Dès les stades précoces du développement et jusqu’à l’âge adulte, le facteur de transcription TSHZ3 est fortement exprimé dans les neurones pyramidaux (PNs) du cortex. Les PNs de la couche V forment la synapse cortico-striée en contactant les neurones épineux moyens (MSNs) du striatum. A ce niveau, l’expression de TSHZ3 n’est pas retrouvée dans les MSNs mais dans les interneurones cholinergiques (CINs). Des données récentes ont établi un lien entre délétion hétérozygote du gène TSHZ3/Tshz3, troubles du spectre autistique (TSA) et dysfonctionnement de la circuiterie cortico-striée (Caubit et al., Nat Genet 2016). Afin de mieux comprendre le rôle de TSHZ3 dans la circuiterie cortico-striée, nous avons caractérisé deux modèles murins de délétion conditionnelle de Tshz3, ciblant soit les neurones de projection à partir de la période postnatale (souris Tshz3-pnCxKO), soit les neurones cholinergiques à partir de la période embryonnaire (souris Tshz3-ChATCre). Chez les souris Tshz3-pnCxKO, la perte de TSHZ3 entraîne une moindre excitabilité des PNs de la couche V, ainsi qu’une diminution de la probabilité de libération du glutamate par leurs afférences. Nous montrons également une profonde altération du fonctionnement de la synapse cortico-striée. Chez les souris Tshz3-ChATCre, nous montrons que la perte de Tshz3 modifie les propriétés membranaires et de décharge d’une proportion des CINs, qui sont les seuls neurones cholinergiques de l'encéphale exprimant TSHZ3 de façon importante. Ces changements fonctionnels suggèrent que TSHZ3 joue un rôle clé dans le développement des PNs du cortex, de la voie cortico-striée et des CINs, confirmant son implication dans les TSA. / The zinc-finger transcription factor TSHZ3 is highly expressed by cortical projection neurons (PNs) from embryonic stages to adulthood, including layer V pyramidal neurons that project to the striatum. There, TSHZ3 is expressed by cholinergic interneurons (CINs) but not by the main targets of PNs, i.e. the medium spiny neurons. Interestingly, recent evidences link heterozygous TSHZ3/Tshz3 gene deletion to autism spectrum disorder (ASD) and to corticostrial circuitry dysfunction (Caubit et al., Nat Genet 2016). In order to provide further insights on the role of Tshz3 in the corticostriatal circuitry, we have characterized two conditional KO mouse models in which its expression is lost either in projection neurons at early postnatal stage (Tshz3-pnCxKO) or in cholinergic cells beginning at embryonic stage (Tshz3-ChATCre). In Tshz3-pnCxKO mice, we confirmed that Tshz3 expression is lost in glutamatergic PNs without altering their number. Our electrophysiological study revealed that layer V PNs are less excitable and that glutamate release probability from their afferents is decreased. We also found dramatic changes of both corticostriatal synaptic transmission and plasticity. In ChAT-Cre mice, we found that Tshz3 is expressed in the striatum by almost 100% of CINs, while it is little or no expressed in the other cholinergic nuclei of the brain. Interestingly, the loss of Tshz3 impacts the spontaneous firing pattern of a subpopulation of CINs without altering their number. These functional changes suggest that TSHZ3 plays a key role in PNs, corticostriatal pathway and CINs development, supporting its implication in ASD.

Les malformations obstructives congénitales de l’uretère sont parmi les défauts les plus fréquents à la naissance chez l’Homme mais leur étiologie reste peu comprise au niveau moléculaire.L’uretère assure la fonction essentielle d’acheminer l’urine du rein à la vessie. Mon projet porte sur l’analyse d’un modèle murin d’obstruction fonctionnelle de l’uretère pour lequel le gène Teashirt 3(Tshz3) a été inactivé. J’ai montré que le phénotype d’hydro uretère (dilatation de l’uretère) de ce mutant résulte d’un défaut de différenciation des progéniteurs des cellules musculaires lisses pendant le développement et par voie de conséquence de l’absence de muscle lisse (ML). Chez le mutantTshz3, les cellules mésenchymateuses de l’uretère n’expriment pas le gène myocardin (Myocd) ni ses gènes cibles codant pour les protéines marqueurs du ML. Le facteur de transcription TSHZ3 est donc nécessaire à l’expression de Myocd et à la mise en place du ML. Afin de comprendre le contrôle moléculaire de la différenciation du ML, un crible double hybride a permis d’identifier parmi les partenaires de TSHZ3, la protéine à domaine HMG : SOX9. Au cours du développement de l’uretère,SOX9 s’exprime de manière similaire à TSHZ3 dans le mésenchyme jusqu’à l’apparition des marqueurs du ML, étape qui voit la perte d’expression de Sox9. Pendant l’étape précoce d’initiation dela différenciation TSHZ3, SOX9 et MYOCD sont co-exprimés. Un modèle cellulaire a permis de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu pendant cette étape. Dans ce modèle, TSHZ3 et SOX9répriment l’activité promyogénique de MYOCD en l’empêchant de former un complexe activateur avec SRF. Dans l’uretère, la présence de TSHZ3 et SOX9 simultanément avec MYOCD suggère que ces facteurs participent au contrôle temporel de l’initiation du programme myogénique à un moment précis du développement de l’uretère. L’ensemble de ces résultats démontre que Tshz3 remplit des fonctions successives au cours du développement de l’uretère / Congenital obstructives disorders of the ureter are amongst the most common human birthdefects but the molecular networks underlying these defects remain unknown. Ureter plays a pivotalrole in propelling urine from kidney down to the bladder. My project aims at understanding a mouse model of functional obstructive ureter which possesses a null allele for the gene Teashirt3 (Tshz3). Ishowed that the hydroureter phenotype (dilated ureter) in the mutant embryos results of a failure ofureteric smooth muscle (SM) formation occurring since early embryonic steps of SM differentiation.Indeed, mutant ureteric mesenchymal cells do neither express the myocardin (Myocd) gene nor theMyocd targeted genes, encoding for contractile proteins of the SM. Thus, the transcription factorTSHZ3 is necessary for the expression of Myocd and subsequent SM differentiation. To understandthe molecular networks underlying the differentiation of SM, we performed a yeast two-hybrid screenthat allowed us to identify the HMG domain protein SOX9 as a TSHZ3 partner. During ureter development, SOX9 is expressed in an overlapping expression pattern with TSHZ3 until expression ofSM markers genes, a step whereby Sox9 is downregulated. An early initiation step of SM differentiation corresponds to the simultaneous expression of MYOCD with TSHZ3 and SOX9. A cellular model allowed to mimic this stage. TSHZ3 and SOX9 act as repressing factors of the myogenic activity of MYOCD by disrupting the MYOCD/SRF complex activator. These results suggest that TSHZ3 and SOX9 influence MYOCD activity and participate to the temporal control ofthe on set of ureteric myogenesis in the developing ureter. Together, these results demonstrate thatTSHZ3 fulfills successive functions during ureter development

L’unité cellulaire du muscle squelettique est la myofibre, un syncytium hautement spécialisé générant la contraction musculaire. Au cours de la croissance et de la régénération musculaire, les cellules satellites quiescentes (cellules souches) du muscle squelettique adulte sont activées, prolifèrent puis fusionnent formant de nouvelles fibres. A l’aide d’un modèle murin de régénération et de cultures primaires, j’ai identifié TSHZ3 comme un nouveau marqueur des cellules satellites quiescentes et activées. Dans la lignée cellulaire C2C12, j’ai mis en évidence un effet répresseur spécifique de Tshz3 sur la différenciation myogénique. L’entrée des myoblastes dans la voie de différenciation terminale est déclenchée par le facteur Myogenin (MYOG). L’activation de la transcription du gène myogenin (Myog) est dépendante du facteur MYOD et fait intervenir le complexe de remodelage de la chromatine SWI/SNF. In vitro, TSHZ3 interagit avec BAF57 une sous unité du complexe SWI/SNF. TSHZ3 réprime l’activation dépendante de MYOD sur le promoteur proximal de Myog et cette répression dépend en partie de la présence de BAF57. L’activité répressive et la cinétique d’expression de Tshz3, indique que TSHZ3 pourrait empêcher l’activation prématurée du promoteur Myog lors de la prolifération des cellules satellites activées. TSHZ3 pourrait ainsi participer aux mécanismes de régulation permettant de contrôler l’équilibre entre prolifération, différenciation et renouvellement des progéniteurs myogéniques. / Skeletal muscles are made of several units called myofibers, a syncitium into which muscular contraction is generated. During the muscle growth and repair, the quiescent Satellite Cells (SCs; adult stem cells) become activated, proliferate and differentiate to form new multinucleated myofibers. In animal model and primary culture, I found that, Tshz3 was strongly expressed in the quiescent and activated satellite cells.In C2C12 myoblast cells, I showed a specific repressive effect of TSHZ3 on the myogenic differentiation. The terminal differentiation of the myoblastes is trigger by Myogenin (Myog). The transcriptional activation of Myog promoter involves MYOD and the SWI/SNF remodelling complex. In vitro, I showed that TSHZ3 interacts with BAF57, a subunit of the SWI/SNF complex. TSHZ3 represses the MYOD-dependant activation on the Myog promoter. This specific repression involves in part BAF57.The repressive activity of and the temporal dynamic of expression of Tshz3, indicated that TSHZ3 potentially is required to impede the premature activation of the Myog promotor during the SCs proliferation. These results suggest that TSHZ3 plays important roles in the molecular mechanisms operating in activated SCs when there are poised between proliferation, differentiation and self renewal of muscular progenitors.