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HDR – Jean-Luc Morel

7 mai 2005

Rôles fonctionnels des sous-types de canaux calciques du reticulum sarcoplasmique dans les cellules musculaires lisses et modification de leur expression dans des situations extrêmes ou pathologiques

Résumé

Le reticulum endo/sarcoplasmique tient une place centrale dans le fonctionnement cellulaire, entre autre parce qu’il s’agit du principal stock intracellulaire de Ca2+. Ce Ca2+ stocké est mobilisé par les voies de transductions pour augmenter la concentration calcique intracellulaire([Ca2+]i). Les canaux de libération du Ca2+ stocké se répartissent dans deux grandes familles : les canaux activés par l’inositol 1,4,5-trisphosphate (InsP3R) et les canaux activés par l’ADP ribose cyclique et le Ca2+ (RYR). Chaque famille de canaux comprends trois sous-types (InsP3R1-3 et RYR1-3). Depuis le développement de la microscopie confocale, différents niveaux de signalisation calcique ont été définis : des signaux – transitoire ou oscillants – propagés à travers la cellule et des signaux élémentaires localisés appelés Ca2+ puffs (activation des InsP3R) ou Ca2+ sparks (activation des RYR).

Pour discriminer le rôle fonctionnel de chaque sous-type de canal, nous avons choisi une stratégie d’inhibition d’expression par oligonucleotides antisens couplée à l’enregistrement des signaux calciques dépendants de l’activation des canaux du reticulum. Ainsi nous avons démontré que la propagation de signaux calciques oscillants activés par l’acétylcholine dépendent d’abord de la voie de transduction activée mais aussi des canaux du reticulum exprimés. Les oscillations calciques déclenchées par une production d’InsP3 nécessite l’expression dans la cellule étudiée du sous-type InsP3R2 et celles déclenchées par une production d’ADP ribose cyclique dépendent de l’activation de RYR2.

Nous avons montré que l’expression des RYR est particulièrement sensible à des changements environnementaux. Par exemple la microgravité qui modifie la répartition du volume sanguin affecte l’expression des RYR et diminue d’autant la réactivité des cellules musculaires vasculaires, sans doute dans un but d’adaptation à la baisse de fonctionnement des vaisseaux. De même chez la souris mdx, modèle animal de la dystrophie musculaire de Duchenne, il y a diminution de l’expression des RYR et réduction des signaux calciques dans lesquels ils sont impliqués.
Notre projet est de définir avec encore plus de précision les mécanismes de régulation de la signalisation calcique codée par les RYR (régulation par les combinaisons de sous-types et d’isoformes, par les proteines associées) et surtout d’associer cette signalisation à des fonctions cellulaires ou à des états physiologiques ou physiopathologiques (modifications lors de pathologies ou lors de changement de fonction cellulaire).

Publications

Ryanodine receptor subtype 2 encodes Ca2+ oscillations activated by acetylcholine via the M2 muscarinic receptor/cADP-ribose signalling pathway in duodenum myocytes
N. Fritz, N. Macrez, J. Mironneau, L.H. Jeyakumar, S. Fleischer & J.L. Morel
Journal of Cell Science 2005, 118: 2261-2270.

Decreased expression of ryanodine receptors alters calcium-induced calcium release mechanism in mdx duodenal myocytes.
J.L. Morel, L. Rakotoarisoa , L.H. Jeyakumar, S. Fleischer, C. Mironneau & J. Mironneau
Journal of Biological Chemistry, 2004, 279 : 21287-21293.

Crucial role of InsP3R2 isoform in acetylcholine-induced calcium oscillations
J.L. Morel, N. Fritz, J. Mironneau & C. Mironneau Arteriosclerosis, Thrombosis & Vascular Biology 2003, 23 : 1567-1575.

Effect of a 14-day hindlimb suspension on cytosolic Ca2+ concentration in rat portal vein myocytes.
J.L. Morel, F.X. Boittin, G. Hallet, S. Arnaudeau, C. Mironneau & J. Mironneau
American Journal of Physiology, 1997, 273 : H2867-2875.