Titre de l'écran-titre (visionné le 11 septembre 2023) / Dans le testicule, il existe deux populations distinctes de cellules de Leydig, les cellules fœtales (FLC) et adultes (ALC). Elles produisent deux hormones, testostérone et INSL3 (Insulin-like 3) essentielles à la différenciation sexuelle masculine, fertilité et santé osseuse. Les mécanismes régulant la différenciation et la fonction des cellules de Leydig demeurent méconnus en raison de l'absence de modèle de souris exprimant la recombinase Cre afin de cibler exclusivement ces cellules. Puisque le gène Insl3 est exprimé uniquement dans les FLC et ALC, l'approche CRISPR/Cas9 a été utilisée pour insérer le transgène Cre recombinase améliorée (iCre) ou le transgène TdTomato dans le locus Insl3. Cependant la caractérisation de ces lignées de souris et l'expression exclusive du transgène dans les cellules de Leydig restaient à démontrer. Mon objectif était de caractériser certaines des nouvelles lignées de souris et en particulier, Insl3[exposant iCre]. Cette lignée a été croisée avec une souris rapporteuse Rosa26[exposant LoxSTOPLox-TdTomato] et la progéniture mâle issue de ces croisements a été sacrifiée à différents âges embryonnaires et postnataux. Les testicules ont été récoltés, congelés et coupés au cryostat. Des expériences d'immunofluorescence ont été réalisées. Chez la progéniture mâle, la protéine fluorescente rouge, TdTomato, a été observée dans les FLC et ALC (colocalisation avec CYP17A1, un marqueur spécifique des cellules de Leydig) aux âges fœtaux et postnataux examinés. La protéine TdTomato a été détectée dans les FLC dès E13.0, et dès P5 dans les ALC, corrélant avec le premier moment de la différenciation fonctionnelle des FLC et ALC, respectivement. Aucune fluorescence n'a été observée dans d'autres tissus examinés. Cette nouvelle lignée iCre exclusive aux cellules de Leydig représente une avancée majeure dans le domaine de l'andrologie et permettra d'aborder des questions fondamentales sur la biologie et la fonction des gènes dans les cellules de Leydig qui sont restées sans réponse pendant des décennies. / In the testis there are two populations of Leydig cells, fetal (FLC) and adult (ALC) Leydig cells. They produce two hormones, testosterone and INSL3 (Insulin-like 3) that are essential for male sex differentiation, fertility, and bone health. Our knowledge of mechanisms regulating differentiation and function of Leydig cells have remained incomplete because of the absence of a mouse model expressing Cre recombinase to exclusively target Leydig cells. Since INSL3 is uniquely expressed in both FLCs and ALCs, a CRISPR/Cas9 approach was used to knock-in the improved Cre recombinase (iCre) or TdTomato transgene into the Insl3 locus. However, the tissue and cell-specific transgene expression of the resulting mouse lines remained to be studied. My objective was therefore to characterize some of the new mice lines, particularly, Insl3[superscript iCre]. This mouse line was crossed with a Rosa26[superscript Lox-STOP-Lox-TdTomato] reporter mouse line and male off spring resulting from these crosses were euthanized at different embryonic and postnatal ages and the testes were harvested, frozen and cut in cryosections. Immunofluorescence experiments were subsequently performed. In male off spring, TdTomato red fluorescence was detected in both FLCs and ALCs at fetal and postnatal ages examined, as confirmed by immunofluorescence for CYP17A1, a marker of Leydig cells. The TdTomato protein was observed in FLCs as early as E13.0 while it was detected as early as P5 in ALCs, correlating with the earliest times of FLC and ALC differentiation, respectively. No fluorescence was observed in any other fetal or adult tissue examined. The Leydig cell-exclusive iCre line will be invaluable for generating Leydig cell-exclusive gene knockouts. These new genetic tools represent a major advance to the field of andrology that will allow us to address fundamental questions about the biology and gene function of Leydig cells that have remained unanswered for decades.

Plusieurs études ont démontré l’existence d’une corrélation directe entre l’exposition fœtale à des contaminants environnementaux (comme le DEHP ou les estrogènes) et la perturbation de la différenciation sexuelle chez les fœtus mâles. Ces études ont notamment mis en évidence l’existence d’une fenêtre de susceptibilité; une période pendant laquelle l’exposition des cellules de Leydig aux contaminants perturbe leurs activités et entraine une diminution de leurs sécrétions des hormones testostérone (T) et Insulin-like 3 (INSL3). Ces hormones sécrétées par les cellules de Leydig sont requises pour la différenciation sexuelle du fœtus mâle, l’adoption des caractéristiques masculines primaires et secondaires (revue de Robert Courrier, 1962). Ces hormones influencent aussi la formation des spermatozoïdes et le comportement sexuel. Les études démontrent qu’une production insuffisante de ces hormones est corrélée avec une fertilité réduite (de modérée à très grave), une sous-masculinisation, la non-descente des testicules dans le scrotum (cryptorchidie) et parfois même une féminisation des organes sexuels primaires. Selon plusieurs spécialistes, ces symptômes seraient le résultat d’une perturbation de l’ontogenèse des testicules durant le développement fœtal. Syndrome de dysgénésie testiculaire est le nom qui a été donné à cette théorie. La cryptorchidie congénitale découlerait donc d’une insuffisance d’activités hormonales et révélerait par le fait même un problème de dysgénésie testiculaire. Bien que la prévalence varie à travers le monde, il semblerait, qu’en moyenne, au moins 4 % des nouveau-nés naissent avec cette condition. La localisation des testicules cryptorchides peut être corrigée chirurgicalement par orchiopexie (orchidopexie). Néanmoins, la correction chirurgicale ne semble pas être suffisante puisque les individus cryptorchides à la naissance demeurent plus à risque de développer un cancer du testicule et de souffrir de problèmes reliés à la fertilité, et ce, même après correction chirurgicale. Bien que les preuves provenant des études épidémiologiques et animales soient de plus en plus explicites, les preuves moléculaires demeurent partielles ou peu concluantes. Des preuves de nature moléculaire pourraient permettre de mieux définir le risque réel que représente le DEHP pour la santé humaine et la fertilité masculine. Le principal objectif des recherches effectuées était d’identifier et de valider un modèle in vitro permettant l’étude de composés potentiellement toxiques en minimisant le sacrifice d’animaux. À travers ces travaux, nous démontrons que la testostérone (T) augmente les niveaux d’ARNm d’Insl3 dans une lignée de cellules de Leydig et dans des cellules de Leydig primaires. Nous démontrons aussi que la testostérone induit l’activité des promoteurs d’Insl3 de différentes espèces. De plus, nous mettons en évidence que l’effet inducteur de la T sur l’activité transcriptionnelle et l’ARNm d’Insl3 nécessite le récepteur aux androgènes (AR). Nous avons localisé l’élément de réponse à la T sur le promoteur proximal d’INSL3. Cette région est toutefois dépourvue d’un élément de réponse aux androgènes consensus, ce qui suggère un mécanisme d’action indirect. Enfin, nous démontrons que le mono-(2-éthylhexyl) phtalate, le métabolite actif du perturbateur endocrinien DEHP, réprime aussi la transcription d’Insl3 dans les cellules de Leydig en antagonisant l’action de la dyade T/AR. Nous démontrons que l’estradiol (E2) réduit le niveau d’ARNm d’Insl3 dans les cellules de Leydig MA-10. Nos résultats démontrent qu’E2 réduit l’activité des promoteurs humain et murin d’Insl3/INSL3. Nous avons circonscrit la région répondant à l’E2 sur le promoteur proximal du promoteur humain d’INSL3. Cette région ne contient pas d’élément consensus de réponse aux estrogènes. Ceci indique que le mécanisme de répression est indirect. Conformément à cela, nous avons noté que la réponse à l’E2 est perdue lorsqu’une mutation est introduite au niveau des sites de liaisons des récepteurs nucléaires NUR77 et SF1. Enfin, nous démontrons que l’effet de l’exposition à l’E2 peut être renversé par un traitement conjoint avec de la testostérone, un activateur de la transcription d’Insl3. Malheureusement, les travaux n’ont pu être complétés dans le cadre de la présente thèse puisque la lignée cellulaire utilisée comme modèle, la lignée MA-10, a cessé de répondre aux divers stimuli. Néanmoins, les données présentées procurent d’importantes nouvelles perspectives sur la régulation de la transcription d’Insl3/INSL3 dans les cellules de Leydig, sur le mode d’action des phtalates et suggèrent des pistes de recherche à venir. La présente thèse contribue ainsi à la somme des savoirs qui permettra de comprendre comment le DEHP vient inhiber la sécrétion de T et d’INSL3.

[INSL3 : Insulin-like factor 3]. / Insulin-like factor 3 (INSL3) est une hormone qui est exprimée spécifiquement dans les cellules de Leydig chez le mâle et les cellules de la thèque chez la femelle. INSL3 joue un rôle essentiel dans le développement et la fonction de l'appareil reproducteur mâle. En effet, LNSL3 contrôle la 1ère phase de la descente testiculaire pendant la vie foetale et agit comme facteur de survie des cellules germinales chez l'adulte. Malgré son rôle crucial chez le mâle, on sait peu de choses quant à sa régulation transcriptionnelle dans les cellules de Leydig. Jusqu'à présent seulement 2 facteurs de transcription ont été identifiés comme régulateur de la transcription d'Insl3 : les récepteurs nucléaires SF-1 et NUR77. Toutefois, ces récepteurs sont exprimés dans de nombreux autres tissus qui n'expriment pas Insl3, indiquant que d'autres facteurs de transcription sont requis pour l'expression spécifique d'Insl3 dans les cellules de Leydig. Afin d'identifier ces facteurs de transcription, nous avons isolé et analysé un fragment de 1.1 kb du promoteur souris d'Insl3. Grâce à des deletions 5' progressives, j'ai identifié une région de 27 pb responsable de 70% de l'activité transcriptionnelle d'Insl3.

L’étude des mécanismes moléculaires qui contrôlent la différenciation et la fonction des cellules de Leydig est déterminante pour mieux comprendre le développement sexuel et la fertilité chez le mâle. Présentement, les régulateurs transcriptionnels impliqués dans ces mécanismes sont très peu connus. Un rôle pour le récepteur nucléaire COUP-TFII dans la fonction et différenciation des cellules de Leydig a été suggéré suite à son invalidation conditionnelle chez la souris mâle. Cependant, aucun gène cible pour COUP-TFII n’avait été identifié dans ces cellules. À cet égard, durant mes travaux de doctorat je me suis intéressé à élucider les rôles et les mécanismes d’action de COUP-TFII dans les cellules de Leydig. Lors de la réalisation de mon projet de recherche, j’ai démontré que les gènes Insl3 et Star sont des cibles de COUP-TFII dans ces cellules. En effet, COUP-TFII régule positivement et directement l’activation des promoteurs Insl3 et Star en se liant aux éléments de réponse DR0-like et DR1-like localisés à respectivement -97 pb et -106 pb de ces promoteurs, . La mutation de ces éléments diminue l’activation de ces deux promoteurs par COUP-TFII. Également, une réduction des niveaux de COUP-TFII par siARN dans les cellules de Leydig diminue l’expression du gène Insl3 et l’expression basale du gène Star. Cependant, l’absence de COUP-TFII n’affecte pas l’activation hormone-dépendante de ce dernier gène. J’ai aussi démontré que COUP-TFII coopère avec GATA-4, SP1 et SF-1 dans l’activation du promoteur Star, mais seulement ce dernier collabore avec COUP-TFII dans l’activation du promoteur Insl3. Pareillement, une coopération entre COUP-TFII et CAMKI a été observée dans l’activation du promoteur Star, mais elle n’a pas été observée dans l’activation du promoteur Insl3. Enfin, j’ai identifié, par une analyse transcriptomique, plusieurs gènes dont l’expression est diminuée en l’absence de COUP-TFII. Par PCR en temps réel, j’ai confirmé la diminution de l’expression de trois gènes importants pour la fonction reproductive : Hsd3b1, Amhr2 et Inha. Ainsi, ces résultats permettent de mieux comprendre la fonction de COUP-TFII dans les cellules de Leydig et représentent une avancée importante dans la compréhension des mécanismes moléculaires régulant la différenciation sexuelle et la fertilité masculine. / The study of the molecular mechanisms that control Leydig cell differentiation and function is crucial to better understand male sexual development and fertility. Currently, few transcriptional regulators involved in these mechanisms are known. A role for the nuclear receptor COUP-TFII in Leydig cell differentiation and function has been suggested after its conditional knockout in male mice. However, no target gene for COUP-TFII had been identified in these cells. In this regard, during my PhD research project I was interested in elucidating the roles and mechanisms of action of COUP-TFII in Leydig cells. Here in my thesis, I report that Insl3 and Star genes are targets of COUP-TFII in these cells. Indeed, COUP-TFII directly activates the Insl3 and Star promoters by binding to the response elements DR0-like and DR1-like located at -97 bp and -106 bp of each promoter, respectively. Mutation of these elements decreases the activation of these two promoters by COUP-TFII. Also, a reduction of COUP-TFII expression in Leydig cells by siRNA decreases Insl3 gene expression and basal Star gene expression but does not affect the hormone-dependent activation of the latter. I also found that COUP-TFII cooperates with GATA-4, SP1 and SF-1 for Star promoter activation but only the latter cooperates with COUP-TFII on the Insl3 promoter. Cooperation between COUP-TFII and CAMKI was also observed on the Star promoter but it was not observed on the Insl3 promoter. Finally, I have identified, by transcriptomic analysis, several genes that are down-regulated in COUP-TFII knockdown Leydig cells. By real time PCR, I confirmed the decreased expression of three important genes for reproductive function: Hsd3b1, Inha and Amhr2. Thus, these results provide new insights into the function of COUP-TFII in Leydig cells and represent a significant advance in our understanding of the molecular mechanisms that regulate male sexual differentiation and fertility.

Les cellules de Leydig sont les principales cellules stéroïdogéniques dans le testicule. La stéroïdogenèse est un mécanisme crucial pour la masculinisation pendant l’embryogenèse et la puberté ainsi que pour le maintien des caractéristiques mâles durant l’âge adulte. Elle est donc finement régulée par l’axe hypothalamo-hypophysaire mais également directement dans la cellule de Leydig. Un des mécanismes majeurs, ayant lieu dans la cellule de Leydig, est la régulation de l’expression des gènes stéroïdogéniques par des facteurs de transcription. Pendant ma thèse, j’ai caractérisé la présence des facteurs de transcription MEF2 dans les cellules de Leydig. Ces facteurs font partie de la famille des facteurs de transcription MEF2 qui compte quatre membres : MEF2A, 2B, 2C et 2D. J’ai mis en évidence que les facteurs MEF2, et plus précisément les facteurs MEF2A et MEF2D, sont présents dans la lignée cellulaire de Leydig MA-10 et qu’ils activent l’expression du gène Nr4a1 ainsi que du gène Star. NR4A1 est connu comme un régulateur de l’expression de gènes stéroïdogéniques et STAR comme réalisant une étape limitante de la stéroïdogenèse. De plus, MEF2 régule l’expression de ces gènes en coopération avec la CAMKI, la forskoline ou l’AMPc. Ces molécules sont connues pour mimer l’activation par la LH ou faire partie d’une des voies activées par la LH. De plus, MEF2 est exprimé dans le testicule tout au long du développement embryonnaire et de la vie adulte mais à aucun de ces stades dans l’ovaire. Ceci suggère un/des rôle(s) bien particulier(s) de MEF2 dans le développement et la fonction de la gonade mâle. Afin de mieux comprendre son (ses) rôle(s), des expériences de micropuces ont été réalisées à partir de cellules de Leydig dans lesquelles l’expression de MEF2 a été diminuée par des petits ARN interférents. Ces expériences ont permis d’identifier des nouveaux gènes cibles de MEF2 dans les cellules de Leydig. Ma thèse a donc permis d’identifier un nouveau facteur de transcription dans les cellules de Leydig et de commencer à décrypter son rôle dans ces cellules. / Leydig cells are the main steroidogenic cells in the testis. Steroidogenesis is an essential mechanism for the development of male characteristics during embryogenesis and puberty and their maintenance throughout adulthood. Therefore, steroidogenesis is tightly regulated by the hypothalamo-pituitary axis, but also directly within the Leydig cell. One mechanism that occurs in Leydig cells is the regulation of steroidogenic gene expression by transcription factors. During my PhD, I have identified MEF2 as new transcription factors present in Leydig cells. These factors are member of the MEF2 family of transcription factors which contains four members: MEF2A, 2B, 2C and 2D. MEF2 factors and more specifically MEF2A and MEF2D factors are present in the MA-10 Leydig cell line and they activate Nr4a1 and Star gene expression. NR4A1 is known as a key regulator of several steroidogenic genes and STAR is essential for the rate-limiting step in steroidogenesis. Furthermore, MEF2 was found to regulate expression of these genes in cooperation with CAMKI, cAMP or forskolin. These molecules are known to mimic the LH activation pathways. Moreover, MEF2 is present in the testis throughout embryonic development and into adulthood whereas MEF2 expression was not detected at any stage in the ovary. This suggests broad roles for MEF2 factors in male gonadal formation and function. To better understand the role(s) of MEF2, microarray experiments were performed using Leydig cells in which MEF2 expression was downregulated by siRNA. These experiments lead to the identification of several new MEF2 target genes in Leydig cells. In conclusion, during my doctoral work, I was able to identify a novel transcription factor in Leydig cells and to characterize its role in these cells.

Insulin-like 3 (INSL3), une hormone spécifique aux cellules de Leydig (LC), est essentielle à la descente testiculaire pendant la vie foetale tandis que chez l'adulte elle agit comme un facteur de survie des cellules germinales. Malgré ses rôles essentiels pour le développement et la fonction du système reproducteur mâle, peu est connu sur la régulation de l'expression de INSL3 dans les LC. L'objectif principal de ce mémoire est donc d'identifier des facteurs de transcription (TFs) régulant l'expression de INSL3 dans les LC. Afin d'identifier ces TFs, j'ai isolé et procédé à une analyse détaillée d'un fragment de 1.1 kb du promoteur humain INSL3 à l'aide de deletions séquentielles en 5', de mutagenèse dirigée et de transfections, ce qui m'a permis de localiser un élément de 10 pb responsable de 70% de l'activité du promoteur INSL3 dans les LC. Cet élément contient un site consensus de liaison (CACCC) pour les membres de la famille de TFs Kruppel-like factor (KLF). Par la suite, j'ai utilisé une stratégie de PCR dégénérée, RT-PCR et d'immunobuvardage pour évaluer l'expression de KLF dans les LC. Des essais de retardement sur gel (EMSA) ont été effectués pour étudier la liaison des KLF au promoteur hINSL3. Avec la PCR dégénérée, j'ai constaté que les cellules de Leydig MA-10 expriment au moins KLF2, 3, 5, 6 et 13. En utilisant des d'amorces KLF6-spécifiques, nous avons observé que ce dernier est exprimé tout au long du développement testiculaire chez la souris (e14 à l'adulte). L'immunobuvardage a aussi confirmé la présence de la protéine KLF6 dans diverses lignées cellulaires de Leydig. Les essais de retardement sur gel ont montré que KLF6 pouvait se lier à l'élément de 10 pb. Enfin, j'ai constaté que KLF6 active significativement le promoteur humain INSL3 et que cette transactivation nécessite l'élément KLF intact dans le promoteur. En résumé, mes résultats suggèrent un rôle pour KLF6 dans la régulation de l'expression de INSL3 et conséquemment dans le développement et la fonction du système reproducteur mâle.

Chez l’homme, les cellules de Leydig sont les principales productrices d’hormones stéroïdiennes dans le testicule. Ces hormones, dont font partie la testostérone, la dihydroprogestérone (DHP) et la dihydrotestostérone (DHT), sont indispensables à la spermatogenèse, au développement des caractéristiques sexuelles primaires et secondaires ainsi qu'au maintien de la fertilité masculine. Les niveaux d’hormones stéroïdiennes produits par ces cellules doivent être étroitement régulés au cours du développement. En outre, la stéroïdogenèse est source de formation d'espèces réactives de l'oxygène (ERO). La présence d'ERO en excès dans les cellules de Leydig, inhibe la stéroïdogenèse. Notre laboratoire a récemment identifié un nouveau facteur de transcription, myocyte enhancer factor 2 (MEF2), présent dans le testicule, tout au long de la vie. Ce facteur, premièrement identifié dans le cœur et le cerveau, est essentiel à l'organogenèse ainsi qu'à la différenciation cellulaire. Dans un premier temps, mon travail de doctorat met en évidence le rôle clé du facteur MEF2 dans la régulation de l’expression génique dans la lignée de cellules de Leydig MA-10. Dans un second temps, ce travail caractérise le rôle de MEF2 dans la régulation de l’expression des gènes impliqués dans les mécanismes de détoxification cellulaire, qui permettent l’élimination des ERO produites par la stéroïdogenèse. Le facteur MEF2 régule, seul ou en coopération avec la Ca2+/calmoduline-dependent protein kinase I (CAMKI), l’expression du gène Gsta1 qui code pour une enzyme antioxydante, la glutathion-S transférase A1. De plus, MEF2 n’est pas le seul facteur de transcription présent dans les cellules de Leydig et la coopération entre différents facteurs de transcription permet la régulation de l’expression des gènes. Ainsi, dans un troisième temps, mon travail de doctorat met en évidence une nouvelle coopération entre les facteurs de transcription MEF2 et COUP-TFII dans les cellules de Leydig MA-10. MEF2 et COUP-TFII régulent l’expression du gène Akr1c14 codant pour une 3α-hydroxystéroïde déshydrogénase, permettant la régulation des niveaux de DHP et DHT qui sont des stéroïdes métaboliquement très actifs. En conclusion, mes travaux mettent en évidence le rôle du facteur MEF2 sur l’expression des gènes impliqués dans le maintien et la régulation des fonctions stéroïdogéniques des cellules de Leydig. / In male, the Leydig cells are the main producer of steroid hormones in the testis. These steroids, including testosterone, DHT and DHP, are essential for spermatogenesis, for the development of primary and secondary male sexual characteristics and for the maintenance of male fertility. The steroid levels produced by these cells must be tightly regulated throughout fetal and adult life. In addition to synthesizing steroids, steroidogenesis produces a significant amount of reactive oxygen species (ROS), which in turn disrupt steroid production. Our lab has recently identified the presence of a novel transcription factor, myocyte enhancer factor 2 (MEF2), in the mouse testis, throughout fetal and adult life. MEF2 factor is an important regulator of organogenesis and cell differentiation in various tissues and was first identified in the heart and the brain. Initially, my Ph.D. work highlights the key role of MEF2 factor in the regulation of gene expression in the MA-10 Leydig cell line. Secondly, my work characterized the role of MEF2 in the regulation of genes involved in cellular detoxification mechanisms, which seek the elimination of ROS produced by steroidogenesis. The transcription factor MEF2 regulates, alone or in cooperation with the Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase I (CAMKI), the expression of Gsta1 gene that encodes for an antioxidant enzyme, glutathione S-transferase A1. Furthermore, MEF2 is not the sole transcription factor present in Leydig cells and the cooperation between different transcription factors allows for proper regulation of steroidogenic gene expression. Thereby, the third part of my Ph.D. work highlighted a new cooperation between two transcription factors, MEF2 and COUP-TFII in MA-10 Leydig cells. In these cells, MEF2 and COUP-TFII cooperate to regulate Akr1c14 gene expression. This gene encode for a 3α-hydroxysteroid dehydrogenase that regulates the bioavailabilities of DHP and DHT, which are potent steroids. In conclusion, my work identifies novel important roles for MEF2 factor in the expression of genes involved in the maintenance and regulation of Leydig cell functions.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2009. / Bibliogr.: f. 65-98. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

STAT5 est impliqué dans le développement d'une multitude de cellules et de tissus, et potentiellement dans les cellules de Leydig où son rôle demeure inconnu. STAT5B est un effecteur de l 'hormone de croissance, hormone dont le rôle est mal connu au niveau des cellules de Leydig. Ce projet consistait à comprendre le mécanisme d'activation de la transcription des gènes Star et Cyp11a1 au sein des cellules de Leydig par STAT5B et l 'hormone de croissance. Dans un premier temps, j'ai caractérisé l'expression de Stat5a et Stat5b au niveau de l'ARNm dans différentes lignées immortalisées de cellules de Leydig. Par la suite, j'ai étudié l'effet de l'hormone de croissance sur les niveaux d' ARNm de Stat5 et sur les niveaux de la protéine STAT5 dans le noyau. Un parallèle a également été fait avec l'expression cytoplasmique de STAR. Ensuite, j'ai utilisé des constructions sauvages et mutantes (site STAT muté), d'environ lkb, des promoteurs proximaux murins Star et Cyp11a1 et analysé leur activité par des essais de transfections transitoires et/ou de stimulation à l 'hormone de croissance dans la lignée cellulaire de cellules de de cellules de Leydig MA-10. Par des analyses de retardement sur gel (EMSA), j'ai pu confirmer la liaison d'une protéine aux éléments GAS présents dans les promoteurs murins sauvages Star et Cyp11a1. Par des analyses de super-retardement sur gel, j'ai pu confirmer que la protéine se liant aux sites GAS identifiés est une protéine STAT5. Enfin, j'ai pu caractériser les niveaux d'expressions endogènes de Star et Cyp11a1, en réponse à une surexpression de STAT5B constitutivement actif, en quantifiant leur niveau d' ARNm.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / La stéroïdogenèse doit être méticuleusement régulée, car l'insuffisance ou l'excès d'hormones stéroïdiennes est associé à diverses affections pathologiques telles que les désordres du développement sexuel (DSD) et les cancers hormono-dépendants. Dans le testicule, les cellules stéroïdogéniques principales sont les cellules de Leydig. Des mutations affectant le nombre ou la fonction de ces cellules causent sous-masculinisation et infertilité. De plus, une exposition in utero par la mère enceinte à des perturbateurs endocriniens affecte également les cellules de Leydig diminuant les hormones INSL3 et la testostérone et causant divers désordres, dont la cryptorchidie, désordre pédiatrique le plus fréquent chez les mâles nouveau-nés. Dans ces cellules, la stéroïdogenèse est stimulée par la LH hypophysaire à travers son récepteur. Ceci stimule l'adénylate cyclase conduisant à une augmentation de la production d'AMPc et à l'activation de kinases. Ultimement, ces kinases phosphorylent des protéines cibles, telles que des facteurs de transcription. L'AMPc est ensuite transformé en AMP par des phosphodiestérases. Notre laboratoire a récemment montré que l'augmentation de l'AMP intracellulaire conduit à l'activation d'une kinase, AMPK, qui réprime activement la synthèse des hormones stéroïdiennes dans les cellules de Leydig et de la surrénale. Le mécanisme d'action et les cibles directes de l'AMPK dans les cellules stéroïdogéniques restent à être identifiés. La première hypothèse de cette étude est que l'activation de l'AMPK, qui est essentielle à la régulation de la stéroïdogenèse dans les cellules de Leydig murines, agit en phosphorylant diverses protéines impliquées dans l'expression génique, telles que des facteurs de transcription, mais aussi qu'elle agit en réprimant l'expression de l'urokinase, une protéine impliquée dans la production de testostérone dans les cellules de Leydig. De plus, une deuxième hypothèse est que les organochlorés inhibent la stéroïdogenèse par des mécanismes similaires à ceux induits par l'activation de la kinase AMPK. Le but de cette étude est donc de mettre en évidence les mécanismes d'action de la kinase AMPK et des organochlorés dans la répression de la stéroïdogenèse dans les cellules de Leydig. Cette thèse a permis de mettre en évidence l'implication du gène Plau, codant pour l'urokinase, dans la stéroïdogenèse des cellules de Leydig MA-10, et plus précisément sur la production de la protéine STAR. De plus, l'augmentation de l'expression du gène Plau est stimulée par l'AMPc et réprimée par l'activation de l'AMPK. Dans cette thèse, une analyse phosphoprotéomique de cellules de Leydig MA-10 dont la stéroïdogenèse a été stimulée par la forskoline seule ou conjointement à l'activation de l'AMPK a été effectuée. Le but de cette analyse est d'identifier les cibles de l'AMPK dans des cellules de Leydig MA-10 dont la stéroïdogenèse est stimulée. Cela a permis d'établir le phosphoprotéome des cellules de Leydig MA-10 après stimulation de la stéroïdogenèse, mais aussi de mettre en évidence de nombreuses protéines phosphorylées par l'activation de l'AMPK. Enfin, dans la présente étude de doctorat, une analyse protéomique a été réalisée à partir de cellules de Leydig MA-10 ayant été traités par un mélange d'organochlorés à des concentrations retrouvées dans l'environnement. Ce mélange d'organochlorés inhibe la stéroïdogenèse notamment en affectant les niveaux de la protéine STAR, ainsi que des protéines impliquées dans le transport mitochondrial, le métabolisme lipidique ou la stéroïdogenèse. Les résultats présentés dans cette thèse apportent une meilleure connaissance sur les mécanismes de répression de la stéroïdogenèse dans les cellules de Leydig. / Steroidogenesis has to be meticulously regulated because steroid hormone deficiency or excess is associated with various pathological conditions such as differences of sexual development (DSD) and hormone-dependent cancers. In the testis, the main steroidogenic cells are the Leydig cells. Mutations affecting the number or function of these cells may cause submasculinization and infertility. In addition, in utero exposure via the pregnant mother to endocrine disruptors can also affect the Leydig cells, decreasing INSL3 and testosterone and causing various disorders, including cryptorchidism, the most common pediatric disorder in newborn males. In these cells, steroidogenesis is stimulated by the pituitary LH via its receptor. This stimulates adenylate cyclase leading to increased cAMP production and activation of kinases. Ultimately, these kinases phosphorylate target proteins, such as transcription factors. The cAMP is then converted to AMP by phosphodiesterases. Our laboratory has shown that increased intracellular AMPleads to the activation of the kinase AMPK, which actively represses steroid hormone synthesis in Leydig and adrenal cells. The mechanisms of action and direct targets of AMPK in steroidogenic cells remain to be identified. The first hypothesis of this study is that AMPK activation, essential for the regulation of steroidogenesis in murine Leydig cells, act by phosphorylating various proteins involved in gene expression, such as transcription factors, but also that it acts by repressing the expression of urokinase, a protein involved in testosterone production in Leydig cells. Furthermore, a second hypothesis is that organochlorines inhibit steroidogenesis by mechanisms similar to those induced by the activation of AMPK. The aim of this study is therefore to highlight the mechanisms of action of AMPK and organochlorines in the repression of steroidogenesis in Leydig cells. This thesis demonstrated the involvement of the Plau gene, encoding urokinase, in the steroidogenesis of MA-10 Leydig cells, and more precisely in the production of the STAR protein. Furthermore, the increase in Plau gene expression is stimulated by cAMP and repressed by AMPK activation. In this thesis, a phosphoproteomic analysis of MA-10 Leydig cells where steroidogenesis was stimulated by forskolin alone or together with AMPK activation was performed. The aim of this analysis was to identify the targets of AMPK in MA-10 Leydig cells where steroidogenesis is stimulated. This allowed to establish the phosphoproteome of MA-10 Leydig cells after stimulation of steroidogenesis, but also to identify many proteins phosphorylated following AMPK activation. Finally, in the present study, a proteomic analysis was performed on MA-10 Leydig cells treated with a mixture of organochlorines at concentrations typically found in the environment. This mixture of organochlorines inhibits steroidogenesis by affecting the levels of the STAR protein, as well as proteins involved in mitochondrial transport, lipid metabolism or steroidogenesis. The results presented in this thesis provide a better understanding of the mechanisms of steroidogenesis repression in Leydig cells.