive can be assessed indirectly by quantifying the electromyogram of the crural diaphragm (EMGdi) using a special electrode catheter positioned in an individual's esophagus. To date, no previous study, in health or disease, has examined whether the combination of relatively greater dynamic mechanical ventilatory constraints and a higher EMGdi (i.e., neuromechanical uncoupling of the respiratory system) during exercise in women is responsible, at least in part, for sex differences in activity-related dyspnea. To address this important question we compared detailed assessments of EMGdi, respiratory muscle function, ventilation, breathing pattern, operating lung volumes, cardio-metabolic function, and dyspnea intensity and unpleasantness ratings during symptom-limited incremental bicycle exercise testing in 25 healthy, young (20-40 yrs) women and 25 age-matched men. Our results demonstrated relatively greater mechanical constraints on tidal volume expansion at any given ventilation during exercise in women compared to men. The present study was the first to demonstrate that esophageal electrode catheter-derived measures of EMGdi were consistently higher at any given ventilation during exercise in women compared with men and that these differences reflected, in large part, the presence of relatively greater dynamic mechanical ventilatory constraints in women. In keeping with the results of previous studies, sensory intensity and unpleasantness ratings of dyspnea were higher at any given ventilation during submaximal exercise in women compared to men. However, in contrast to our a priori hypothesis, these perceptual differences could not be readily explained by greater neuromechanical uncoupling of the respiratory system, but primarily reflected the awareness of a relatively higher EMGdi (or central neural respiratory motor drive) needed to achieve any given ventilation during exercise in the setting of greater dynamic mechanical ventilatory constraints in women. These findings may have implications for our understanding of the physiological mechanisms of sex differences in activity-related dyspnea in variants of health (e.g., aging) and in patients with cardiopulmonary disease. / La dyspnée, définie comme la conscience d'une augmentation de gêne respiratoire, est souvent connu pendant l'activité physique chez les sujets sains ainsi que chez les patients ayant une maladie cardio-pulmonaire. Il est bien établi que l'intensité de la dyspnée perçue est systématiquement plus élevée au cours de l'exercice chez les femmes en bonne santé par rapport aux hommes, indépendamment de l'âge, de la taille et du poids. Cependant le/les mécanisme(s) de cette différence sont mal compris et la clarification de ceux-ci comportent l'objet principal de la thèse en question.Comparativement aux hommes, les femmes ont de plus petits poumons, des voies respiratoires plus étroites et des muscles respiratoires plus faibles. Ces différences anatomiques se manifestent par de plus grandes contraintes mécaniques sur la ventilation, en particulier pendant le stress de l'exercice lorsque les besoins ventilatoires sont élevés. Par conséquent, le travail que les muscles respiratoires doivent effectuer afin de déplacer un volume défini d'air dans les poumons pendant l'exercice est considérablement plus élevé chez les femmes que chez les hommes. En raison de ces différences, nous prévoyons que le système nerveux central doit activer les muscles respiratoires (notamment le diaphragme) dans une plus grande mesure chez les femmes pour atteindre le même niveau de ventilation et que cette activation supérieure peut expliquer la perception accrue de la dyspnée liée à l'activité chez les femmes. Même s'il n'est pas possible de mesurer directement les signaux envoyés par le centre de contrôle respiratoire chez l'homme, le contrôle moteur de la respiration peut être évalué indirectement en quantifiant l'électromyogramme du diaphragme crural (EMGdi) en utilisant un cathéter à électrode spécialisée placée dans l'oesophage d'un individu. À ce jour, aucune étude n'a examiné si la combinaison de contraintes ventilatoires mécaniques plus grandes et d'un EMGdi plus élevé pendant l'exercice chez les femmes est responsable des différences de sexe dans la dyspnée liée à l'activité. Nous avons donc comparé des évaluations détaillées de EMGdi, de fonction musculaire respiratoire, de ventilation, de modèle de respiration, de volumes pulmonaires opérationnels, de fonction cardio-métabolique, et d'intensité de la dyspnée et des cotes de désagréments lors de tests d'exercice incrémental de vélo dans 25 jeunes (20-40 yrs) femmes saines et 25 hommes sains du même âge. Nos résultats démontrent des contraintes mécaniques sur l'expansion du volume courant pendant l'exercice plus fortes chez les femmes par rapport aux hommes. La présente étude est la première à démontrer que les mesures de cathéter à électrodes œsophagiennes dérivés de EMGdi étaient systématiquement plus élevés peu importe le niveau de ventilation au cours de l'exercice chez les femmes par rapport aux hommes et que ces différences reflètent, en grande partie, la présence de contraintes ventilatoires mécaniques dynamiques relativement plus grande chez les femmes. En accord avec les résultats d'études antérieures, l'intensité sensorielle et le désagrément de dyspnée ont été supérieurs à n'importe quelle ventilation donnée au cours de l'exercice sous-maximal chez les femmes par rapport aux hommes. Cependant, contrairement à notre hypothèse a priori, ces différences de perception ne peuvent être facilement expliquées par un plus grand découplage neuromécanique du système respiratoire et reflètent la conscience d'une EMGdi relativement élevée (ou moteur d'entraînement respiratoire neural central) nécessaire pour atteindre une ventilation donnée pendant l'exercice dans le cadre de contraintes ventilatoires mécaniques dynamiques plus grande chez les femmes. Ces résultats pourraient avoir des implications dans notre compréhension des mécanismes de différences de sexe dans la dyspnée liée à l'activité dans les variantes de la santé et chez les patients ayant une maladie cardio-pulmonaire.