Le gène AFP est exprimé sélectivement par le foie fœtal et dans l’hépatome, formant un excellent modèle pour étudier les mécanismes de différenciation qui sont déréglés dans le cancer. L’hépatome, par exemple, est réfractaire à l’action anti-proliférative et AFP-suppressive des hormones glucocorticoïdes. Cette thèse porte sur la régulation transcriptionnelle du locus AFP et plus particulièrement sur l’identification des facteurs de différenciation hépatique l’induisant, avec l’objectif ultime de forcer la différenciation tumorale. À l’aide d’empreintes génomiques in vivo, je démontre pour la première fois l’occupation d’un site C/EBP au promoteur AFP, contrairement au dogme voulant que HNF1 occupe cette position critique. Des études d’immunoprécipitation de chromatine ont établi la présence de C/EBP au promoteur et aux amplificateurs du gène AFP. De plus, j’ai montré par transfection et transgenèse que C/EBP active le gène AFP en tandem avec le récepteur nucléaire FTF et que cette coopérativité dépend du positionnement précis des deux facteurs l’un par rapport à l’autre au promoteur AFP. Une substitution ou une modification de la distance entre les deux sites de fixation des facteurs change radicalement le comportement du gène pendant le développement et dans l’hépatome : ceci semble suggérer une contrainte nucléosomale déterminante dans l’activité onco-fœtale du promoteur AFP. On observe aussi une diminution du recrutement de C/EBP ou des corégulateurs CBP/p300 aux régions régulatrices AFP au cours du développement hépatique et de la croissance d’une lignée d’hépatome. La suite de ces travaux a permis d’identifier HNF4 sur les régions amplificatrices du gène AFP dans un modèle d’hépatome et chez des rats adultes. Ces résultats suggèrent un rôle négatif de HNF4 sur la transcription du gène AFP et une dérégulation possible de ce facteur dans les hépatomes. Nos travaux indiquent aussi que les complexes C/EBP présents aux régions amplificatrices AFP sont directement ciblés par le récepteur des glucocorticoïdes (via son domaine de liaison à l’ADN) dont la présence empêche le recrutement des cofacteurs sur ces régions. L’ensemble des résultats présentés dans cette thèse suggère donc un rôle central des protéines C/EBP dans la régulation développementale et hormonale du locus AFP. Celles-ci, en combinaison avec FTF, constituent ainsi de bons candidats pour forcer la différenciation tumorale. / The AFP gene is expressed specifically in the fetal liver as well as in some hepatoma cells, which makes this gene an excellent model to study differentiation processes that are deregulated in cancer. Hepatoma cells, for example, are often refractory to the AFP-suppressive as well as anti-proliferative effects of glucocorticoid hormones. This thesis explores transcriptional regulation of the AFP locus with a particular attention given to the identification of hepatic differentiation factors involved in the activation of this locus, the ultimate goal being to enforce tumor differentiation. Using in vivo footprinting experiments, I demonstrate for the first time the occupation of a C/EBP site in the AFP promoter, a site which was generally believed to be occupied by HNF1 proteins. Chromatin immunoprecipitation experiments confirmed the binding of C/EBP proteins to the AFP gene promoter as well as its enhancers. Furthermore, we showed by using transfection and transgenesis experiments that C/EBP proteins activate the AFP gene in tandem with the nuclear receptor FTF and that this cooperativity depends on the precise positionning of the two sites relative to one another. A deletion or modification of the distance between these two factors drastically modifies the expression timing of the AFP gene during hepatic development, suggesting a nucleosome position effect crucial for the onco-fetal activity of the gene. We also observe a differential recruitement of C/EBP or the coregulators CBP/p300 on AFP regulatory regions during hepatic development and growth of a hepatoma cell line. We then identified HNF4 on the enhancer regions of the AFP locus in a rat hepatoma model and in adult rat liver. This suggests that HNF4 negatively influences AFP gene transcription and underscores a possible deregulation of this factor in hepatoma cells. Our work also indicates that the C/EBP complexes present at two enhancer regions of the AFP gene are directly targeted by the glucocorticoid receptor (via its DNA-binding domain), leading to a loss of cofactor recruitement and AFP gene repression. On the whole, this thesis underscores a central role for C/EBP proteins in AFP locus developmental and hormonal regulation. Therefore, C/EBP combined with FTF represent good candidates to enforce tumor cell differentiation.

Le récepteur nucléaire Fetoprotein Transcription Factor (FTF) identifié par notre laboratoire et exprimé principalement dans le système digestif est un régulateur important du métabolisme des lipides et des stéroïdes, de la prolifération cellulaire et du développement embryonnaire. Plusieurs groupes ont constaté que l’influence du récepteur FTF sur la synthèse de stéroïdes et la régulation du cycle cellulaire stimule la prolifération tumorale de cellules d’origine tissulaire diverse. Mes études de doctorat ont porté sur l’expression tissulaire de FTF, sur la caractérisation d’un nouvel élément régulateur de son promoteur et sur l’identification par immunoprécipitation de chromatine (ChIP-chip) des cibles transcriptionnelles de FTF dans le foie de souris fœtale et adulte et dans les cellules d’hépatome humain. Ces études ont permis de mieux définir le rôle métabolique de FTF ainsi que son rôle développemental et son implication potentielle dans la carcinogenèse hépatique. L’expression de FTF par les organes du système digestif et par certaines structures nerveuses, sa régulation par des récepteurs nucléaires métaboliques et sa liaison aux promoteurs de multiples enzymes et transporteurs impliqués dans le métabolisme énergétique placent FTF dans une position clé dans l’homéostasie métabolique et énergétique de l’organisme. Le facteur de transcription C/EBPpartenaire de FTF au promoteur de l’AFP et impliqué lui aussi dans le développement hépatique et le métabolisme énergétique, est lié au promoteur de 20% des cibles transcriptionnelles de FTF. De plus, C/EBP lie le promoteur de FTF formant ainsi une autre boucle activatrice s’ajoutant au réseau transcriptionnel hépatique. Dans les cellules d’hépatome, FTF lie les promoteurs de plusieurs gènes impliqués dans la prolifération et le maintien des cellules tumorales, soit des régulateurs de la réplication, de la croissance et de l’apoptose cellulaire. FTF fait donc partie intégrante du réseau transcriptionnel hépatique régissant le développement et la différenciation hépatique et le maintien du métabolisme énergétique chez l’adulte et est vraisemblablement impliqué dans la promotion de la cancérogenèse hépatique. / FTF is a nuclear receptor principally expressed in adult digestive organs that has been shown to act as a major regulator of lipids and steroids metabolism, cellular proliferation and embryonic development. FTF involvement in steroid synthesis and cell cycle regulation tends toward the stimulation of tumor proliferation in neoplasic tissues in which FTF is expressed. However, more studies of FTF function in normal and disease states and on its regulation are needed to draw a complete picture of FTF activity in cell physiology. Within the context of my studies, I delineated the FTF adult and fetal tissular expression, characterized a novel Ftf promoter element and identified FTF direct hepatic transcriptional targets in fetal, adult and tumor cell lines by using chromatin immunoprecipitation (ChIP-on-chip). These studies defined new FTF functions in metabolism, fetal development and hepatic carcinogenesis. FTF expression in digestive system and in neural structures controlling eating behavior, its transcriptional regulation by metabolic nuclear receptors and its binding to enzyme and transporter gene promoters driving energy metabolism, puts FTF in a key location for governing cellular and organismal energy metabolism. C/EBP, a transcriptional FTF partner on the Afp gene promoter and also involved in energy metabolism, is bound to 20% of the FTF targets including FTF itself thus adding branches to the complex hepatic transcriptional network. In hepatoma cells, FTF binds to proliferation and tumor cell maintenance genes like replication, growth and apoptosis regulators. Therefore, FTF belongs to the hepatic transcription network that governs hepatic development, differentiation and adult energy metabolism and is likely to be involved in promoting hepatic tumorogenesis.

La fonction et la différenciation des cellules de Leydig sont connues pour être régulées par différents stimuli incluant 1' hormone lutéinisante (LB) et autres facteurs paracrines et autocrines comme les cytokines dont 1 ' IL-1. NUR 77 est un facteur de transcription présent au niveau des cellules de Leydig et impliqué dans la régulation de la stéroïdogenèse. Malgré que Nur77 soit connu pour être régulé par les cytokines dans différents types cellulaires, cette régulation n 'est pas encore bien caractérisée au niveau des cellules de Leydig. Afin de mieux comprendre la régulation de Nur77 par les cytokines, j ' ai décidé d'étudier l' effet de deux facteurs de transcription, C/EBP~ et NF -KB, connus pour être impliqués dans les voies de signalisation des cytokines, sur le promoteur Nur77. J'ai trouvé que les facteurs de transcription C/EBP~ et NF -KB coopèrent ensemble dans l'activation du promoteur Nur77. Cette coopération nécessite la présènce d'au moins un des deux éléments nouvellement identifiés dans cette étude : C/EBP~ (à -110 pb en fonction du site d'initiation de la transcription) ou p50 (KB à -18 pb). L'activation du promoteur Nur77 par ces facteurs de transcription appuie mon hypothèse selon laquelle NUR 77 peut être un effecteur dans la voie de signalisation des cytokines comme 1 'IL-l.