MLK3 est une ser/thr MAP3K qui active la voie de signalisation des MAPKs dans différents types cellulaires. GSK3β interagit et active MLK3 en la phosphorylant sur le residue ser 792. Cependant, le rôle de MLK3 ainsi que l’interaction entre MLK3 et GSK3β n’ont pas été précédemment étudiés dans le muscle squelettique. La croissance post-natale du muscle et la régénération musculaire chez l’adulte sont dépendantes de l’accrétion de myonoyaux, un processus médié par les cellules satellites qui prolifèrent, se différencient puis fusionnent aux fibres préexistantes. Durant ma thèse, j’ai démontré que GSK3β agit en amont de MLK3 pour induire la prolifération des cellules satellites, et cela par l’activation de la voie de signalisation MLK3-p38γ MAPK. In vivo, les muscles de souris déficientes injectés par la CTX montrent une diminution du nombre de cellules satellites prolifératrices Pax7+/ki67+, ainsi qu’une accélération du processus de régénération. En conclusion, mes résultats évoquent un nouveau rôle de MLK3 dans le muscle squelettique pouvant servir pour vaincre les dystrophies musculaire. / MLK3 is a Ser/Thr MAP3K, which activates MAPKs signalling pathways in different cell types. The Ser/Thr kinase GSK3-β directly phosphorylate Ser 792 residue and activate MLK3. Since neither the role of MLK3, nor GSK3-β -MLK3 interaction have been previously investigated in muscle, the aim of my thesis was to elucidate their contribution in the regulation of muscle mass and physiology.Skeletal muscle post-natal growth and adult regeneration relies on satellite cell-mediated myonuclear accretion, during which, activated satellite cells, proliferate, differentiate and fuse with preexisting myotubes.I have demonstrated that in skeletal muscle, GSK3-β acts upstream of MLK3 to induce satellite cells proliferation through the induction of MLK3-p38γ MAPK signalling. Similarly, in vivo CTX-induced TA damage in MLK3 KO mice resulted in decreased number of proliferating Pax7+/ki67+ satellite cells, with a rapid muscle regeneration ability.These data suggest provide a yet unknown role of MLK3 in skeletal muscle tissue that could help in curing age-related muscle dystrophies.

京都大学 / 0048 / 新制・論文博士 / 博士(医学) / 乙第12788号 / 論医博第2068号 / 新制||医||1000(附属図書館) / 30807 / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 瀬原 淳子, 教授 髙橋 淳, 教授 山下 潤 / 学位規則第4条第2項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

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Les muscles squelettiques sont principalement composés de fibres musculaires, des longues cellules multinucléées. Ces fibres sont classifiées en fonction de leur phénotype métabolique et contractile en type I (fibres oxydatives lentes), IIA (fibres oxydatives rapides) ou IIX et IIB (fibres glycolytiques rapides). La détermination du phénotype musculaire dépend de plusieurs facteurs intrinsèques (ex. voies signalétiques, facteurs de transcription) et extrinsèques (ex. hormones, stress physique). Les cellules souches musculaires (cellules satellites) sont aussi impliquées dans ce processus. À la suite d'une lésion musculaire, les cellules satellites s'activent, prolifèrent, sortent du cycle cellulaire pour s’autorenouveler ou se différencier en myoblastes qui fusionnent ensemble et avec les fibres musculaires endommagées pour régénérer le muscle blessé. Récemment, nous avons démontré que les résolvines, des médiateurs lipidiques dérivés des omégas-3, favorisent la différenciation et la fusion des cellules satellites provenant d’un modèle de souris dystrophique. Toutefois, leur effet sur la détermination du phénotype musculaire demeure inconnu. Ce mémoire présente un travail de recherche visant à déterminer l’impact des médiateurs lipidiques sur le phénotype musculaire pendant la myogenèse. Pour répondre à cet objectif, in vitro, nous avons caractérisé l’impact des résolvines sur le phénotype des myotubes (quantification par immunofluorescence) et la signalisation cellulaire (analyse de RNAseq) lors de la myogenèse. In vivo, nous avons caractérisé l’impact des résolvines sur les propriétés contractiles (mesure de la force in situ) et le phénotype des fibres musculaires (quantification par immunofluorescence) lors de la régénération musculaire précoce et tardive. Un article a été rédigé et présente les différents résultats obtenus. In vitro, nous avons démontré que la résolvine D2 (RvD2), augmente la formation de myotube embryonnaire promouvant la myogenèse. La RvD2 favorise également le développement de myotubes lents. De plus, KD107, un agoniste du récepteur de la RvD2 (GPR18), induit l’activation des voies signalétiques AMPK, PPAR et mTOR reconnues pour favoriser le métabolisme oxydatif et la synthèse de protéines contractiles. In vivo, nos résultats démontrent qu’au cours de la régénération musculaire, l’administration locale de RvD2 améliore la force musculaire, promeut la formation du type de fibre caractéristique dans les muscles lents (type I) et rapides (type IIB), et augmente leur taille. L’administration systémique de RvD2 induit également un changement du type de fibre en faveur du type lent. La RvD2 présente un potentiel thérapeutique prometteur pour les maladies musculaires, car elle pourrait contribuer à prévenir la diminution des capacités myogéniques, la perte de force, les altérations du typage des fibres musculaires et/ou l'atrophie, qui sont des caractéristiques couramment observées dans de nombreuses myopathies. / Skeletal muscles are predominantly composed of long, multinucleated muscle fibers. These fibers are classified according to their metabolic and contractile phenotype as type I (oxidative slow fibers), IIA (oxidative fast fibers) or IIX and IIB (glycolytic fast fibers). The determination of fiber type is influenced by various intrinsic (e.g., signaling pathways and transcription factors) and extrinsic factors (e.g., hormones and physical stress). Muscle stem cells, also called satellite cells, have been suggested to play a role in this process of fiber type determination. Following an injury, satellite cells become activated, undergo proliferation, and exit cell cycle to self-renew or differentiate into myoblasts. These myoblasts can either fuse with each other or with damaged muscle fibersto regenerate the injured muscle. Our laboratory recently shows that resolvins, lipid mediators derived from omega-3 fatty acids, promote the differentiation and fusion of satellite cells from a dystrophic mouse model. Despite these findings, their impact on muscle phenotype determination remains unknown. Therefore, the objective of our study was to investigate the influence of lipid mediators on muscle phenotype during myogenesis. In vitro experiments were conducted using immunofluorescence and RNAseq analysis to examine the effects of resolvins on the phenotype of myotubes and cell signaling during myogenesis. In vivo experiments involved measuring in situ strength and utilizing immunofluorescence techniques to evaluate the effects of resolvins on contractile properties and muscle fiber phenotype at both the early and late stages of muscle regeneration. We wrote a manuscript presenting all the results obtained. Our in vitro experiments demonstrated that resolvin-D2 (RvD2) enhances the formation of embryonic myotubes, thereby promoting the process of myogenesis. RvD2 also promotes the development of slow myotubes. Moreover, KD107, an agonist of the resolvin-D2 receptor GPR18, activates AMPK, PPAR and mTOR pathways which enhance the oxidative capacity and the synthesis of contractile protein. In vivo, our finding reveals that the local administration of RvD2 enhances muscle strength, facilitates the formation of the characteristic fiber type in slow (type I) and fast (type IIB) muscle, and increase their size. The systemic administration of RvD2 also promotes the fiber type switch in favor of the slow phenotype. Resolvin-D2 shows significant potential as a therapeutic intervention for muscle diseases. It could mitigate the loss of myogenic capacity, muscle strength, alterations in muscle fiber typing, and atrophy, which are frequently observed in numerous myopathies

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Thesis (MSc (Physiological Sciences))--University of Stellenbosch, 2011. / Includes bibliography. / ENGLISH ABSTRACT: Background: IL-6 belongs to a cytokine super-family known to affect cell proliferation, although other family members are better characterized. Proliferation promoting factors (IL-6) compete with differentiation promoting factors (myogenic regulatory factors: MyoD and myogenin) to affect cell cycle. Cell cycle progression is assessed by determining the proportion of cells shifting from arrest to chromatin synthesis and mitosis phases (G0/G1 and S and G2/M respectively). Methods: This study assessed the effects of IL-6 on cell cycle progression and proliferation vs. differentiation of C2C12 skeletal myoblasts. Physiological doses (10 or 100 pg/ml) were compared to a high dose (10 ng/ml), with exposure lasting 48 hours (addition of IL-6 dose to proliferation medium at 0 and 24 hours). Acute signaling downstream of the IL-6 gp130 receptor was assessed after the first exposure. Results: Propidium iodide analysis of nuclear material using flow cytometry indicated shifts in forward scatter. Both Low and Medium doses shifted a greater proportion (p<0.05) of cells from G0/G1 to S and G2M phases at 24 hours and all doses resulted in the same shift (p<0.05) at the 48 hour time point. However, the High dose significantly (p<0.05) increased myogenin expression at the 48 hour time point. Microscopy indicated that confluence was prevented by low seeding density and did not influence the result. Cells harvested at 5 minutes post stimulation indicated that all doses significantly increased STAT3 phosphorylation. 10 minutes post stimulation the High dose group sustained elevated levels of STAT3 phosphorylation. Conclusions: Low and medium doses of IL-6 increase proliferation in a muscle satellite cell line by activating cell division and allowing myoblasts to remain in the active cell cycle. High doses of IL-6 increase differentiation by mediating upregulation of myogenic regulatory factors and this is thought to be due to prolonged STAT3 activation. Physiological control of myoblast behaviour by cytokines is evident and such control would be influenced by the severity of the endogenous cytokine response to various stimuli. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Agtergrond: IL-6 behoort aan n sitokien super-familie bekend vir die affektering van sel verspreiding, alhoewel ander familie lede beter gekenmerk is. Bevordering van verspreiding faktore (IL-6) kompeteer met bevordering van differensiasie fatore (myogenic regulatory factors: MyoD en myogenin) om die sel siklus te affekteer. Sel siklus progressie word geassesseer deur die bepaling van die proporsie selle wat verskuif van arrestasie na chromatien sintese en mitose fases (G0/G1 en S en G2/M onderskeidelik). Metodes: Hierdie studie het die effekte van IL-6 op die progressie van die sel siklus geassesseer asook die proliferasie vs. differensiasie van C2C12 skelet spier satelliet selle. Fisiologiese dosisse (10 en 100 pg/ml) was vergelyk tot n hoog dose (10 ng/ml), met blywende blootstelling van 48 uur (byvoeging van IL-6 dose tot verspreidings medium op 0 and 24 uur). Akute sein stroomaf van die IL-6 gp130 reseptor was ook geassesseer na die eerste blootstelling. Resultate: Propidium iodide analise van kern materiaal deur vloei sitometrie het voorwaarts verskuiwing aangedui. Beide Laag and Medium doses het n groter proporsie (p<0.05) selle verskuif van die G0/G1 tot die S en G2M fases na 24 uur en alle dosisse het gelei in die selfde verskuiwing (p<0.05) by die 48 huur tyd punt. Alhoewel die Hoog dose myogenin uitdrukking aansienlik (p<0.05) verhoog het na 48 uur. Mikroskopie het aangedui dat samevloeiing voorkom was deur n lae loting digtheid en dit het nie resultate geaffekteer nie. Selle wat geoes was 5 minute na stimulasie het aangedui dat alle dosisse STAT3 fosforilasie laat toeneem het. 10 minute na stimulasie het die Hoog dose groep volgehoue vlakke van STAT3 fosforilasie besit. Gevolgtrekkings: Laag en Medium dosisse van IL-6 verhoog verspreiding in n spier satelliet sel lyn deur die aktivering van sel deling en deur selle toe te laat om in die aktiewe sel siklus te bly. Hoog dosisse van IL-6 verhoog differensiase deur bemiddelende opstoot van myogenic regulatory factors en die gedagte is dat dit bewerkstellig word deur aanhoudende aktivering van STAT3. Fisiologies beheer van satelliet selle deur sitokiene is duidelik en die beheer sal beinvloed word deur die erns van die endogene sitokien reaksie op verskillende stimuli.

Thesis (PhD (Physiological Sciences))--University of Stellenbosch, 2011. / Includes bibliography. / ENGLISH ABSTRACT: Muscle injuries are associated with changes in skeletal muscle as well as the immune system. All studies investigating possible treatment modalities have found both positive and negative effects on muscle recovery. Since no universally accepted treatment modality exists, this thesis aims to determine whether a plant-derived antioxidant, proanthocyanidolic oligomer (PCO), might prove beneficial as treatment for sports injuries in order for athletes to return to the sports field quicker. The difference in recovery of muscle following both chronic (supplementation started 14 days prior to injury and continued thereafter) and acute supplementation (supplementation started two hours after injury) were also investigated. Both chronic and acute PCO supplementation in a rat hindlimb contusion injury model resulted in earlier muscle recovery, verified by an earlier satellite cell response compared to the placebo group. This effect was most prominent already at the four hour time point following injury, compared to day seven and three after chronic and acute placebo treatment respectively. PCO supplementation also resulted in quicker foetal myosin heavy chain (MHCf) expression compared to placebo treatment. Chronic supplementation specifically resulted in a blunted circulatory pro-inflammatory cytokine response, whilst allowing for a significant increase in IL-10, an anti-inflammatory cytokine, on day three (in the PCO group only). At tissue level, the response of the muscle pro-inflammatory cytokines, TNF- and IL- 6, coincided with the satellite cell response. Macrophage infiltration into the injured muscle also followed a similar pattern to that seen for the pro-inflammatory cytokines. Macrophages invaded the injured area quicker when supplemented with PCO chronically, however, macrophage infiltration could not explain the cytokine response seen with acute supplementation. Both chronic and acute supplementation with PCO was responsible for a severely blunted neutrophil response, a novel finding of this particular antioxidant. The main findings of the in vivo rodent study were that PCO was able to blunt the neutrophil response, whilst allowing for earlier macrophage infiltration. To establish possible mechanisms by which PCO might exert these beneficial effects, further analysis included determining macrophage phenotypes and neutrophil numbers in circulation. An in vitro neutrophil migration assay was also employed to further elucidate PCO’s ability to blunt neutrophil infiltration into the injured area. For this study, conditioned plasma were harvested from experimental animals and added together with neutrophils from control rats and granulocyte colony stimulating factor (G-CSF) to the insert of the migration chamber. A chemotactic factor, N-formyl methionine-leucine-phenylalanine (fMLP), was added to the bottom well and neutrophils were allowed to migrate for two hours. Results from this study indicated that neutrophil migration was attenuated in vitro in the presence of conditioned plasma from PCO supplemented rats only. The studies in this thesis on the effect of PCO on parameters of muscle and the immune system led to the following main conclusions: a) PCO supplementation resulted in earlier muscle recovery as a result of earlier satellite cell activation and MHCf synthesis; b) PCO favours an anti-inflammatory cytokine reaction, whilst blunting the pro-inflammatory cytokine response; and c) PCO blunted the neutrophil response whilst facilitating earlier macrophage infiltration into the injured area. The specific mechanism of action of PCO to blunt the neutrophil response specifically, possibly includes the ability to suppress adhesion molecule expression on the neutrophils themselves. However, this warrants further investigation. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Spier beserings word geassosiëer met veranderinge in skeletspier sowel as die immuunstelsel. Meeste studies wat moontlike behandelingsopsies ondersoek, het beide positiewe en negatiewe spierherstel gerapporteer. Omrede daar geen universele behandelingsmoontlikheid bestaan nie, is die doel van hierdie tesis om die effek van ‘n plantgebaseerde anti-oksidant, pro-antosianiedoliese oligomeer (PSO), as ‘n voordelige behandelingstrategie vir sportbeserings te toets. Die verskil in spierherstel na beide kroniese (supplementering wat 14 dae voor besering begin is, en volgehou is daarna) en akute supplementering (supplementering het twee uur na besering begin), is ook ondersoek. Beide kroniese en akute PSO supplementering, in ‘n rot agterbeen-kneusbeseringmodel, het gelei tot vroeë spierherstel. Die bevindinge is geverifiëer deur ‘n vroeë satelietselrespons in vergelyking met die plasebo groep. Hierdie effek was reeds opvallend vier uur na besering, in vergelyking met die dag sewe en dag drie tydpunt tydens kroniese en acute plasebo behandeling onderskeidelik. In vergelyking met die kontrole groep, het PSO supplementering ook gelei to vininger uitdrukking van miosienswaarketting (MHCf). Kroniese supplementering het spesifiek gelei to ‘n onderdrukte sirkulatoriese pro-inflammatoriese sitokien response, terwyl ‘n betekenisvolle toename in IL-10 op dag drie (in die PSO groep alleenlik) waargeneem is. Op weefselvlak, het die pro-inflammatoriese sitokiene, IL-6 en TNF- , dieselfde patron gevolg as die van satelietselle. Makrofaaginfiltrasie binne die beseerde spier het ook ‘n soorgelyke patroon gevolg. Makrofage het die beseerde area vinniger geïnfiltreer in die kronies PSO-gesupplementeerde groep, maar kon nie die sitokienrespons, wat waargeneem is met akute supplementasie, verklaar nie. Beide kroniese en akute PSO supplementering was verantwoordelik vir ‘n onderdrukte neutrofiel respons, wat ‘n nuwe bevinding is vir hierdie spesifieke anti-oksidant. Die hoof bevindinge in die in vivo rotstudies, is dat PSO instaat is om die neutrofielrespons te onderdruk, en sodoende vroeë makrofaaginfiltrasie teweeg te bring. Om meganismes waarby PSO hierdie voordelige effekte veroorsaak te ondersoek, is verdere analises gedoen om makrofaagfenotipe en neutrofielgetalle in die sirkulasie te bepaal. ‘n In vitro neutrofielmigrasie studie is ook aangewend om PSO se vermoë om neutrofielinfiltrasie in die beseerde area te onderdruk, te ondersoek. Neutrofiele van kontrole rotte, tesame met gekondisioneerde plasma van eksperimentele diere en granulosiet-kolonie stimulerende faktor (G-KSF), is toegelaat om vir twee ure in die teenwoordigheid van ‘n chemotaktiese faktor, N-formiel metionien-leusien-fenielalanien (fMLP) te migreer. Resultate van hierdie studie het aangetoon dat neutrofielmigrasie, in vitro, alleenlik onderdruk word in die teenwoordigheid van gekondisioneerde plasma van PSO-gesupplementeerde rotte. Die studies in hierdie tesis oor die effek van PSO op parameters van spier en die immuunsisteem, het tot die volgende hoofgevolgtrekkings gelei: a) PSO supplementering het vroeë spierherstel, as gevolge van vroeë satelietselaktivering en MHCf sintese, teweeg gebring; b) PSO verkies ‘n anti-inflammatoriese sitokien reaksie, terwyl dit die proinflammatoriese sitokienrespons onderdruk; en c) PSO onderdruk die neutrofielrespons, terwyl vroeë makrofaaginfiltrasie in die beseerde area gefasiliteer word. Die spesifieke meganisme van aksie van PSO, om die neutrofielrespons te onderdruk, kan moontlik die vermoë van neutrofiele om adhesie molekule uit te druk, insluit. Hierdie aanname moet egter verder ondersoek word.

La thérapie cellulaire représente une alternative intéressante aux approchespharmacologiques dans le cadre de certaines pathologies comme les dystrophiesneuromusculaires ou l’ischémie du myocarde. La transplantation de précurseurs adultes deces tissus peut améliorer ces pathologies. Toutefois, le faible nombre de ces précurseursdans l’organisme et la difficulté de leur culture et expansion in vitro sont des facteurslimitants. Grâce à leurs propriétés spécifiques, les cellules souches embryonnaires (ES)constituent une source alternative pour la thérapie cellulaire. Cependant, leur efficacité dedifférenciation dans un lignage donné doit être finement contrôlée avant de pouvoir lesutiliser avec succès.Afin de mieux connaître le potentiel thérapeutique des cellules dérivées de cellulesES, il est essentiel de caractériser les mécanismes moléculaires qui engagent les cellules ESvers différents lignages. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à la voie designalisation p38MAPK, qui est largement impliquée dans la différenciation cellulaire et lasurvie cellulaire. Nous avons plus précisement étudié l’implication de p38MAPK au coursdes différenciations endothéliale, du muscle lisse et du muscle squelettique.Nous avons mis en évidence que les cellules ES p38!-/- ne se différencient plus encellules endothéliales, en cellules du muscle lisse et en cellules du muscle squelettique. Laré-expression de p38MAPK dans ces cellules restaure partiellement les différenciationsdérivées du mésoderme (les différenciations endothéliale, du muscle lisse,cardiomyocytaire et de muscle squelettique). Parallèlement grâce à une inhibitionspécifique de la voie p38MAPK au cours de la différenciation des cellules ES, nous avonsmontré que la voie p38MAPK agit via deux mécanismes moléculaires distincts successifspour réguler la différenciation mésodermique des cellules ES. Le premier mécanisme estcorrèlé à l’expression de Brachyury, un marqueur précoce du mésoderme, alors que lesecond mécanisme est indépendant de Brachyury.Nous avons ensuite poursuivi l’étude de l’implication de p38MAPK dans lamyogénèse des cellules ES et nous avons pu mettre en évidence que p38MAPK estnécessaire à la fois pour l’engagement précoce et la différenciation terminale des cellulesmusculaires.En combinant des approches biochimiques et génétiques, nous avons démontré que lavoie de signalisation p38MAPK est nécessaire très précocement à la différenciation deslignages issus du mésoderme.Ces résultats permettent une meilleure compréhension des mécanismes moléculairesimpliqués dans la différenciation des cellules ES, ce qui constitue une étape préalable ausuccés de futures thérapies cellulaires. / Embryonic stem (ES) cells give rise, in vivo, to all of the three germ layers and, invitro, to differentiate into a broad variety of cell lineages which opens up largeperspectives in regenerative medicine. We previously found that the p38MAPKpathway controls the commitment of ES cells toward either cardiomyogenesis (p38on) or neurogenesis (p38 off ). In this study, we show that p38a knock-out ES cellsdo not differentiate into cardiac, endothelial, smooth muscle, and skeletal musclelineages. Reexpression of p38MAPK in these cells partially rescues theirmesodermal differentiation defects and corrects the high level of spontaneousneurogenesis of knock-out cells. Wild-type ES cells were treated with a p38MAPKspecificinhibitor during the differentiation process. These experiments allowed us toidentify 2 early independent successive p38MAPK functions in the formation ofmesodermal lineages. Further, the first one correlates with the regulation of theexpression of Brachyury, an essential mesodermal-specific transcription factor, byp38MAPK. Moreover, we also showed that p38MAPK is required for the late stageskeletal muscle differentiation. In conclusion, by genetic and biochemicalapproaches, we demonstrate that p38MAPK activity is essential for the commitmentof ES cell into cardiac, endothelial, smooth muscle, and skeletal muscle mesodermallineages.

Le muscle squelettique adulte est un tissu avec une grande plasticité étant donné qu’il adapte sa taille suite à la surcharge fonctionnelle et il régénère suite à une lésion. La base de cette plasticité est la myofibre et les cellules souches associées, les cellules satellites (CS). Suite aux stimuli, les CS sortent de la quiescence, elles s’activent, proliférent, s’engagent dans la voie myogénique et fusionnent entre elles ou bien avec la fibre pre-éxistante. Une partie des CS retourne à la quiescence afin de maintenir le « pool » de progéniteurs. Ce projet a pour objectif de mieux caractériser des voies de signalisation responsables des adaptations des CS au cours de la régénération et le l’hypertrophie compensatoire. Srf est un facteur de transcription, particulièrement exprimé dans les muscles. Les gènes cibles de Srf sont des gènes qui participent à la régulation de la prolifération cellulaire et des gènes codant des protéines sarcomériques du muscle ou bien des gènes ayant un rôle dans l’adhésion cellulaire, la migration et l’organisation du cytosquelette. Il a été montré que la perte de fonction de Srf dans la lignée de cellules musculaire C2C12 inhibe leur prolifération et leur différenciation et que Srf contrôle l’expression de MyoD qui est un gène de détermination myogénique. Aucune donnée n’est disponible à ce jour concernant la fonction de Srf dans les CS in vivo. Nous avons généré des souris dépourvues de Srf spécifiquement dans les CS adultes. Les CS ont été recruitées par l’hypertrophie et la régénération musculaire. En parallèle des études ex vivo ont été menées afin de préciser si les phénotypes observés sont cellule-autonomes et afin de disséquer les mécanismes sous-jacents. Nous montrons que la perte de Srf dans les CS affecte fortement les processus de régénération et d’hypertrophie suggérant un rôle de Srf dans le contrôle du destin cellulaire de CS. Nos études montrent que la perte le Srf dans les SC n’affecte pas leur prolifération et leur engagement dans la différenciation myogénique. Par contre, leur motilité et leur capacité de fusion sont fortement réduites. Afin d’identifier les effecteurs de Srf impliqués dans la motilité et le défaut de fusion des CS mutantes, nous avons réalisé des études transcriptomiques et identifié le set de gènes dont l’expression est altérée par la perte de Srf dans des conditions de prolifération et de différenciation. L’analyse des fonctions altérées nous a indiqué que la voie de signalisation du cytosquelette d’actine était perturbée. En effet les CS dépourvues de Srf expriment moins d’actine et présentent une organisation du cytosquelette d’actine perturbée. Des expériences de sauvetage utilisant un modèle de souris permettant la surexpression inductible d’actine alpha dans les CS dépourvues de Srf ont montré que la surexpression d’actine chez les mutants Srf était suffisante pour rétablir partiellement l’organisation du cytosquelette et améliorer les capacités de fusion des CS. De manière intéressante, seule la fusion hétérotypique (entre une cellule contrôle et une cellule mutante), et pas la fusion homotypique (entre deux cellules mutantes), est rétablie par l’expression de l’actine. In vivo, le rétablissement de la fusion hétérotypique restaure la croissance hypertrophique des muscles alors que l’altération de la régénération chez les mutants Srf n’est que faiblement améliorée par la surexpression de l’actine. Cette étude nous a permis d’avoir une vision d’ensemble et mécanistique de la contribution du facteur de transcription Srf dans la biologie des CS et de mettre en évidence l’importance structurale du maintien du cytosquelette d’actine pour la fusion des cellules musculaires. / The adult skeletal muscle is a high plastic tissue as it adapts its size upon overload and it is capable of regeneration upon muscle lesion. The skeletal muscle is composed of a specialized syncytium, the myofiber, which is the functional unit of the muscle and a small population of myogenic progenitors, residing adjacent to the myofibers, termed as satellite cells (SCs). SCs are the muscle-specific stem cells which endow the skeletal muscle with its remarkable capacity to repair and to maintain homeostasis during muscle turnover. In resting adult muscles, SCs are quiescent but they activate upon exposure to stimuli. The activated SCs (myoblasts) proliferate extensively and subsequently differentiate and fuse between them or pre-existing myofibers, a series of cellular events called myogenesis. In parallel to the myogenesis, a reserve population of SCs escapes the myogenic program and self-renews to replenish the SC pool. The current project aims to further characterize the signalling pathways involved in SC functions during muscle regeneration and compensatory hypertrophy (CH). Srf is a muscle-enriched transcription factor with Srf-target genes implicated in cell proliferation, differentiation (sarcomeric proteins), adhesion, migration and cellular cytoskeleton. Studies in C2C12 mouse myogenic cell line showed that Srf loss prevent the myoblast proliferation and differentiation by down-regulating the expression of the myogenic determinant MyoD gene. We used a genetic murine model for adult SC-specific Srf-loss in order to conduct in vivo and ex vivo studies for the Srf role in SCs. Compensatory hypertrophy and regeneration are the two means by which SCs were recruited. We show that loss of Srf in SCs affects the regeneration process and the CH suggesting the Srf role in the SC fate. Srf-depleted SCs display probably no defect in their proliferation and differentiation but reduced capacity in motility and fusion. Transcriptomic analysis revealed altered actin cytoskeleton and signalling. Srf-depleted SCs show reduced actin expression and altered actin cytoskeleton. Rescue of actin expression in Srf-depleted SCs partially restored the cytoskeleton organization and the fusion process. Interestingly by actin overexpression only the heterotypic/asymmetric fusion was established but not the homotypic/symmetric fusion. Therefore actin overexpression restored the hypertrophic growth in the CH (in vivo model of heterotypic fusion) but failed to do so in the regeneration (in vivo model of homotypic fusion). This study contributed to the in vivo investigation of the Srf mechanistic role in adult SCs and underlined the importance of actin cytoskeleton maintenance in the fusion of myogenic cells.