La participation de HNF4[alpha] à la réponse inflammatoire se manifeste par différents rôles, notamment par la régulation transcriptionnelle du cytochrome P450, de l'oxyde nitrique synthase inductible, mais également par la protection face aux maladies inflammatoires de l'intestin (MII). En effet, la perte de HNF4[alpha] au niveau de l'épithélium intestinal de souris rend celles-ci plus sensibles face à l'induction d'une colite chimique. Également, l'expression de HNF4[alpha] est perdue au niveau des tissus coliques de patients atteints de maladies inflammatoires de l'intestin, dont la colite ulcéreuse. Les MII sont caractérisées par une activation chronique de la réponse immune et inflammatoire le long du tractus gastro-intestinal. L'agent causal est, dans la majorité des cas, la flore intestinale, laquelle peut activer plusieurs réponses inflammatoires, telle la sécrétion abondante de cytokines et d'interleukines pro-inflammatoires ainsi que le recrutement et l'infiltration de cellules immunitaires à l'épithélium, causant des dommages importants à la muqueuse intestinale et menant ainsi à une augmentation de la perméabilité de l'épithélium intestinal. La perte de HNF4[alpha] au niveau de l'épithélium colique de souris a mené à l'apparition spontanée d'inflammation, à l'infiltration massive de cellules leucocytaires et a révélé une augmentation de la production de plusieurs facteurs pro-inflammatoires, dont la chimiokine KC/CXCL1. Cette molécule est en fait un chimioattractant important pour les neutrophiles et autres cellules leucocytaires. Dans cette optique, nous avons évalué, par immunobuvardage et gel de rétention, l'impact d'un stress pro-inflammatoire sur l'expression et l'activité de HNF4[alpha]. Nous avons également déterminé l'effet de l'expression de HNF4[alpha] sur la production de KC/CXCL 1 ainsi que les mécanismes de régulation de HNF4[alpha] sur l'expression de la chimiokine. Nous avons quantifié, par qPCR et par ELISA, la production et la sécrétion de KC/CXCL1 par les différentes lignées de cellules épithéliales intestinales surexprimant le facteur de transcription HNF4[alpha]. Aussi, nous avons montré l'influence de HNF4[alpha] sur l'activation de NF[kappa]B, puisque ce facteur est responsable de la régulation transcriptionnelle de KC/CXCL1. Nous avons, en effet, montré que l'activation par phosphorylation, la translocation nucléaire et la capacité de liaison à l'ADN de NF[kappa]B sont diminuées dans les modèles cellulaires de surexpression de HNF4[alpha]. Nous avons finalement évalué l'effet de HNF4[alpha] sur la dégradation de l'inhibiteur de kappaB (I[kappa]B[alpha]). Dans cette étude, nous avons montré que le facteur de transcription HNF4[alpha] régule de façon négative la production de la chimiokine KC/CXCL1 en modulant l'activité transcriptionnelle de NF[kappa]B via la stabilisation de l'inhibiteur I[kappa]B.

Numerous epidemiological studies show a strong association between low birth weight and later life hypertension and metabolic disease. Excessive in utero exposure to glucocorticoids (‘stress hormones’) has been hypothesized to be important in such developmental ‘programming’, acting via crucial physiological, gene expression or structural changes in the developing fetus. Normally, the fetus is protected from the high levels of maternal glucocorticoids by an enzymic placental barrier, 11 betahydroxysteroid dehydrogenase type 2 (11β-HSD2). In the placenta, 11β-HSD2 efficiently converts active maternal glucocorticoids (cortisol in humans; corticosterone in rodents) to physiologically inactive 11-keto forms. In previous studies in rats, maternal administration of dexamethasone, a synthetic glucocorticoid which is minimally metabolized by 11β-HSD2, or carbenoxolone, a potent inhibitor of 11 β-hydroxysteroid dehydrogenase, increased glucocorticoid load to the fetus. This resulted in lower offspring birthweight and later life hypertension and hyperglycemia — important components of the metabolic syndrome. These programming effects were seen when dexamethasone was administered selectively during the third week of gestation. We have used this well-validated model of programming to dissect the molecular mechanisms that mediate the programming of hypertension. In accord with previous observations, administration of dexamethasone (100μg/kg/day) to pregnant rats during the last week of pregnancy significantly reduced offspring birthweight by 10%. Moreover, the 9 month-old adult offspring had systolic hypertension (9% rise) accompanied by significant hypokalemia (10% fall K+). The coexistence of hypertension and hypokalemia suggested that prenatal overexposure to dexamethasone might increase mineralocorticoid activity in the kidney. Intriguingly, although offspring of dexamethasone-treated dams had 46% lower plasma renin concentrations (consistent with intravascular fluid volume expansion), 24-hour total urinary aldosterone levels were significantly reduced compared to controls (reduction of 56%). Maternal dexamethasone treatment was associated with a permanent decrease in 11β- HSD2 mRNA and activity in the kidney of the offspring (45% and 36% respectively). 11β-HSD2 plays an important role in regulation of renal sodium reabsorption (and thereby blood pressure) by acting as a pre-receptor barrier to MR access, preventing glucocorticoids from activating MR in the distal nephron. Thus, the decrease in renal 11β-HSD2 activity would allow greater endogenous glucocorticoids to activate MR, likely accounting for the low-renin, low-aldosterone hypokalemic hypertensive phenotype observed in these offspring. Other components of mineralocorticoid or glucocorticoid signaling pathways, including mineralocorticoid receptor (MR), glucocorticoid receptor (GR) and 11-beta hydroxysteroid dehydrogenase type 1 (11β-HSD1) were not altered in the offspring kidney by prenatal glucocorticoid exposure. Dexamethasone-programmed offspring also showed exaggerated mineralocorticoid activity with increased kalliuresis in response to exogenously administered corticosterone, suggesting that the decrease in renal 11β-HSD2 is functionally important. In this respect, our rat model resembles the syndrome of apparent mineralocorticoid excess where reduced 11β-HSD2 allows illicit activation of MR by glucocorticoids, resulting in excessive sodium reabsorption, hypertension and hypokalemia. We also studied the effects of maternal dexamethasone on offspring erythropoietin expression in the kidney. This followed from previous observations that identified the hepatocyte nuclear factor 4 alpha (HNF4α) as a key gene up-regulated in dexamethasone-programmed offspring liver, where it might be involved in mediating hyperglycemia. HNF4α is also expressed in the kidney. The role of HNF4α in the kidney is not fully understood, but has been implicated in regulation of erythropoietin synthesis. As in the liver, prenatal exposure to dexamethasone caused a significant increase (64% increase) in renal HNF4α expression. The increase in renal HNF4α mRNA was observed early (in one week old offspring) and persisted into adulthood. This was associated with significantly elevated levels of erythropoietin in circulation (110% increase). Moreover, animals that were exposed to prenatal dexamethasone had significantly increased red blood cell mass (7% increase), presumably as a result of upregulation of erythropoietin.

HNF4[alpha] est un facteur de transcription de la famille des récepteurs nucléaires hormonaux dont le rôle dans l'organogenèse et le maintien des fonctions hépatiques est de mieux en mieux décrit. Cependant, son rôle dans le développement et le maintien des fonctions gastrointestinales est peu connu. Il en va de même pour le facteur de transcription CUX1 au sein de de la muqueuse intestinale. Nous avons ainsi décidé d'utiliser l'invalidation conditionnelle d' HNF4[alpha] (HNF4[alpha] [exposant]fx/fx) dans l'épithélium intestinal grâce à l'expression de la Cre-recombinase sous le contrôle du promoteur de 12.4 kb de la Villine (12.4kb-Villin .Cre). Les épithélia de l'intestin grêle et du côlon ont été étudiés au niveau de leur morphologie, de leur prolifération, de leur différenciation et de leur fonction à différents temps du développement de la souris. Nous avons dans un premier temps constaté que la morphogenèse de ces tissus se déroule normalement. Nous avons cependant observé que l'épithélium de l'intestin grêle présentait une légère augmentation de la prolifération et une modification des populations différenciées au profit des cellules entéroendocrines et caliciformes. Nous avons également identifié une réduction de la conductance de l'épithélium colique du à une dérégulation des canaux, transporteurs et pores impliqués dans la régulation du transport ionique. Des cibles directes d'HNF4[alpha], tel que la claudine-15, ont vu leur expression diminuer chez les animaux mutants ainsi que dans les maladies inflammatoires intestinales durant lesquelles HNF4[alpha] est réduit en expression. Cette modification dans le rôle crucial de la réabsorption des fluides auquel l'épithélium colique participe a eu pour effet d'entrainer une colite spontanée ressemblant à la colite ulcéreuse chez l'humain. En effet, une augmentation de l'inflammation, une augmentation du recrutement de leucocytes, une augmentation de la prolifération et une apparition de dysplasie épithéliale ont été observées. Les épithélia du grêle et du côlon ont également présenté une augmentation du stress oxydatif et de l'apoptose qui s'est avérée être protectrice contre la perte d'hétérozygocité de l'allèle Apc dans le modèle murin de tumorigenèse Apc Min/+ . En effet, les animaux pour lesquels l'invalidation de l'expression d'HNF4[alpha] a été effectuée par la Villine-Cre (Apc[exposant Min/+] HNF4[alpha] [exposant [delta]1EC] ), ont montré une réduction de 70% du nombre de polypes dans l'intestin grêle et une réduction de 90% du nombre de polypes dans le côlon. L'analyse des gènes impliqués dans la réduction des espèces réactives de l'oxygène a permis d'identifier la GSTK1 comme une nouvelle cible directe d'HNF4[alpha] tant dans l'épithélium de l'intestin grêle que dans le cancer colorectal. En effet, l'expression d'HNF4[alpha] chez les patients atteints du cancer colorectal s'est avérée augmentée chez 31 patients sur les 40 analysés. Ces augmentations oscillent entre 50 et 100% chez 22% des patients et de 100% et plus chez 40% des patients analysés ( n = 40). Les animaux Cux1[delta]HD ont quant à eux été étudiés au niveau de leur susceptibilité à un stress inflammatoire. Nous avons démontré que l'expression de CUX1 est nécessaire à la protection de l'inflammation aigüe et chronique et que les patients atteints des maladies inflammatoires intestinales répondent en augmentant l'expression de ce facteur. Nous croyons que l'expression de CUX1 permet de tempérer la réponse inflammatoire et permet aussi la migration et la prolifération de l'épithélium colique en réponse aux blessures causées par l'inflammation soutenue. Collectivement, ces études démontrent l'importance du réseau de régulation transcriptionnelle dans les voies gastrointestinales pour le maintien de l'homéostasie proliférative, fonctionnelle et inflammatoire de l'épithélium. La modulation de ces facteurs durant les pathologies suggère la possibilité d'intervenir thérapeutiquement sur ces facteurs afin de contrôler leurs cibles et ainsi contrer l'apparition, la progression ou la chronicité de ces maladies.