Prolifération, différenciation et migration - Cours 4 Flashcards
Combien de neurones et de cellules glaises y’a-t-il dans le cerveau humain?
Plus de 100 milliards de neurones et 10 fois plus presque le même nombre de cellules gliales
Que pouvons-nous prédire en fonction des lignées de divisons de clivage?
-Le nombre de neurones : Le nombre de divisions cellulaires est régulé par des facteurs propres à ces lignés et dépend moins des interactions avec les autres lignées (cellules)
-Le type de neurones (en fonction des lignées et précurseurs)
Quelles sont les étapes du développement des neuroblastes en neurones/glies?
Migration
Différenciation
Histogenèse : neurogenèse et gliogenése
Prolifération (et apoptose) ->Le nombre de cellules
Que constituent le système nerveux de la drosophile?
-100 neuroblastes dans le cerveau
-Environ 30 neuroblastes dans les hemi segments
-Neuromères dans la corde de nerf ventral
Qu’est-ce qui contient les progénitures de tous les neurones et cellules gliales du cerveau mature et de la moelle épinière?
Le tube neural
Qu’est-ce que la migration nucléaire interkinétique?
Les cellules du tube neural déplacent leurs noyaux de l’intérieur du tube neural vers l’extérieur au cours de chaque cycle cellulaire
Quelles sont les étapes de la migration nucléaire interkinétique des neurones?
1- En G1, le noyau est près de la surface ventriculaire
2- Durant la phase S, le noyau et le cytoplasme qui l’entoure migrent vers la surface externe ; il y a réplication de l’ADN
3- En G2, la cellule augmente de taille et le noyau migre de nouveau vers la lumière
4- En phase M (mitose) les cellules rétractent les connexions qu’elles entretenaient avec la surface externe et se divisent. Les divisions symétriques donnent naissance à deux cellules souches neurales. Les divisions asymétriques donnent un neuroblaste et une cellule précurseur ayant un potentiel mitotique limité
Qu’est-ce que la technique de marquage rétroviral?
Les rétrovirus infecteront et intègreront leurs gènes seulement dans des cellules qui sont dans un cycle cellulaire
Une fois que le virus infecte une cellule et que le génome viral est intégré dans l’ADN de la cellule, les gènes viraux sont hérités dans toutes les cellules filles de la cellules infectée à l’origine
Quelles sont les fonctions de la migration nucléaire interkinétique?
1- Les cellules progénitrices doivent recevoir des signaux spécifiques à différents moments du cycle cellulaire
2- La migration vers la surface ventriculaire avant la mitose peut être l’étape critique : les noyaux s’éloignent pendant la phase S pour permettre à d’autres noyaux d’accéder à cette surface pour leurs divisions
Que constitue la lignée du neurone ?
La position et l’identité des cellules progénitrices d’un neurone postmitotique
Quelles sont les étapes de la différenciation des cellules neuroépithéliales en neuroblastes?
1- Cellules neuroépithéliales
2- Cellules souches neurales
3- Cellules progénitrices neurales
4- Cellules progénitrices intermédiaires
5- Neuroblastes ou glioblastes
Quelles sont les deux modifications introduites au génome du virus dans la technique de marquage rétroviral?
1- Un marquage par des protéines qui ne sont pas exprimés dans les neurones ou glia
2- Incapacité de produire plus de virus dans les cellules infectées et de propager l’infection à d’autres cellules –>Seules les cellules filles des progénitures infectés expriment des gènes viraux
Qu’est-ce le 3H-thymidine ou Brdu birthdating?
Toute cellules progénitrice qui synthétise activement de l’ADN va incorporer le marqueur et le transmettre aux descendants
La qualité du marqueur va se diluer rapidement lors des divisions cellulaires
Si après incorporation du marqueur, la cellule ne subit qu’une division et donne un neurone postmitotique, ce dernier gardera indéfiniment un taux élevé d’ADN marqué ->Le neurone est “né” dans la journée suivant l’injection
Permet de spécifier la date de naissance d’un neurone
Où vont les premiers neurones lors de la migration? Ceux d’après?
Les premiers neurones se trouvent dans les couches plus profondes
Les neurones de générations suivantes migreront au travers des cellules anciennes et se déposeront au-dessus d’elles
“Inside-out” pattern of neurogenesis
Quelles sont les phases de la neurogenèse?
Phase d’expansion
Phase intermédiaire
Phase de neurogenèse
Qu’es-ce que nous a permis d’apprendre le 3H-thymidine ou Brdu birthdating?
Les neurones sont générés d’une façon ordonnée avec des gradients spatiaux et temporels bien définis
En général, les gros neurones sont générés avant les petits neurones dans la même région
Exemple : le cerbellum
Que se passe-t-il durant le développement des neurones?
1- La longueur totale du cycle cellulaire augmente progressivement
Cette augmentation est largement due à une phase G1 plus longue
2- Le nombre de cellules générés par une cellule de la zone ventriculaire diminue au cours de la neurogenèse
Expliquez la phase intermédiaire
Le nombre des divisions symétriques diminue. Divisions asymétriques pour produire un autre progéniteur et un neurone postmitotique
Expliquez la phase d’expansion
Phase d’expansion des cellules progénitrices : la plupart des divisions cellulaires sont symétriques, générant deux cellules progénitrices
Faible fraction Q (Qui the cell cycle)
Expliquez la phase de neurogenèse
Le pool de progénitures est stable mais pas en expansion. Le nombre des divisions asymétriques augmente. À la fin, la majorité des cellules quittent le cycle cellulaire. Fraction Q élevée
Qu’arrive-t-il au fur et à mesure que le développement neuronal avance?
Le temps du cycle cellulaire devient plus long, le nombre de nouvelles cellules générées par jour décline
Moins de divisions cellulaires sont symétriques qui donne naissance à deux cellules progénitrices par rapport aux stades plus précoces
Qu’avons-nous remarquer par rapport aux cyclines dans le développement des neurones?
Le profil d’expression des cyclines est en corrélation avec des étapes spécifiques du cycle cellulaire
Différents paires de cyclines/Cdk sont actives dans des différents stades du cycle cellulaire
Expliquez l’activation de Cdk
Cycline active son partenaire Cdk et la dirige également vers des protéines cibles spécifiques. Chaque complexe cycline-Cdk phosphoryle un ensemble différent de protéines
Qu’est-ce qui contrôle et coordonne la progression d’une cellule à travers les étapes du cycle cellulaire?
Une séquence complexe d’interactions protéiques
Quels sont les inhibiteurs de Cdk (CdkI)?
p21 et p27 sont exprimés dans le système nerveux. Ils sont exprimés dans le dernier cycle mitotique d’un progéniteur, l’amenant à quitter le cycle cellulaire et à se différencier en neurones ou glies
Que fait le complexe cyclinD/Cdk4?
Fait entrer les cellules en phase S en phosphorylant une protéines appelée rétinoblastome ou Rb. Cette phosphorylation amène la protéine Rb à libérer un autre facteur de transcription, E2F, et permet à la protéines E2F d’activer de nombreux gènes qui poussent la cellule en phase S
Quels sont les combinaisons de cyclines et de CDK et leur phase ?
G1 : Cycline D et CDK 4/6
S : Cycline A/E et CDK2
G2 : Cycline A/B et CDK1
Quelle est l’équation pour déterminer la production totale de cellules des divisons mitotiques?
N = P (ou fraction progénitrice) + Q (ou Quit fraction.- fraction des neurones postmitotiques)
Qu’apporte beaucoup de cellules progénitrices?
Augmentation du nombre de neurones
Qu’arrive-t-il s’il y a une fraction Q inférieure?
Augmentation des neurones nés tardivement
Un cortex plus épais
Qu’arrive-t-il s’il y a une fraction Q plus élevée?
Diminution du nombre de neurones nés tardivement et un cortex plus mince
Quels sont les facteurs intrinsèques expliquant l’allongement progressif du cycle cellulaire au cours du développement et qui contrôlent le passage de divisions cellulaires symétriques de “phase d’expansion” à des divisions neurogéniques asymétriques?
Expression spécifique des cyclines/Cdk et de leurs inhibiteurs
Quels sont les facteurs extrinsèques expliquant l’allongement progressif du cycle cellulaire au cours du développement et qui contrôlent le passage de divisions cellulaires symétriques de “phase d’expansion” à des divisions neurogéniques asymétriques?
Mitogènes
Que module le niveau de p27?
1- Le niveau de p27 module la probabilité qu’une cellule entre dans la fraction Q
2- Les différentes couches corticales sont générées à différents moments du développement ->le niveau d’expression de p27 affecte également le nombre relatif de cellules dans ces différentes couches
En détaillé, qu’est-ce qui régule les cyclines?
Les mitogènes
L’allongement progressif de la phase G1 est possiblement causée par une dépendance croissante à ces facteurs de croissances mitogènes
Les cellules progénitrcies expriment des récepteurs pour les divers facteurs mitogènes, et en fonction de leur localisation et de leur stade de développement, elles sont plus sensbiles à un mitogène ou à un autre.
Wnt et Shh -> Prolifération des progéniteurs aux stades plus tardives du développement cérébral
TFG-beta -> Arrêt de prolifération en activant p27
Les progéniteurs doivent intégrer les signaux des mitogènes et des inhibiteurs du cycle cellulaire afin de déterminer s’ils progressent vers la phase S suivante.
Les signaux extracellulaires sont connectés à la machinerie de régulation du cycle cellulaire intrinsèque pour permettre le nombre correct de cellules dans chaque région du cerveau
Comment compte-t-on le nombre de neurones et glies?
Prolifération + mort cellulaire
Où sont situés et qu’expriment les neurones excitateurs?
Les cellules souches dorsales (du cortex) expriment les Neurogenins (Ngn1/2) : glutamergiques
