Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Changes in intracellular redox homeostasis are implicated in both normal cell signaling and as pathophysiological mechanisms contributing to a variety of age-related diseases, including diabetes, atherosclerosis, neurodegenerative conditions, and cancer. Though a variety of well described mechanisms exist to counterbalance the overproduction of cellular oxidants and maintain optimal intracellular redox poise, the understanding of the mechanism(s) through which cellular redox homeostasis regulates cell signaling functions is less well understood. Here, we demonstrate that signaling by the immediate early gene / orphan nuclear hormone receptor NGFI-B (Nur77, TR3), which functions pleiotropically in the regulation of cell growth, metabolism, differentiation and death in diverse tissues, is redox-regulated at both the level of induction and NGFI-B-dependent gene transcription. Using co-immunoprecipitation experiments in cells, we also identified a novel interaction between NGFI-B and the cytoplasmic thiol-reducing catalyst thioredoxin1 (Trx1), that, similar to DTT, blocks NGFI-B-dependent gene expression in a manner that depends on the Trx1 active site cysteines. Together these observations add NGFI-B-dependent gene expression to a growing portfolio of transcription factor pathways that are redox-regulated. NGFI-B, in addition, appears to regulate the mitochondrial membrane potential in L6 skeletal myoblasts. NGFI-B is indispensible for T-cell receptor-mediated apoptosis and induces cell death in a variety of cell types in response to diverse pro-apoptotic stimuli. Like p53, translocation of NGFI-B from the nucleus to the mitochondria may be a critical aspect of its pro-apoptotic function. Interestingly, we found that enforced NGFI-B expression in L6 skeletal muscle myoblasts led to a significant decrease of MMP that peaked 48hr after transfection and did not require a cell death-inducing stimulus. Moreover, NGFI-B transfected cells had no increase in mitochondrial cytochrome C release despite loss of MMP at 48 hr. Combined, these data suggest that loss of MMP in muscle cells may be an early event in the apoptotic process regulated by NGFI-B. This, along with the redox regulation of NGFI-B, provides unique evidence of a relationship between the mitochondria, mitochondrial by-products, ROS, and the regulation of and by the transcription factor NGFI-B. / text

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Le récepteur nucléaire orphelin NGFI-B s'est démarqué des autres récepteurs nucléaires par sa capacité à lier I'ADN sous la forme de monomère. L'importance de ce facteur de transcription a été mise en évidence par son rôle dans l'apoptose des cellules T et par son implication à tous les niveaux de l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (axe HHS). Le stress induit une cascade neuroendocrinienne qui débute, au niveau de l'hypothalamus, par la sécrétion de CRH qui induit l'expression de NGFI-B dans les cellules corticotrophes de l'hypophyse, et NGFI-B à son tour induit la transcription du gène de la proopiomélanocortine (POMC) en liant un élément de réponse aux facteurs Nur, le NurRE. Cet élément de réponse a la particularité de lier des dimères de Nur77. La POMC est le précurseur de l'ACTH qui est le stimulus majeur de la synthèse des glucocorticoïdes. Les glucocorticoïdes activent ou répriment la transcription de différents gènes importants pour le métabolisme en liant un récepteur nucléaire (GR). Une surexpression de glucocorticoïdes peut avoir des conséquences néfastes sur l'organisme. Aussi régulent-ils leur propre synthèse en exerçant une rétro-inhibition de l'axe HHS en inhibant l'expression et la sécrétion du CRH et de la POMC/ACTH. Les glucocorticoïdes inhibent la transcription de la POMC induite par le CRH en agissant au niveau du NurRE en antagonisant l'activité transcriptionnelle de NGFI-B. Le but de cette étude consistait à déterminer les mécanismes qui sont sous-jacents à l'antagonisme transcriptionnel entre NGFI-B et GR. Nous avons émis l'hypothèse qu'une interaction protéine/protéine directe ou indirecte (séquestration d'un cofacteur commun aux deux récepteurs nucléaires) entre NGFI-B et GR est impliquée dans la répression de la transcription de la POMC. Afin de vérifier cette hypothèse nous avons utilisé des techniques qui permettent d'étudier la nature des interactions entre deux protéines. Ainsi, nous avons démontré une interaction directe entre NGFI-B et GR via leurs domaines de liaison à l'ADN. Cette interaction s'applique aux autres membres de la famille Nur. Nous avons également démontré que GR interagit avec NGFI-B sous la forme de monomère. En parallèle, nous avons observé que l'activité transcriptionnelle de NGFI-B est stimulée par des coactivateurs de la famille SRC et par CBP. Nous avons observé que les dimères ont une capacité plus grande à recruter les coactivateurs que les monomères. Certains résultats expérimentaux suggèrent que l'antagonisme transcriptionnel entre NGFI-B et GR puisse s'appliquer à la régulation de la transcription du gène codant pour le CRH. De plus, il a été démontré que dans les cellules T, les glucocorticoïdes bloquent l'apoptose induite par l'activation du TCR en antagonisant l'activité transcriptionnelle de NGFI-B. Ceci reflète l'importance de l'identification de ce nouveau mécanisme d'action des glucocorticoïdes. De plus, ce mécanisme est similaire à celui qui avait été démontré dans le contrôle de ['expression des gènes impliqués dans la réponse inflammatoire et/ou immunitaire où GR antagonise l'activité transcriptionnelle de NF-KBetAP-1.