La phase de l'épithélialisation de la réparation cutanée se déroule en impliquant plusieurs processus dynamiques et interactifs pendant lesquels les kératinocytes migrent, prolifèrent et se différentient afin de reconstruire la fonction de la barrière. La migration des kératinocytes est l'événement qui détermine l'efficacité du processus entier. Le comportement migratoire est contrôlé au même temps au niveau extracellulaire et intracellulaire et dépend d'interactions dynamiques entre les cellules et leur environnement extracellulaire, des facteurs de croissance et des cytokines. Parmi les protéines de la matrice extracellulaire, la laminine 332 est un substrat d'adhésion majeur des kératinocytes qui joue un rôle important au cours de la migration des kératinocytes, travers son domaine LG4/5 localisé à l'extrémité carboxy-terminale de sa chaine a. Des études récentes ont rapporté que l'induction de la migration des kératinocytes par LG4/5 est dépendante des Métalloprotéinases Matricielles pro-migratoires (MMP)-9 et -1 qui jouent des rôles essentiels au cours de la cicatrisation et surtout pendant la ré-épithélialisation. Etant donné que des travaux antérieurs du laboratoire ont montré que le domaine LG4/5 participe à la dynamique du cytosquelette et à la motilité cellulaire au travers de liaisons avec les récepteurs de type de protéoglycanes à heparane sulfate, syndécan-1 et -4 on a regardé l'implication potentielle de ces récepteurs au processus. Afin d'analyser la participation possible des syndecans dans ce processus, nous avons développé une approche de mutagénèse dirigée dans la protéine LG4/5 recombinante pour altérer les sites de liaison aux syndécan-1 ou -4. Notre analyse PCR et nos résultats de zymographie ont révélé une différence du profile d'activation des MMPs en fonction de la mutation produite et donc de la capacité de la protéine à recruter le syndécan-1 ou le syndécan-4, ainsi que le syndécan-1, et pas la syndécan-4, est impliqué dans l'activation de la production de la MMP-9 par LG4/5. Nous avons ensuite confirmé ces résultats en réduisant l'expression du syndécan-1 dans des kératinocytes et on a pu aussi montrer que le traitement avec des cytokines telles que TNFalpha et IL-1beta, connues pour leur capacité d'induire l'activation de la MMP-9, a produit le même résultat dans ce systéme. L'addition de l'héparine dans nos experiences a inhibé l'activation de l'expression de MMP-9 suggerant que les heparanes sulfates dans syndecan-1 sont impliqué au mécanisme. Pour confirmer ces résultats des experiences avec des séries de syndecan-1 mutés sont en cours. Pour conclure, nos résultats montrent pour la première fois un rôle important de syndecan-1 à l'expression de MMP-9 suggérant que sa re-distribution au front des kératinocytes migratoires puisse éventuellement être liée au clivage ou à la dégradation des protéines de la matrice extracellulaire. En plus, nos résultats proposent que le domain LG4/5 de la laminin 332 libéré soit capable d'affecter la balance de l'expression de la MMP-9 lors de la migration des kératinocytes en leur permettant de traverser le caillot de fibrine / During skin repair, the epithelialization phase occurs by an orderly series of events whereby keratinocytes migrate, proliferate, and differentiate to restore the barrier function. Keratinocyte migration determines the efficiency of the overall wound repair process. The migratory behaviour is governed at both the extracellular and intracellular levels and depends on the carefully balanced dynamic interactions of the cells with ECM components, growth factors and cytokines. Among extracellular matrix proteins, laminin 332, known as a major adhesion substrate for keratinocytes was shown to contribute to skin reepithelialization through its a3 chain C-terminal domains LG45. Recent studies have reported that LG45 induces keratinocyte migration, an event that relies on the involvement of the pro-migratory matrix metalloproteinases-1 and -9, two MMPs known to play a role in the reepithelialization phase of wound healing. As findings from our laboratory have reported that LG45 domains participate in cytoskeleton dynamic and cell movement through binding of the heparan sulphate proteoglycans syndecan-1 and -4, we analyzed the potential involvement of these receptors in this process. To that end, we have developed a site-directed mutagenesis approach within a recombinant LG45 protein to alter either the syndecan-1 or syndecan-4 binding site. Our PCR analysis and zymography results revealed that depending on the mutants, syndecan-1 or syndecan-4 recruitment induced different MMP activation profile and suggested that syndecan-1 plays a role in LG45 induced MMP-9 expression and activation. We confirmed these results by down regulating syndecans expression in keratinocytes and revealed that this phenomenon also occurred when cells were treated with TNFalpha or IL1beta, two cytokines known to up-regulate MMP-9 expression. Addition of heparin in these experiments abolished MMP-9 expression activation suggesting that syndecan-1 heparan sulfate moieties are involved in this mechanism. Confirming experiments using a series of mutated syndecan-1 in their ectodomain (lacking glycosaminoglycan chains) or in their cytoplasmic tail are ongoing in the lab. Taken together, our data demonstrate for the first time that syndecan-1 plays a pivotal role in MMP-9 expression, suggesting that its re-distribution at the front edge of migrating keratinocyte may have a role to play in the cleavage or degradation of extracellular matrix proteins. Our results further suggest that the released laminin 332 LG45 domain has the ability to impact the MMP9 expression balance during keratinocyte migration therefore facilitating their path through the fibrin clot

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Cells that cover the body’s inner and outer surfaces are called epithelial cells. Endothelial cells are specialised epithelial cells which, among other things, line the inside of blood vessels. The endothelium is anchored to the basement membrane through molecules called laminins. In an acute inflammation laminins can bind to leukocytes so that they can reach the inflamed tissue. Chemokines are molecules that attract leukocytes and can be synthesized by endothelial cells. This report will investigate what impact stimulation with laminin-332 on endothelial cells has on their gene expression for the chemokines CCL7, CCL8, CCL20, CXCL6 and CXCL10. A previously performed analysis for protein expression which had been performed under the same conditions revealed an upregulation of all chemokines except for CCL8, which was downregulated. The analysis for protein expression was executed with Olink’s Proximity Extension Assay and analysis of gene expression was carried out with qRT-PCR. The results revealed that gene expression for CCL8, CXCL6 and CXCL10 was under the detection limit for the chosen method. Gene expression for CCL7 and CCL20 was detectable and revealed an upregulation of gene expression for both genes, which was consistent with the results from the study that analysed protein expression. This led to the conclusion that stimulus with laminin-332 upregulates mRNA expression, protein production and protein secretion in human umbilical vein endothelial cells for chemokines CCL7 and CCL20. Lastly, the involvement of the chemokines CCL7 and CCL20 in inflammation and cancer diseases is explored as well as their potential role as a biomarker for clinical treatment. / Celler som täcker kroppens inre och yttre ytor kallas för epitelceller. Endotelceller är specialiserade epitelceller som bland annat bekläder insidan av blodkärlen. Endotelet är förankrat till basalmembranet via molekyler kallade lamininer. Vid en akut inflammation kan lamininer binda till leukocyter för att de ska kunna ta sig ut till den inflammerade vävnaden. Kemokiner är molekyler som attraherar leukocyter och som kan produceras av endotelcellerna. I denna rapport utforskas vilken påverkan som laminin-332 har på endotelcellers genuttryck för kemokinerna CCL7, CCL8, CCL20, CXCL6 och CXCL10. En tidigare utförd analys för proteinuttryck som gjorts under samma förhållanden visade en uppreglering av samtliga kemokiner, med undantag för CCL8 som blev nedreglerad. Analysen för proteinuttryck var utförd med Olinks Proximity Extension Assay och analys för genuttryck utfördes med qRT-PCR. Resultaten visade att genuttrycket för CCL8, CXCL6 och CXCL10 var för lågt för att detekteras med den valda metoden. Genuttryck för CCL7 och CCL20 var detekterbart och visade båda en uppreglering av genuttryck vilket överensstämde med resultatet från studien som analyserat proteinuttrycket. Detta ledde till slutsatsen att stimulans med laminin-332 uppreglerar uttryck av mRNA, proteinproduktion och proteinsekretion i humana venösa endotelceller från navelsträng för kemokinerna CCL7 och CCL20. Slutligen, utforskas involveringen av kemokinerna CCL7 och CCL20 vid inflammation och cancerassocierade sjukdomar samt vilken roll de kan spela som biomarkörer vid behandling.

Au cours de la réparation cutanée, l’étape de réépithélialisation est essentielle car son objectif est de restaurer la fonction barrière de la peau. Elle consiste en une série d’étapes coordonnées où les kératinocytes migrent, prolifèrent et se différencient jusqu’à restauration complète de l’épiderme. Régulée de façon simultanée au niveau intracellulaire mais également extracellulaire, elle dépend de la production de facteurs de croissance, de métalloprotéases matricielles (MMPs) et de protéines de la matrice extracellulaire sur lesquelles les kératinocytes adhèrent et migrent par l’intermédiaire de récepteurs de la famille des intégrines ou des syndécans. Parmi les ligands matriciels, la laminine 332 (LN332), qui est connue comme étant la protéine d’adhésion majeure des kératinocytes de l’épiderme, s’avère être également impliquée au cours de la réépithélialisation et jouer un rôle important dans les processus d’adhésion et de migration des kératinocytes, notamment par le biais de son domaine globulaire LG4/5 localisé à l’extrémité C-term de sa chaine 3. De récentes études ont montré que ce domaine LG4/5 induit la migration des kératinocytes normaux humains (NHK), impliquant des MMPs pro-migratoires MMP-1 et MMP-9. Puisque les domaines LG4/5 ont été montrés comme participant à la dynamique du cytosquelette et au mouvement cellulaire par le biais des récepteurs syndécan-1 et -4, mon laboratoire d’accueil a décidé d’étudier l’implication du récepteur syndécan-1 dans ce processus d’expression de la MMP-9. Les analyses PCR et les résultats de zymographie obtenus ont révélé que le syndécan-1 joue un rôle dans l’expression et l’activation de la MMP-9 induite par le domaine LG4/5. De plus, la déplétion de l’expression du syndécan-1 dans les NHK a confirmé ces résultats. De précédents résultats de mon laboratoire d’accueil ont montré que le domaine LG4/5 induit la formation de filopodes médiée par le syndécan-1 au niveau du front de migration des kératinocytes. De ce fait, nous avons effectué des zymographies de gélatine in situ chez des NHK en migration afin d’observer la localisation de la MMP-9 et de savoir si cette dernière était trouvée au niveau de ces structures d’adhésion protrusives. Nous avons observé des zones de digestion de gélatine sous les NHK ressemblant à des points de contact d’adhésion. Leur nombre est augmenté chez des NHK traités avec le domaine LG4/5 de la LN332. L’utilisation d’inhibiteurs spécifiques des gélatinases et de la MMP-9 ont révélé que cette dernière est responsable de la formation de ces zones de digestion de gélatine. Parce que ces structures évoquent des podosomes, nous avons décidé de révéler leurs constituants majoritaires, à savoir la cortactine, la vinculine, l’-actinine, VASP, WASP ou encore Arp2/3. Dans le même temps nous avons également révélé le syndécan-1 afin de voir si ce dernier était présent dans ces structures. Nos résultats ont montré que tous les marqueurs des podosomes étaient localisés soit sous la forme d’un point à l’intérieur des zones de digestion pour les protéines régulatrices de l’actine, soit sous la forme d’un anneau entourant les zones de digestion pour les protéines d’adhésion et de signalisation associées à la membrane, confirmant donc que les structures observées sont bien des podosomes. Le syndécan-1 apparaît également sous une forme d’anneau, entourant les protéines régulatrices de l’actine et les zones de digestion laissant penser que le syndécan-1 serait impliqué dans ces structures. La diminution de l’expression du syndécan-1, en utilisant l’approche des petits ARN interférents dans des NHK, a montré que l’absence de syndécan-1 diminue de façon drastique le nombre et la surface des zones digérées. L’ensemble de nos résultats montre que le syndécan-1 serait un constituant des podosomes des kératinocytes, participant à leur formation et jouant un rôle dans le contrôle de l’expression de la MMP-9 / During skin repair, the reepithelialization step is essential to restore the skin barrier function. lt occurs by an orderly series of events whereby keratinocyte migrate, proliferate and differentiate until complete epidermal restoration. Keratinocyte migration determines the efficiency of the overall wound repair process. The keratinocyte's migratory behavior depends on the production of growth factors, matrix metalloproteinases (MMP) and on the dynamic interactions of the cells with extracellular components. Laminin 332 (LN332), known as a major adhesion substrate for keratinocytes, was shown to contribute to skin reepithelialization through its a3 chain C-terminal domains LG4/5. Recent studies have reported that LG4/5 induces keratinocyte migration, an event that relies on the involvement of the pro-migratory MMP-1 and MMP-9. As LG4/5 domains were shown to participate in cytoskeleton dynamic and cell movement through binding of the heparan sulfate proteoglycans syndecan-1 and -4, we analyzed the potential involvement of these receptors in this process. The PCR analysis and zymography results revealed that syndecan-1 plays a role in LG4/5 induced MMP-9 expression and activation. Down regulating or overexpressing syndecan-1 expression in cells confirmed these findings. As LG4/5 was shown to induce the formation of syndecan-1-mediated filopodia at the front of migrating cells, we performed in situ zymography experiments in migrating keratinocyte to analyze whether MMP-9 is found in these protrusive adhesion structures. Very interestingly, we found areas of digested gelatin resembling adhesion contacts underneath keratinocytes. Their number was increased in LG45-treated keratinocytes, a result in line with our previous data. The use of specific MMP inhibitors revealed that MMP-9 is responsible for the formation of these digested gelatin clusters. Further confocal microscope analysis revealed, at the cellular level, the presence of actin located within the digested areas, suggesting that an adhesion receptor would be involved in this process. Because these structures resemble podosomes, we revealed major podosome components, such as cortactin, vinculin, -actinin, VASP, WASP, Arp2/3 or dynamin and integrin. Our results showed all the podosome markers either within the digested areas (regulatory actin proteins) or organized as ring encircling the digested areas (signaling and adhesion proteins associated with plasma membrane), confirming that these structures are podosomes. Syndecan-1 also appears as a ring around the digested areas and encircling the regulatory actin proteins, suggesting that this receptor could be involved in these structures. The syndecan-1 depletion in normal human keratinocytes with specific siRNAs drastically decreased the digested areas surface. Taken together, our data demonstrate that syndecan-1 is a podosome components, participating in their formation and playing a role in MMP-9 expression and deposition. These results suggest that its re-distribution at the front edge of migrating keratinocyte may have a role to play in the cleavage or degradation of extracellular matrix proteins therefore facilitating their path through the fibrin clot

L’interaction du récepteur syndecan-1 de la famille des héparanes sulfates protéoglycanes avec le fragment carboxy-terminal alpha3LG4/5 de la protéine d’adhérence matricielle, la laminine 332, induit une réorganisation du cytosquelette de la cellule conduisant à la formation de filopodes et de microspicules, caractéristiques de la migration cellulaire. Notre laboratoire a mis en évidence que l’adhésion cellulaire syndecan-1 dépendante implique les chaînes d’héparanes sulfates et chondroïtine sulfate. Afin d’identifier le (les) zone(s) impliquée(s) dans l’interaction domaine LG4/5-syndécan-1, une approche de mutagenèse dirigée a été mise en place sur le fragment LG4/5 recombinant. Les résidus conservés parmi les laminines, identifiés dans la littérature comme liant l’héparine, aussi bien que des résidus basiques spécifiques à la chaine α3 identifiés par des approches prédictives, ont été remplacés par le résidu neutre glutamine. Toutes les protéines couplées avec l’étiquette 6-Histidine ont été produites dans des cellules de mammifère, purifiées par chromatographie d'affinité et caractérisées biochimiquement et par dichroïsme circulaire. L’évaluation de l’affinité des protéines produites pour l’héparine nous a permis d’identifier un site d’interaction majeur avec les glycosaminoglycanes dans le domaine LG4/5, entouré par des résidus à mineur affinité. La technique de résonance plasmonique de surface et des tests d’adhérence cellulaire nous ont permis de confirmer ce résultat puisque l’absence du site d’interaction majeur avec l’héparine a produit une inhibition totale de l’adhérence. Des expériences de pull-down nous ont montré que ce site est aussi impliqué dans l’interaction avec le syndecan-4, indiquant que cette séquence pourrait ainsi jouer un rôle dans différents processus cellulaires. Une collaboration avec des bio-informaticiens nous a permis de proposer un modèle structural du domaine LG4/5 et de montrer que la zone identifiée est localisée dans une boucle exposée à l’extérieure du module LG4, entourée par des résidus à plus faible affinité / The HSPG receptor syndecan-1 interacts with the carboxy-terminal LG4/5 domain in laminin 332 to participate in keratinocyte migration by inducing formation of cytoskeleton related protrusive structures. We have shown that syndecan-1 mediated cell adhesion occurs in heparan sulphate and chondroitin sulphate dependent manner and that these two glycosaminoglycan (GAG) chains bind independently to LG4/5 with different affinities. To identify residues involved in the interaction of the LG4/5 domain with syndecan-1 and to apprehend the molecular basis of the GAGs interaction specificity, we have used a site-directed mutagenesis approach of the recombinant LG4/5 fragment. The residues identified as conserved heparin binding residues throughout laminins, as well as “candidate” basic residues identified through predictive approaches, have been replaced by the neutral residue glutamine. All LG4/5 proteins carrying a hexa-histidine tag at their C-terminal end were expressed in mammalian cells. The produced proteins were purified and characterized biochemically. Circular dichroism studies performed on all mutagenised proteins showed that the overall structure of each mutant is comparable to that of the wild type protein. Heparin affinity chromatography analysis allowed us to identify a major heparin binding site in the LG4/5 domain surrounded by several minor GAG binding sites. Surface plasmon resonance analysis of mutated LG4/5 proteins-heparan sulphate interaction confirmed these results. These findings were well correlated with our in cellulo syndecan-1 mediated cell adhesion as the lack of this major heparin binding site totally abrogated cell adhesion. Pull down experiments allowed us to show that this heparin binding site sequence is responsible not only for the interaction of the receptors syndecan-1 but also for syndecan-4 suggesting that additional cellular functions may be carried by this sequence. Our structural predictions suggest that the LG4/5 in laminin 332 encompasses a major GAG binding site surrounded by a track of converging positively charged residues

Le facteur de transcription HIF-1 est un hétérodimère composé d’une sous-unité α et d’une sous-unité ß. HIF-1 est capable de reconnaître une séquence consensus appelée HRE (HIF Response Element) et de réguler l’expression de plus de 200 gènes cibles impliqués dans divers mécanismes cellulaires. Nous nous intéressons à étudier le rôle de HIF-1α dans la peau, d’une part dans la régulation des enzymes de la réparation de l’ADN suite à l’irradiation UVB, d’autre part dans la physiologie cutanée.Nos résultats montrent bien que HIF-1α régule l’expression des gènes participant à la réparation de l’ADN (XPC et XPD). Ces gènes contiennent dans leurs régions promotrices des HRE de HIF-1α. La quantification de l’immunoprécipitation de chromatine révèle des HRE putatifs dans les gènes codant pour d'autres protéines de la réparation de l'ADN (XPB, XPG, CSA et CSB), ce qui suggère que HIF-1α est un régulateur clé de la machinerie de réparation de l'ADN. Nous avons prouvé que HIF-1α est indispensable à l’adhésion des kératinocytes par sa régulation exercée sur la laminine-332 et les intégrines (α6 et ß1). L’absence de l’expression de HIF-1α empêche aussi la reconstruction des épidermes à partir des kératinocytes humains. Nos résultats ont montré que les souris invalidées pour HIF-1α développent avec l’âge un phénotype d’inflammation dans plusieurs régions. Ces souris sont très sensibles au moindre stress consécutif à une blessure et une irradiation UVB. L’induction de l’inhibition de HIF-1α dans des souris inductibles avec le tamoxifène indique un détachement de l’épiderme au niveau des couches supra-basales. Ces souris meurent deux semaines après injection du tamoxifène / The transcription factor HIF-1 is a heterodimer composed of an α and ß subunit. HIF-1 is capable of recognizing a consensus sequence called HRE (hypoxia Response Element) and regulate the expression of more than 200 target genes involved in various cellular mechanisms. We are interested in studying the role of HIF-1α in the skin physiology.Our results show that HIF-1α regulates the expression of two main factors (XPC and XPD) involved in nucleotide excision repair through binding on HRE in their promoter regions. Quantitative chromatin immunoprecipitation assays further revealed putative HREs in the genes encoding other DNA repair proteins (XPB, XPG, CSA and CSB), suggesting that HIF-1α is a key regulator of the DNA repair machinery. We proved that HIF-1α is essential for keratinocyte adhesion through its regulation exerted on laminin-332 and integrins (α6, ß1). The lack of HIF-1α expression also prevents the reconstruction of epidermis by human keratinocytes. Our results showed that mice constitutively depleted for HIF-1α in their epidermis develop with age a phenotype of inflammation in several regions. These mice are very sensitive to the stress resulting from wound injury and UVB irradiation. HIF-1α depletion in the epidermis of inducible mice using tamoxifen results in a detachment of the epidermis in suprabasal layers. These mice die within two weeks after injection of tamoxifen