The gonadotropin-induced resumption of meiosis and cumulus expansion in preovulatory follicles is preceded by expression of epidermal growth factor (EGF)-like factors, amphiregulin (AREG) and epiregulin (EREG), in mural granulosa and cumulus cells. In vitro, the EGF-like peptides are also produced in cumulus cells upon stimulation by FSH. Both FSH and the EGF-like peptides stimulate resumption of meiosis and cumulus expansion in vitro via activation of a broad signaling network in cumulus cells. To define signaling pathways that drive FSH- and AREG-induced cumulus expansion and meiotic resumption, in vitro cultured pig cumulus-oocyte complexes (COCs) were treated with specific protein kinase inhibitors. The results document that FSH-stimulated, but not the AREG-stimulated resumption of meiosis, depends on the PKA and MAPK14 activities; both modes of stimulation require activation of EGFR and MAPK3/1. To characterize the effects of FSH and EGF-like peptides on gene expression in cumulus cells, transcriptomes of cumulus cells were analysed using microarray approach. Both FSH and AREG+EREG increased the expression of genes associated with regulation of cell proliferation, blood coagulation and extracellular matrix remodeling. In contrast to AREG+EREG, FSH also increased the expression of genes coding...

Chez les vertébrés, le processus de la spermatogénèse est directement contrôlé par deux hormones gonadotropes hypophysaires, Fsh et Lh. Chez les salmonidés, les profils de sécrétion des 2 hormones diffèrent et présentent des variations significatives au cours du cycle de développement spermatogénétique, suggérant que Fsh et Lh interviennent à des étapes différentes du processus. A la différence des mammifères, chez les poissons les 2 gonadotropines exercent une forte activité stéroïdogène, et par ailleurs il a été rapporté par plusieurs auteurs que leurs récepteurs seraient moins sélectifs vis-à-vis des 2 ligands. Ainsi, le périmètre des actions respectives de Fsh et de Lh n'est pas défini chez les poissons. D'autre part, les mécanismes de l'action de Fsh qui ne seraient pas relayés par les stéroïdes sont très mal connus. Chez la truite, nous avons déterminé que chaque gonadotropine agit essentiellement par l'intermédiaire de son récepteur respectif. L'analyse des variations du transcriptome testiculaire après un traitement in vitro par les hormones de la reproduction (Fsh, Lh, androgènes) a permis 1- de révéler des actions distinctes de Fsh et de Lh sur l'expression des gènes, 2- de mettre en évidence deux mécanismes d'action de la Fsh, l'un dépendant et l'autre indépendant de la production de stéroïdes et 3- d'identifier plusieurs acteurs d'interaction cellulaire régulés par Fsh, et probablement impliqués dans les étapes précoces de prolifération ou de différenciation des cellules germinales, tels que l'hormone antimüllérienne, la midkine, l'insulin-like growth factor1b, la follistatine-like 3 et l'activine, 4-de proposer une implication de Fsh dans les évènements tardifs de maturation et d'excrétion du sperme. Au-delà des acquis concernant les régulations endocriniennes et moléculaires chez la truite, ces travaux constituent un apport de connaissances qui peut être étendu à d'autres téléostéens pour décrypter l'action propre à Fsh dans le déclenchement de la maturation pubertaire. Enfin, nous montrons qu'une vaccination contre les récepteurs des gonadotropines constitue une voie potentielle de contrôle des maturations précoces en élevage. / In vertebrates, spermatogenesis is under the direct control of two pituitary gonadotropic hormones named Fsh and Lh. In salmonids, the 2 hormones are differentially secreted in the plasma through the reproductive cycle, suggesting that Fsh and Lh are involved in the regulation of different steps of the process. Unlike in mammals, both fish gonadotropins exert a strong steroidogenic activity and, besides, some authors reported for their receptors a much lower selectivity towards the two ligands. Yet, their respective roles are not established in fish. Furthermore, the mechanisms of Fsh action that would not be mediated by steroids are poorly investigated. In trout, we showed that each gonadotropin mainly acts through its cognate receptor. The analysis of the variations of testicular transcriptome following an in vitro treatment with reproductive hormones (Fsh, Lh and androgens) permitted 1- to reveal that Fsh and Lh have distinct effects on gene expression, 2- to highlight two mechanisms of Fsh action, one dependent on the steroid production and the second one independent of that production, 3- to identify several Fsh regulated factors involved in cellular interactions and particularly in the control of germ cell proliferation / differentiation (anti mullerian hormone, midkine, insulin-like growth factor 1b, follistatin-like 3 and activin), 4- to propose an involvement of Fsh in late events of sperm maturation and release. In addition to knowledge on endocrine and molecular regulations in trout, this work provides a fund of knowledge useful in other teleosts to decipher the action of Fsh in triggering puberty onset. Finally, we showed that an immunization against the gonadotropin receptors is a potential method to delay sexual maturation in farmed fish.

Les perturbateurs endocriniens (PE) sont une préoccupation majeure de par leurs effets sur les grandes fonctions physiologiques des organismes etparticulièrement sur la fonction de reproduction. Chez les vertébrés, la reproduction est sous le contrôle d’un axe neuroendocrinien nommé axegonadotrope. Celui-ci comprend différents acteurs cérébraux (gonadolibérines et kisspeptines), hypophysaires (gonadotropines) et gonadiques(stéroïdes sexuels) dont la mise en place et le fonctionnement sont régulés finement. Parmi les mécanismes de régulation, les stéroïdes vont jouer unrôle important en effectuant des boucles de rétrocontrôle. Les PE mimant ces stéroïdes sont donc potentiellement capables d’impacter ces régulations.L’objectif de ce travail était d’évaluer les effets d’un xénooestrogène sur les mises en place des acteurs cérébraux impliqués dans l’axe gonadotrope chezle bar européen (Dicentrarchus labrax). Nous avons d’abord décrit l’ontogénèse des systèmes à kisspeptine, à gonadolibérine et à gonadotropine aucours du développement larvaire. Nous avons mis en évidence une régulation différentielle de ces acteurs suggérant un rôle durant ce processusdéveloppemental. De plus, nous montrons que le 17α-éthinylestradiol (EE2) est capable de perturber l'ontogenèse des systèmes à GnRH2 et à GnRH3au cours des stades précoces du développement larvaire.Ces données constituent une base permettant l’évaluation des effets des PE sur l’ontogénèse des systèmes neuroendocriniens. / Endocrine disruptors (EDs) are a major concern because of their effects on the main physiological functions, particularly on the reproductive function.In vertebrates, reproduction is under the control of a neuroendocrine axis called hypothalamic-pituitary-gonadal (HPG) axis. It includes various actors atthe brain (gonadotropin releasing hormones (GnRH) and kisspeptins), pituitary (gonadotropic hormones) and gonadal (sex steroids) levels. Theirdévelopment and functioning are finely regulated. Among the regulators, steroids play an important role by performing feedback loops. EDs mimickingsteroids are therefore potentially able to impact these regulations. The objective of this work was to evaluate the effects of xenoestrogens on theimplementation of cerebral actors involved in the HPG axis in the European sea bass (Dicentrarchus labrax). We first described the ontogeny of thekisspeptin, GnRH and gonadotropin systems during larval development. We have highlighted a differential regulation of these actors suggesting a roleduring this developmental process. In addition, we show that 17α-ethinylestradiol (EE2) is able to disrupt the ontogeny of GnRH2 and GnRH3 systemsduring the early stages of larval development.These data provide a basis for evaluation of the EDs effects on the ontogeny of neuroendocrine systems.

Chez les vertébrés, le processus de la spermatogénèse est directement contrôlé par deux hormones gonadotropes hypophysaires, Fsh et Lh. Chez les salmonidés, les profils de sécrétion des 2 hormones diffèrent et présentent des variations significatives au cours du cycle de développement spermatogénétique, suggérant que Fsh et Lh interviennent à des étapes différentes du processus. A la différence des mammifères, chez les poissons les 2 gonadotropines exercent une forte activité stéroïdogène, et par ailleurs il a été rapporté par plusieurs auteurs que leurs récepteurs seraient moins sélectifs vis-à-vis des 2 ligands. Ainsi, le périmètre des actions respectives de Fsh et de Lh n'est pas défini chez les poissons. D'autre part, les mécanismes de l'action de Fsh qui ne seraient pas relayés par les stéroïdes sont très mal connus. Chez la truite, nous avons déterminé que chaque gonadotropine agit essentiellement par l'intermédiaire de son récepteur respectif. L'analyse des variations du transcriptome testiculaire après un traitement in vitro par les hormones de la reproduction (Fsh, Lh, androgènes) a permis 1- de révéler des actions distinctes de Fsh et de Lh sur l'expression des gènes, 2- de mettre en évidence deux mécanismes d'action de la Fsh, l'un dépendant et l'autre indépendant de la production de stéroïdes et 3- d'identifier plusieurs acteurs d'interaction cellulaire régulés par Fsh, et probablement impliqués dans les étapes précoces de prolifération ou de différenciation des cellules germinales, tels que l'hormone antimüllérienne, la midkine, l'insulin-like growth factor1b, la follistatine-like 3 et l'activine, 4-de proposer une implication de Fsh dans les évènements tardifs de maturation et d'excrétion du sperme. Au-delà des acquis concernant les régulations endocriniennes et moléculaires chez la truite, ces travaux constituent un apport de connaissances qui peut être étendu à d'autres téléostéens pour décrypter l'action propre à Fsh dans le déclenchement de la maturation pubertaire. Enfin, nous montrons qu'une vaccination contre les récepteurs des gonadotropines constitue une voie potentielle de contrôle des maturations précoces en élevage.

Les kisspeptides (KP), puissants sécrétagogues de la GnRH, agissent par l'intermédiaire du récepteur couplé aux protéines G, le GPR54. Une perfusion i.v. de KP est non seulement capable de synchroniser les ovulations chez la brebis cyclique, mais également d’induire un cycle chez la brebis en anoestrus. L'objectif de ma thèse a été d'étudier la neuroanatomie du système KP / GnRH, et de définir des applications potentielles du KP dans le contrôle du cycle chez la jument cyclique et en anoestrus. Nos résultats ont permis de montrer que 1) le KP interagit avec le système GnRH au niveau hypothalamique, 2) une perfusion i.v. de KP en début de phase folliculaire conduit à une stimulation - quoique transitoire – de la sécrétion des gonadotropines, 3) une capacité limitée pour reconstituer le stock en GnRH et / ou LH / FSH pourrait expliquer la nature transitoire de la stimulation par le KP, 4) une perfusion de KP pendant 3 jours, depuis le début de la phase folliculaire, tend à avancer le pic péri-ovulatoire de LH et l'ovulation, 5) une perfusion plus longue (soit plus de 3 jours) de KP, pendant toute la phase folliculaire, n’induit pas une ovulation plus précoce, 6) pendant la saison d'anoestrus, une perfusion de KP pendant 3 jours stimule la sécrétion de LH, avec une intensité néanmoins inférieure à celle observée avec une perfusion de GnRH. En conclusion, bien que l'utilisation potentielle du KP pour synchroniser ou induire l'ovulation pendant la saison de reproduction semble discutable, sa capacité à induire des cycles durant la période d'anoestrus présente un intérêt et mérite des études plus approfondies. / Kisspeptins (KP) are very potent secretagogues of GnRH which act through the G protein-coupled receptor GPR54. An i.v. infusion of KP is not only able to synchronize ovulations of cyclic ewes, but also to induce cycle in anoestrus ewes. The aim of my thesis was to investigate the neuroanatomy of the KP / GnRH system, and define potential applications for KP in the control of the estrus cycle in the cyclic and anoestrus mares. Our results showed that 1) KP interact with GnRH systems at the hypothalamic level, 2) an i.v. infusion of KP during early follicular phase leads to an enhanced - albeit transient - secretion of gonadotropins, 3) a limited ability to replenish GnRH and/or LH/FSH stores might explain the transient nature of the KP stimulation, 4) an infusion of KP for 3 days, since early follicular phase, modestly advances the periovulatory LH surge and the ovulation, 5) a longer (i.e. more than 3 days) infusion of KP during all the follicular phase does not lead to precocious ovulation, 6) during the anoestrus season, an infusion of KP for 3 days heightens LH secretion, with however a lower intensity to that observed with an infusion of GnRH. In conclusion, albeit the potential use of KP to synchronize or induce ovulation during the breeding season appears questionable, its ability to induce cycles during the anoestrus period is of interest and warrants further investigation.

L'anguille a un cycle de vie complexe avec une reproduction océanique et une croissance dans les eaux continentales. La phase de croissance se termine par une "métamorphose secondaire " ou argenture, dernier stade accessible dans les conditions naturelles. La maturation sexuelle naturelle n'a encore jamais été observée et le développement des gonades reste bloqué du fait d'un déficit en hormones gonadotropes, LH et FSH. Comprendre les mécanismes de régulation de LH et FSH chez l'anguille présente un intérêt fondamental pour l'évolution du contrôle de la puberté et un enjeu appliqué pour la maîtrise de la reproduction chez cette espèce en danger. Après avoir développé les outils moléculaires pour l'étude de l'expression des sous-unités de LH et FSH, nous montrons qu'au cours de l'argenture seul l'axe gonadotrope est activé, avec une augmentation de l'expression de FSHβ puis de LHβ, sans activation des axes thyréotrope et somatotrope, ce qui apparente l'argenture à une puberté plutôt qu'à une métamorphose. Nous observons aussi une régulation différentielle de l'expression de LHβ et FSHβ au cours de la maturation sexuelle expérimentale avec une amplification sélective de l'expression de LHβ. Grâce à l'utilisation de culture primaire de cellules hypophysaires d'anguille, nous montrons que les stéroïdes sexuels (estradiol et androgènes), les peptides gonadiques (activine/follistatine) et les facteurs métaboliques (IGF-1, cortisol) exercent des effets directs sur l'expression de LHβ ou FSHβ et peuvent être impliqués dans leur régulation différentielle.