Wnts are secreted extracellular signaling molecules that act locally to control diverse developmental processes such as cell fate specification, cell proliferation, and cell differentiation. Three WNT signaling pathways have been identified. The best characterized is the canonical or WNT/β-catenin signaling pathway. Recently, the WNT signaling pathway has been implicated in ovarian development and differentiation. However, little is known about the expression or role of β-catenin/Tcf-signaling activity within ovarian compartments. In order to aid in the ongoing pursuit of elucidating the mechanisms that govern ovarian differentiation and development, I explored the possible roles of the canonical WNT signaling pathway in the development of the ovarian surface epithelium (OSE) and follicular ovulatory capability. To examine canonical Wnt-signaling within the ovary, I utilized the Tcf-lacZ-reporter mice. In Manuscript I, I present a detailed spatio-temporal pattern of β-catenin/Tcf mediated expression in the OSE throughout development. Cells covering the indifferent gonad at E11.5 were β-catenin/Tcf signaling (lacZ-positive). With further development and sexual differentiation, lacZ staining was lost over the testis but maintained on embryonic ovaries. This staining became dispersed and the proportion of lacZ-positive OSE cells decreased to relative constancy when female mice reached maturity. FACS analyses revealed the lacZ-positive cell population exhibits cytoprotective mechanisms as indicated by enrichment within a side population. The results indicate that the mouse OSE is heterogeneous and may contain a population of progenitor cells. In Manuscript II, I investigated the molecular connection between β-catenin and Tcf-mediated lacZ activity and assessed whether β-catenin stabilization regulates β-catenin/Tcf-mediated gene expression and OSE proliferation. β-catenin was detected on the lateral membranes of ovarian epithelium. I demonstrated that treatment of OSE cells with Wnt agonist stabilized β-catenin but failed to induce β-catenin/Tcf-lacZ expression. Furthermore, E-cadherin expression was down-regulated and the proliferative potency of OSE cells increased. Of four ovarian cancers cell lines screened, only the HEY cell line demonstrated induction of luciferase reporter expression upon canonical WNT stimulation. These studies indicate that nuclear localization of β-catenin is insufficient for β-catenin/Tcf mediated gene expression in OSE cells, suggesting GSK-3β inhibition as a result of altered WNT signaling is of major importance in the control of epithelial-mesenchymal transition and cell proliferation leading to tumorigenesis. In Manuscript III, I investigated the role of the canonical WNT signaling pathway in the development of follicular ovulatory capability. Oocytes in primordial and primary follicles did not show active WNT signaling. β-catenin/Tcf-signaling was activated at the secondary follicle stage and the proportion of β-catenin/Tcf-signaling (lacZ-positive) follicles increased with follicular maturation. In contrast, the majority (>90%) of oocytes recovered from the oviducts at estrus and following hormone stimulation were lacZ-negative. The results indicate that the canonical WNT signaling pathway is active in growing oocytes and suggest that canonical WNT signaling may be involved in the development of follicular ovulatory capability and identifies non-ovulatory follicles. / Les Wnts sont des molécules de signalisation sécrétées dans l'espace extracellulaire pour réagir localement et contrôler divers processus du développement comme la spécification, la prolifération et la différenciation des cellules. Trois voies de signalisation WNTS ont été identifiées. La plus connue est la voie canonique appelée aussi la voie WNT/β-catenin. Récemment des études ont montré que la voie de signalisation WNT serait impliquée dans le développement et la différenciation ovarienne. Malgré ces études, peu est connu sur l'expression et la fonction de l'activité β-catenin/Tcf dans les différents compartiments d'ovaire. Pour clarifier les mécanismes moléculaires responsables dans le développement d'ovaire, j'ai étudié le rôle de la signalisation WNT/β-catenin durant la formation d'épithélium superficiel ovarien et dans la capacité ovulatoire des follicules. Pour visualiser l'implication de la voie canonique dans l'activation ovarienne, nous avons utilisé des souris transgéniques qui expriment la protéine β-galactosidase (lacZ) en réponse des protéines β-catenin/Tcf.Le premier article que je présente (Manuscrit I) décrit l'activation spatiotemporal de β-catenin/Tcf dans l'épithélium superficiel ovarien au cours du développement de la souris. Au jour E11.5, la gonade non-différenciée est marquée positivement pour LacZ indiquant que β-catenin/Tcf est activée. Au cours de la différenciation sexuelle de la souris, l'expression de LacZ disparait dans les testicules. Par contre, dans l'ovaire embryonnaire l'expression de LacZ est maintenue. À la maturation sexuelle de la souris femelle, l'expression de LacZ est devenue plus diffuse et la quantité de cellules qui expriment LacZ a diminué. Une analyse de cytométrie en flux a indiqué que la population de cellules positive pour LacZ démontre des mécanismes cytoprotecteurs. En conclusion, les résultats suggèrent que l'épithélium superficiel ovarien est constitué d'une population de cellules hétérogène et mais aussi de cellules progénitrices. Le deuxième article que je présente (Manuscrit II) étudie la stabilisation de β-catenin, les gènes induit par le complexe de β-catenin/Tcf et la prolifération d'épithélium superficiel ovarien. β-catenin est localisée dans les membranes latérales d'épithélium ovarien. J'ai démontré que la stimulation des cellules d'épithélium superficiel ovarien avec une agoniste Wnt stabilise β-catenin mais n'induit pas l'expression de lacZ dans les souris transgéniques. En plus, le niveau d'expression du gène E-cadherin a baissé et la prolifération des cellules d'épithélium superficiel ovarien a augmenté. Des quatre lignées cellulaires de cellules ovariennes cancéreuses qu'on a examinées, seulement la lignée HEY avait une réponse transcriptionelle à la stimulation de protéines WNT canoniques. Nos études révèlent que la localisation nucléaire de β-catenin n'est pas suffisante pour induire l'expression de ces gènes cibles dans l'épithélium superficiel ovarien. Dans les cellules cancereuses la voie de signalisation WNT est altèrée de sorte que l'inhibition de GSK-3β est augmentée et β-catenin est activée ce que contrôle la prolifération et la transition d'éptihelium à mésenchyme durant la tumorigenèse.Le troisième article que je présente (Manuscrit III) examine le rôle de la voie canonique durant le développement folliculaire. Les ovocytes des follicules primordiaux et primaires ne montraient aucune activation de la signalisation WNT. L'activation de β-catenin/Tcf était présente dans les follicules secondaires et la proportion de follicules positifs pour l'expression de lacZ a augmenté durant la maturation des follicules. Au contraire, la majorité (>90%) d'ovocytes retrouvés dans les oviductes durant l'oestrus et aprés un traitement hormonal n'exprimait pas le gène lacZ. Nos résultats indiquent que la voie de signalisation canonique de WNT est activée durant la croissance des ovocytes et peut identifier les follicules non-ovulatoires.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.116973 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Usongo, Macalister |
| Contributors | Hugh Clarke (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Medicine) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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