Cours 1 - Induction neurale

coloration non-spécifique qui permet de voir les noyaux basophiles

Coloration de Nissl

3 étapes de l'embryogénèse

1- divisions de clivage

• prolifération de l’ovule fécondée

• sphère de cellules = blastocyste

• invagination de la sphère = blastocoele

2- gastrulation

• réorganisation en 3 couches (ecto-, méso-, endo- derme)

3- induction neurale

• animaux multicellulaires primitifs

• pas d’organes

• une seule cavité sert de bouche et d’anus

• reproduction par bourgeonnement

cnidaires (hydres et méduses)

organisation neuronale des cnidaires

filet neural (système diffus)

chez c. elegans , destin des cellules P et AB

P → migrent vers l’intérieur de l’embryon

AB → migrent vers l’extérieur de l’embryon

divisions de clivage chez la mouche

• formation d’un amas de cellules au centre de l’oeuf : blastoderme acellulaire

• migration des cellules vers les parois : blastoderme cellulaire

délamination chez la mouche

• neuroblastes sortent de l’ectoderme (région neurogénique)

• ces neuroblastes donnent des cellules mères ganglionnaires (GMCs)

• ces GMCs donnent 2 neurones/glies

• forment la corde de nerf ventrale

chez les invertébrés, l’induction neurale se fait à partir de la couche _____, et se produit dans la région _____ de l’ectoderme

externe, ventrale

divisions de clivage chez le poisson zébré

• blastomères se divisent sur la surface de l’oeuf

• se divisent et migrent vers le bas = épibole

divisions de clivage chez xenopus

• blastomères se divisent et forment le blastula

gastrulation chez xenopus

cellules de l’extérieur du blastula (zone marginale involuante) ingressent via le blastopore pour former le mésoderme

induction neurale chez xenopus

ectoderme dorsal s‘épaissit pour former la plaque neurale

divisions de clivage chez la poule

• divisions sur la surface de l’oeuf pour former le blastodisque

gastrulation chez la poule

cellules de l’extérieur du blastodisque ingressent via la bande primitive pour former le mésoderme

neurulation

processus dans lequel la plaque neurale se plie pour former le tube neural

le tube neural devient le ______ et les cellules migratoires de la crête neurale deviennent ______

SNC, SNP

chez les vertébrés, le système nerveux se forme du côté ____

dorsal

différentes parties du blastula et vers quelles couches de tissus vont-elles se différencier

cap animal (haut) → ectoderme

cap equatorial (milieu) → mésoderme

cap végétal (bas) → endoderme

Lorsque l’ectoderme dorsal est dissocié et cultivé in vitro AVANT le début de la gastrulation, les cellules de l’ectoderme se différencient en cellules _______

de l’épiderme

Lorsque l’ectoderme dorsal est dissocié et cultivé in vitro APRÈS le début de la gastrulation, les cellules de l’ectoderme se différencient en cellules _______

neurales

expérience de transplantation du blastopore + conclusion

• transplantation d’une lèvre dorsale PIGMENTÉE de blastopore (donneur) dans un blastula NON-PIGMENTÉ (hôte)

• formation d’un deuxième axe non-pigmenté

• induction du tissu nerveux à un endroit qui aurait normalement donné de l’épiderme

conclusion : lèvre dorsale mésodermique du blastopore = organisateur de Spemann

induction neurale directe vs indirecte du cap animal

• directe : sans contact avec le mésoderme (organisateur agit directement)

• indirecte : entrée en contact avec le mésoderme qui induit lui-même le tissu neural

facteur sécrété de la famille des BMPs qui contrôle la sécrétion de FSH par adénohypophyse

Activine

expression d’une forme tronquée (inactive) d’activine

stimulation de l’induction neurale

conclusion : activine inhibe l’induction neurale

effets de sog (inducteur neural chez la drosophile)

• mutation (inactivation) = expension de l’épiderme, réduction de la région neurogène

• injection (ajout de plus) = tissu nerveux ectopique

effet commun général des inducteurs neuraux NGF

antagonisme de la signalisation BMP4

un niveau élevé de BMP4 favorise _____ tandis que des niveaux plus bas favorisent _____.

l’épiderme, le tissu neural

les molécules BMP4/activine (famille TGF-β) _____ l’induction neurale. les molécules inductrices NGF ont pour rôle de _____

inhibent, inhiber cette inhibition (favoriser l’induction neurale)

étapes de l’induction épidermale

1- BMP se lie à son récepteur de surface

2- phosphorylation intracellulaire de Smad1

3- translocation du complexe Smad1/Smad4 dans le noyau

4- activation de gènes épidermiques

** en présence de NGF, liaison BMP-récepteur bloquée → pas de signalisation intracellulaire

autres facteurs / voies de l’induction neurale à part NGF

• signalisation FGF + facteurs de transcription Sox

• signalisation canonique Wnt

BMP active Smad et répeime transcription de _____

Zic1 (gène neural)

voie FGF

1- FGF + récepteur active voie ERK

2- Activation gène Zic3

3- Zic1 + Zic3 activent Sox2

4- gènes qui favorisent le développement du tissu neural

voie Wnt avec β-caténine

1- Wnt + récepteur Frizzled

2- bloquage complexe de destruction de la β-caténine

3- accumulation β-caténine, translocation dans noyau

4- activation gènes qui favorisent le développement du tissu neural

3 inhibiteurs de Wnts

• Cerberus

• Dickkopf

• Frizzled

en temps normal Wnt tend à _____ l’induction neurale

inhiber

mécanisme de ségrégation des neuroblastes lors de la délamination chez la drosophile

AVANT : groupe de 4-6 cellules ectodermiques (groupe proneural) qui expriment toutes as-c

APRÈS : une seule cellule (neuroblaste) exprime as-c (les autres ont arrêté de le faire)

Atonal

autre facteur de transcription équivalent de As-c

rôle de As-c et Atonal

facteurs de transcription de type bHLH qui déclenchent le développement des neuroblastes puis leur différenciation en neurones

rôles des équivalents des bHLH chez les vertébrés

• déclenchement du développement des cellules souches neurales (au lieu de neuroblastes)

• différenciation des cellules progénitrices en neurones

système d’inhibition latérale lors de la délamination chez la drosophile

• si le neuroblaste est éliminé, une autre cellule du groupe est choisie pour devenir neuroblaste

• la cellule choisie pour se délaminer exprime As-c et donc plus de DELTA

• DELTA activent les NOTCH des cellules voisines

• NOTCH induit l’expresion de HES

• HES bloque l’expression des gènes pro-neuraux et donc supprime la fonction proneurale des autres cellules du groupe