Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / The immune system provides resistance to the myriad of pathogens in the environment, but can also respond inappropriately causing allergic inflammation and autoimmune disease. CD4+ T cells, which play a crucial role in adaptive immune system, can be divided into several subsets based on their effector functions. T helper 9 (Th9) cells, derived by the IL-4/STAT6 and TGF-β signaling pathways, produce IL-9 as a hallmark cytokine, as well as IL-10. Through IL-9 production, Th9 cells protect against parasite infection but are also involved in allergic inflammation and autoimmune diseases. Transcription factors that promote Th9 development include STATs, PU.1, BATF, and IRF4. In this study, we identify ETV5 as a factor that promotes IL-9 and IL-10 production by binding to cis-acting regulatory elements in the respective genes. At the Il9 gene, ETV5 cooperates with PU.1 in regulating gene expression. At the Il10 gene, ETV5 facilitates binding of other transcription factors to the locus. These studies and others suggested that there may be additional cis-acting regulatory elements in the Il9 gene. We demonstrate that a conserved noncoding sequence (CNS) located 25 kb upstream of the Il9 transcription start site, termed Il9 CNS-25, is critical for regulating Il9 expression in Th cell subsets. Th9 cells derived from Il9 CNS-25 mutant (Il9 ΔCNS-25) mice produce significantly less IL-9. Il9 CNS-25 promoted chromatin modifications at the promoter and accessibility of the locus. Il9 ΔCNS-25 mice showed attenuated airway inflammation compared to control mice. The Il9 CNS-25 region in mice is conserved with an IL9 CNS-18 region in the human genome. We deleted CNS-18 in primary human Th9 cells and observed diminished IL-9 production. Thus, we have identified transcription factors that regulate multiple cytokines in Th cell lineages and have demonstrated that the Il9 CNS-25/IL9 CNS-18 elements are respectively critical for Il9/IL9 gene expression.

Au cours de la préimplantation, l'embryon de souris produit deux lignages cellulaires, le trophectoderme (TE), et la masse cellulaire interne (MCI) qui elle-même se différencie en épiblaste (Epi) et en endoderme primitif (EPr), caractérisés respectivement par l'expression exclusive de Nanog et de Gata6. La voie FGF/MAPK joue un rôle critique dans l’acquisition de l’identité EPr. J’ai examiné l’expression de pERK, DUSP4 et ETV5 qui permettent de visualiser l'activité des MAPK. Ces analyses ont été effectuées en activant ou inhibant la voie FGF/MAPK, ainsi que dans des embryons mutants pour Nanog et/ou Gata6. Ceci a permis d’observer l’activation de la voie FGF/MAPK dès E3,25. Un autre volet de mon travail a été d'analyser la voie de l’IGF dans les embryons préimplantatoires afin de comprendre l’influence de cette voie dans les différents lignages. J’ai montré que le récepteur activé pIGF1R est exprimé de manière différentielle dans le TE, l’EPr et l’Epi au cours du développement. Une supplémentation d’IGF1 induit une augmentation du nombre de cellules en deux phases, d'abord de l’Epi puis de l’EPr. A l’inverse, une perte de fonction d’IGF1R induit une diminution du nombre de cellules entre E3,75 et E4,25. / During preimplantation, mouse embryo produces two cellular lineages, the trophectoderm (TE), and the inner cell mass (ICM), which differentiates in epiblast (Epi) and primitive endoderm (PrE), characterized respectively by the complementary expression of Nanog and Gata6. FGF/MAPK pathway plays a critical role in the acquisition of a PrE identity. I examined the expression of the markers of MAPK activity pERK, DUSP4 and ETV5. The analyze was performed with activation or inhibition of FGF/MAPK pathway and in mutant embryos for Nanog or Gata6. This showed that FGF/MAPK pathway is activated as soon as E3,25. I have also analyzed the IGF pathway in preimplantation embryos in order to understand the role of this pathway in embryonic lineages. I showed that active receptor pIGF1R is differentially expressed in TE, PrE and Epi during embryonic development. Supplementation with IGF1 induces an increase in cell number in two phases, first in Epi then in PrE. Conversely, loss of function of IGF1R induces a decrease in cell number between E3,75 and E4,25.

El càncer d'endometri és la malaltia ginecològica més comuna i representa la quarta neoplàsia més freqüent en la dona en els països desenvolupats. Actualment és possible diagnosticar el 80% dels casos de EEC en estadiatge I FIGO, per tant, poder aplicar cirurgia i presentar un bon pronòstic. L'estadiatge I FIGO inclou tres subtipus: afecta l'endometri (IA), infiltra el miometri <50% (IB) i >50% (IC). El nostre grup es va centrar en la identificació de nous gens implicats en el EEC mitjançant l'estudi dels patrons d'expressió gènica diferencial entre teixit endometrial sa, hiperplàsic i tumoral, així com la cerca de nous gens associats al fenotip carcinomatós endometrial amb potencial valor diagnòstic i/o pronòstic. Es va trobar que els dos gens majorment sobreexpressats eren RUNX1/AML1 i ERM/ETV5 i alhora, es troben sobreexpressats en la fase en la qual el EEC esdevé invasiu. Partint d'aquí, vam plantejar la caracterització del mecanisme d'acció del factor de transcripció ERM/ETV5 en el EEC durant els esdeveniments inicials d'invasió i disseminació. La sobreexpressió d'ERM/ETV5 a la línia cel·lular de càncer d'endometri Hec-1A indueix dispersió cel·lular que correlaciona amb un augment de l'activitat gelatinasa de la MMP2. Tant els experiments de ChiP com amb iRNA o l'ús d'un inhibidor específic de MMP2 mostren un nexe funcional entre la sobreexpressió d'ERM/ETV5 i l'activació de MMP2. En el model animal ortotòpic de EEC es demostra que l'augment de l'activitat de MMP2 associat a la sobreexpressió d'ERM/ETV5 confereix major capacitat invasiva als tumors endometrials i aquests mostren un patró més agressiu i infiltrant. Es va confirmar que ERM/ETV5 tenia un paper en els passos inicials de la disseminació endometrial ja que es van localitzar ERM/ETV5 i MMP-2 en el front d'invasió de mostres de EEC humanes amb infiltració miometrial. Per tant podem proposar que en el EEC, ERM/ETV5 actua a través de l'activitat gelatinolítica de MMP-2 per a donar major capacitat invasiva, associat al punt d'inici de la infiltració miometrial. Tot seguit vam plantejar determinar les alteracions moleculars associades a la sobreexpressió del factor de transcripció ERM/ETV5 durant la infiltració miometrial en el EEC, identificant nous marcadors moleculars o dianes terapèutiques que podrien estar sota el control de l'activitat transcripcional d'ERM/ETV5. L'anàlisi comparatiu mitjançant 2D-DIGE i espectrometria de masses dels patrons d'expressió proteica diferencial de la línia cel·lular que sobreexpressa de forma estable GFP-ERM/ETV5 anvers la línia cel·lular sense transfectar i la que presenta el vector GFP buit, determina un llistat de proteïnes diferencialment expressades que es troben implicades en la regulació d'actina i la senyalització per TGF-beta i progesterona. Vam caracteritzar la sobreexpressió específica de la proteïna Hep27 que presenta localització mitocondrial depenent d'ERM/ETV5. Estudis funcionals van demostrar associació amb l'estrès oxidatiu. L'anàlisi dels resultats obtinguts reforcen el paper d'ERM/ETV5 com a factor regulador de la migració i invasió tumoral, i assenyala la seva implicació en la resposta a l'estrès oxidatiu associat a l'inici de la invasió en el carcinoma endometrial. Fins ara, la immunohistoquímica ha estat l'eina utilitzada per a la identificació de proteïnes implicades en la invasió del carcinoma endometrial, sense tenir en compte la percepció global del front d'invasió. En aquest últim treball hem dut a terme una aproximació proteòmica per a caracteritzar components específics del front d'invasió o l'estroma reactiu mitjançant la comparació de l'àrea invasiva d'un carcinoma endometrial anvers l'àrea tumoral superficial no invasiva i el teixit normal provinents de la mateixa pacient. Així hem pogut identificar proteïnes diferencialment expressades en el front d'invasió i que es troben implicades en la morfologia cel·lular, acoblament i moviment, així com els mecanismes moleculars relacionats amb la senyalització i interacció cèl·lula-cèl·lula i la resposta moduladora a l'estrès oxidatiu. / We have recently described the Ets family transcription factor, ERM/ETV5, specifically up-regulated in EEC, and associated with myometrial infiltration. Ets family members have been correlated to tumor progression by up-regulating the expression of matrix-degrading proteases. We investigated the possibility that in EEC, ERM/ETV5 may induce the expression of genes involved in extra-cellular matrix remodeling. The overexpression of ERM/ETV5 induced scattering in the EEC cell line Hec-1A, correlating to increased MMP-2 gelatinase activity. Both ChIP and iRNA experiments and specific MMP-2 inhibitor demonstrated a functional link between ERM/ETV5 overexpression and MMP-2 activation. Orthotopically implanted overexpressing ERM/ETV5 tumors presented a more aggressive and infiltrative pattern of myometrial invasion. The specific localization of ERM/ETV5 and MMP-2 at the invasive front of myometrial infiltrating human EEC reinforced the hypothesis of a role for ERM/ETV5 in the early steps of endometrial dissemination.To understand the role of ETV5 during myometrial infiltration, we analysed by 2D-DIGE technology those proteins whose expression was altered in endometrial cell lines stably over-expressing ERM/ETV5. Pathway analysis pointed to actin regulation and TGF-beta and progesterone signalling as processes regulated by ERM/ETV5. We characterized the specific up-regulation of the nuclear dehydrogenase/reductase Hep27, its ERM/ETV5-dependent mitochondrial localization, and functional studies demonstrated a link with oxidative stress.Overall, the ETV5-related proteomic approach performed in the Hec-1A cell line reinforces a role of this transcription factor in the regulation of the migratory and invasive tumour behaviour, and points to a modulated response to oxidative stress associated with the promotion of invasion in endometrial cancer. To date, the identification of proteins involved in endometrial carcinoma invasion has been essentially conducted by immunohistochemical methods, without a global perception on the invasive front. In this work we attempted a proteomic approach to characterise specific components of the invasive front or reactive stroma by comparing the invasive area of an endometrial carcinoma with the non¬invasive superficial area and normal tissue from the same patients. This led us to identify proteins involved in cellular morphology, assembly and movement, differentially expressed at the invasive front, as well as pathways like cell-to-cell signalling and interaction and a modulated response to oxidative stress as events related to endometrial carcinoma invasion. In conclusion, we describe a novel proteomic approach that specifically deals with endometrial carcinoma invasion front, allowing the identification of new players of myometrial infiltration.