Academic literature on the topic 'Gène FOXL2'

L’ingestion nutritionnelle oro-pharyngée humaine est ancienne, comme celle des mammifères, depuis 150 millions d’années. Cette fonction est assurée et coordonnée par le système nerveux central et périphérique. Or, Manger et parler utilisent les mêmes conduits et voies anatomiques. L’aire praxique du langage de Broca est contigüe à celle de la commande motrice de la mastication et de la déglutition dans le cortex moteur cérébral. Cette aire praxique de Broca, innovation récente de l’évolution humaine, s’est connectée aux voies motrices anciennes de l’oralité alimentaire qui préexistaient. Le connectome cérébral et le gène Foxp2 ont contribué de manière décisive à ce raccordement pour l’avènement du langage.

L'Insuffisance Ovarienne Prématurée (IOP) est un épuisement précoce de la fonction ovarienne, responsable d'une infertilité chez 1% des femmes < 40 ans. Les IOP sont dues à un dysfonctionnement de la folliculogenèse qui a parfois une origine génétique. Les mutations dominantes du gène FOXL2 entraînent une IOP au sein d'un syndrome de malformations complexes des paupières (le BPES), ou une IOP isolée. Le gène FOXL2 a été l'objet d'étude de cette thèse. Nous avons montré que la séquence et le profil d'expression de la protéine FOXL2 sont conservés dans un grand nombre d'espèces vertébrées (allant du poisson à l'homme). FOXL2 est exprimée dans la gonade, l'hypophyse et la paupière. L'expression gonadique de FOXL2 est spécifique des femelles. Elle commence avant la différenciation de l'ovaire, et est ensuite localisée dans la granulosa des follicules de tous stades, pendant le développement et à l'âge adulte. FOXL2 est le marqueur le plus précoce de la granulosa, et de nombreuses données indiquent qu'il a un rôle dans la différenciation de ce compartiment et dans la fonction ovarienne adulte, chez les vertébrés. FOXL2 est également impliqué dans le développement des paupières et pourrait participer au développement et à la fonction hypophysaires. Nous avons également identifié et caractérisé des ARN non codants anti-sens de Foxl2 chez la souris. Ils sont apparemment conservés dans l'espèce humaine, bien que de structure différente. Ces ARN anti-sens pourraient être impliqués dans la régulation de l'expression de Foxl2, et par conséquent dans la pathogenèse du BPES et de l'IOP
Premature ovarian failure (POF) results in infertility in 1% of women of < 40 years old. POF arises when folliculogenesis is altered. The dominant mutations of FOXL2 gene account for some cases of POF either isolated or associated with complex eyelid malformations in the BPES syndrome. We have demonstrated that the sequence and expression of FOXL2 protein is conserved in many vertebrates (ranging from fish to human). It is expressed in the gonads, the pituitary and the eyelids. In the gonads, FOXL2 expression is restricted to female and starts before ovarian differentiation. It is located in granulosa cells throughout development and at adult age. FOXL2 is thé earliest marker of granulosa cells and numerous data indicate that it is a key gene of ovarian differentiation in vertebrates. FOXL2 is also involved in the eyelid development and presumably in the development and function of the pituitary. We have also identified and characterised naturally occurring antisense transcripts of mouse Foxl2. These antisense transcripts are apparently conserved in human, though with a different structure than the one observed in mouse. They may be involved in the regulation of Foxl2 expression, and consequently in the pathogenesis of non-elucidated cases of BPES or isolated POF

FOXL2 est un facteur de transcription à forkhead possédant une région polyalanine conservée chez les mammifères. Les mutations de ce facteur sont responsables du syndrome du blepharophimosis, une maladie génétique autosomique dominante, associant une insuffisance ovarienne à des malformations palpébrales. Différents types de mutations ont été identifiés dans la séquence de FOXL2 : des mutations faux-sens, des stops prématurés et des expansions de polyalanine (30% des malades). L’objectif de la thèse a été d’étudier l’impact fonctionnel des différents types de mutations de FOXL2. Nous avons montré que des expansions de polyalanine induisent une délocalisation cytoplasmique et une agrégation de la protéine. Ces expansions induisent également une perte de mobilité et une perte de fonction de la protéine. Ces défauts sont d’autant plus marqués que l’expansion est longue. Nous nous sommes d’autre part intéressés aux mutations stop prématurées. Nous avons montré que des mutations stop prématurées dans FOXL2 induisent la production d’une protéine tronquée de sa région amino-terminale par réinitiation traductionnelle. Cette réinitiation se fait avec une efficacité de 25 % et dépend de la position du stop. La protéine délétée de sa région amino-terminale s’agrège dans le noyau et se localise en partie dans le cytoplasme. Ceci suggère un défaut de conformation dû à la perte d’un fragment de la protéine. Enfin nous avons étudié l’impact fonctionnel de 17 mutations faux-sens essentiellement localisées dans le domaine de liaison à l’ADN (forkhead). Ce type de mutations entraîne également des défauts de localisation et des pertes de fonction dans la plupart des cas.

FOXL2 constitue un gène majeur de la différenciation et de la fonction ovarienne. Chez l’Homme, l’haploinsuffisance de ce gène induit des malformations palpébrales qui peuvent être associées ou non à une insuffisance ovarienne prématurée (BPES de type I ou II). Dans certains cas, des anomalies de l’expression de FOXL2 sont liées à des délétions de régions situées très en amont du gène, témoignant de la présence d’activateurs distaux. L’existence de cette régulation à longue distance a aussi été mise en évidence dans l’espèce caprine par notre équipe. La mutation naturelle PIS (Polled Intersex Syndrome) induit à l’état homozygote l’absence d’expression du gène FOXL2 dans les gonades XX, conduisant au développement de testicules à la place d’ovaires. Ainsi, au cours de mon doctorat j’ai été amenée à travailler sur deux aspects différents : (i) l’analyse des cibles/voies activées par FOXL2 dans la gonade, et (ii) l’étude de la régulation à distance de l’expression de FOXL2.En ce qui concerne le premier point, l’analyse du rôle d’un gène candidat, Dmxl2, chez la souris a nécessité la mise en place d’une invalidation conditionnelle de ce gène (Knock-out ou KO) dans les gonades (le KO total étant létal à la naissance). Chez les mâles, une diminution de 60% de la production de spermatozoïdes a été observée à la puberté pendant la première vague de spermatogénèse.En ce qui concerne le second point, l’étude d’une région régulatrice potentielle de l’expression de FOXL2 a permis de définir des éléments très conservés présentant un profil épigénétique caractéristique de régions de type « enhancers ». J’ai ensuite établi un modèle in vitro « d’édition de l’épigénome » du locus FOXL2, en utilisant la technologie CRISPR/dCas9-p300 pour modifier la marque épigénétique H3K27ac et activer l’expression de ce gène. A long terme, ces travaux pourraient aboutir à la création de « médicaments épigénétiques » pour soutenir l’expression de FOXL2 et rétablir la fertilité des patientes atteintes d’une mutation de ce gène
FOXL2 is a major gene for ovarian differentiation and functions. In humans, FOXL2 haploinsufficiency induces eyelid malformations with or without premature ovarian failure (BPES type I or II). In some cases, abnormalities of FOXL2 expression are related to deletions of regions located far upstream of this gene, indicating the presence of distal activators. The existence of this long-range regulation has also been demonstrated in the goat species by our laboratory. The natural mutation PIS (Polled Intersex Syndrome) when homozygous induces the silencing of FOXL2 expression in XX gonads, leading to the development of testes instead of ovaries. Thus, during my PhD, I worked on two different aspects: (i) the analysis of FOXL2-activated targets/pathways in the gonad, and (ii) the study of the long-range regulation of FOXL2 expression.Regarding the first point, gene function analysis of the candidate gene Dmx12 required the establishment of a conditional knock-out in the mouse gonad (Dmxl2 total KO is lethal at birth). In males, a 60% decrease in sperm production was observed at puberty during the first wave of spermatogenesis.Regarding the second point, the study of a putative regulatory region of FOXL2 expression allowed to define highly conserved elements harbouring typical enhancer epigenetic profile. Then, I established an in vitro model of FOXL2 locus “epigenome editing”, using the CRISPR/dCas9-p300 technology to modify the epigenetic mark H3K27ac. In the long term, this work may lead to the development of "epigenetic drugs" to support the expression of FOXL2 and restore the fertility of patients with a mutation of this gene

FOXL2 est un facteur de transcription à domaine forkhead de liaison à l’ADN. Chez l’homme, les mutations de FOXL2 sont responsables du syndrome du Blépharophimosis-Ptôsis-Epicantus-inversus (BPES), pathologie génétique à transmission autosomique dominante caractérisée par des malformations cranio-faciales et parfois par une insuffisance ovarienne prématurée (IOP). Le gène FOXL2 s’exprime dans les cellules de la granulosa, il est un des marqueurs précoces du développement ovarien. Il semble jouer un rôle majeur dans la mise en place et le maintien du stock de follicules disponibles. De plus, il est exprimé dans les tissus péri-oculaires, expliquant les malformations palpébrales observées chez les patients. De plus, FOXL2 possède une répétition de 14 alanines conservée chez les mammifères. Dans un premier temps, nous avons montré que la taille de la polyalanine influait sur la localisation subcellulaire de la protéine, sa solubilité et son activité. Nous avons mis en évidence que les conséquences cellulaires étaient dépendantes de la taille de l’expansion de la polyalanine. Enfin, nous avons montré que les promoteurs cibles de FOXL2 présentaient des sensibilités différentes aux expansions. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés au fait qu’à l’heure actuelle lorsqu’une jeune patiente se présente avec un BPES il est impossible de prédire les risques d’IOP encourus. Nous avons développé une méthode d’analyse permettant de prédire le type de BPES connaissant la mutation portée par la patiente. Ces études ont non seulement permis de mieux comprendre la physiopathologie moléculaire de la maladie mais aussi permis une avancée dans la prise en charge des malades
FOXL2 is a transcription factor with a forkhead DNA binding domain. In humans, mutations of FOXL2 are responsible for the Blepharophimosis-Ptosis-Epicantus-inversus syndrome (BPES), characterized by craniofacial abnormalities and sometimes premature ovarian failure (IOP). The FOXL2 gene is expressed in granulosa cells, it is an early marker of ovarian development. It seems to play a major role in the establishment and maintenance of ovarian follicles stock. Moreover, it is expressed in eyelids, explaining the malformations observed in patients. Furthermore, FOXL2 has a repetition of 14 alanines conserved in mammals. Initially, we showed that the size of the polyalanine affected the subcellular localization of the protein, its solubility and its activity. We have demonstrated that the cellular effects were dependent on the size of the polyalanine expansion. Finally, we showed that the FOXL2 target promoters showed different sensitivities to expansions. In a second step, we are interested in the fact that currently when a young patient presents with BPES it is impossible to predict the risk of IOP incurred. We have developed an analytical method to predict the type of BPES knowing the mutation carried by the patient. These studies have not only helped to better understand the molecular pathophysiology of the disease but also enabled a breakthrough in the care of patients

Chez les vertébrés, avant la différenciation sexuelle, les futures gonades sont bipotentielles. Chez le mâle, la présence du gène SRY induit la différenciation testiculaire. En absence de celui-ci, ou si sa protéine est non fonctionnelle, des ovaires se forment. Ce travail traite de la différenciation sexuelle précoce et se divise en deux parties traitant respectivement de la voie femelle et mâle. La première partie de cette thèse traite de la différenciation ovarienne précoce. Cette étude se focalise sur le rôle de deux gènes femelles : Foxl2 et Rspondin-1 (Rspo1). Les souris XX Foxl2-/- sont infertiles, quant aux Rspo1-/-, elles développent des ovo-testicules. L’étude des gonades de souris XX Foxl2-/-/Rspo1-/- démontre une masculinisation des gonades ainsi que du tractus. Ceci serait dû à la présence ectopique de cellules stéroïdogènes fœtales. Nos résultats tendent à conclure que Foxl2 et Rspo1, par deux voies de signalisation distinctes, qui réprimeraient la voie mâle, via entre autre, l’inhibition de la stéroïdogénèse fœtale. La seconde partie traite de différenciation testiculaire et plus particulièrement de la caractérisation de lignées de souris transgéniques pour SRY caprin (SRYg). Chez les mammifères, SRY est exprimé lors de la différenciation sexuelle, jusqu’à l’âge adulte, sauf chez la souris où il s’éteint rapidement. Il existe un site de fixation de la protéine SOX9 sur le promoteur SRY, absent chez la souris, qui active l’expression de SRY in vitro. Grâce à l’étude de nouvelles lignées de souris transgéniques pour SRYg, dont le site SOX9 a été muté, nos résultats démontrent que ce site n’est pas le seul responsable de l’expression continue du gène SRYg
In vertebrates, before sexual differentiation, future gonads are bipotential. In males, presence of the testis-determining factor, SRY gene, induces testis differentiation. In its absence or if SRY protein is not functional, ovaries are formed. This work is about early sexual differentiation and is divided into two parts dealing with female or male pathway. The first part is about early ovarian differentiation. This study focuses on the role of two genes, Foxl2 and Rspondin-1 (Rspo1). In XX mice, invalidation of Foxl2 and Rspo1 lead respectively to infertility and ovo-testis formation. Our results show masculinization of XX Foxl2-/-/Rspo1-/- gonads in mice, apparently du to the presence of ectopic steroidogenic fetal cells. Our results tend to conclude that Foxl2 and Rspo1 belong to two distinct signalling pathways that suppress testicular differentiation, via for example, inhibition of fetal steroidogenesis in female. The second part is about testicular differentiation and especially characterization of transgenic mouse lines for SRY goat (SRYg). In mammals, SRY gene is expressed during sexual differentiation, until adulthood, except in mice where expression rapidly switches off. A SOX9 binding site localised on SRY promoter has been described as inducing SRY gene expression in vitro. Thanks to new SRYg transgenic mouse lines studies, whose SOX9 binding site was deleted, our results do not demonstrate any crucial regulatory effect of this binding site on SRYg expression. Therefore, this SOX9 binding site is not responsible alone for continuous expression of the gene SRYg

Mon travail de thèse s’intéresse à l’implication des gènes Foxl2, Dlx5 et Dlx6 dans le développement et la fonction de l’utérus.Dans l'utérus, l’expression de Foxl2 est visible dès la naissance dans le mésenchyme qui, pendant la maturation post-natale, donne origine au stroma et au myomètre. L’invalidation conditionnelle de Foxl2 par le récepteur de la progestérone (Pgr cre / +) provoque une infertilité. L’utérus de ces souris présente une diminution de la taille du stroma, un myomètre hypertrophique et désorganisé et une absence de la couche de cellule musculaire lisse entourant les vaisseaux sanguins dans le stroma. L’étude par qPCR montre que l’inactivation de Foxl2 dérégule l’expression de certains gènes Wnt, impliqués dans la maturation utérine.Dlx5 et Dlx6 quant à eux, sont présents dans l'épithélium utérin à partir de E15.5. L’invalidation conditionnelle de Dlx5 et Dlx6 par l’action de la Pgr cre / + induit une infertilité. Ces souris ont de nombreuses invaginations anormalement larges et un nombre très réduit de glandes utérines. Ces défauts sont liés à une dérégulation de gènes clés dans la formation des glandes comme Wnt7a et Foxa2.En conclusion, nos données montrent que Foxl2 a un rôle crucial dans la différenciation et l’organisation du stroma et du myomètre et que Dlx5 et Dlx6 jouent un rôle primordial dans la génération des glandes utérines, nécessaires chez l’adulte à l’implantation de l’embryon
My thesis is concerned with the involvement of Foxl2, Dlx5 and Dlx6 genes in the development and function of the uterus.In the uterus, Foxl2 expression is visible from birth in the mesenchyme and during the postnatal maturation in the stroma and the myometrium. The conditional invalidation of Foxl2 by the progesterone receptor (Pgr cre / +) causes infertility. The uterus of these mice has a decrease of the stroma thickness and the myometrial layer is hypertrophic and disorganized. The conditional mutants lack the smooth muscle cell layer surrounding the blood vessels in the stroma. The study by qPCR shows that inactivation of Foxl2 deregulates the expression of certain Wnt genes involved in the maturation of the uterus.Dlx5 and Dlx6 meanwhile, are present in the uterine epithelium from E15.5. The conditional invalidation of Dlx5 and Dlx6 by the action of Pgr cre / + induced infertility. These mice present abnormally large invaginations and a very small number of uterine glands. These defects are related to a deregulation of key genes in the formation of glands like Wnt7a and Foxa2.In conclusion, our data show that Foxl2 has a crucial role in the differentiation and organization of the stroma and myometrium. Dlx5 and Dlx6 play a key role in the generation of uterine glands, necessary in adults for the embryo implantation

L’implantation est caractérisée par les premiers contacts cellulaires permanents entre l’endomètre, tapissant l’utérus, et le conceptus (disque embryonnaire et tissus extra-embryonnaires). Cette étape se trouve être l’un des plus importants points de contrôle de la gestation nécessitant un dialogue finement régulé entre ces deux entités. Concernant les ruminants, un déclin de la fertilité a été observé notamment chez les vaches laitières hautes productrices. La moitié des gestations s’arrête pendant la période pré-implantatoire due à des mortalités embryonnaires précoces ainsi qu’à des défauts utérins. Depuis 10 ans, des analyses exploratoires ont été mises en place dans le but d’étudier les profils d’expression de gènes endométriaux sous l’influence du cycle oestral, de la gestation précoce ou encore des stéroïdes ovariens comme la progestérone et les oestrogènes. Ces études sont essentielles pour l’identification des gènes endométriaux clés pour la survie et la croissance du conceptus avant l’implantation. Notre laboratoire a réalisé une analyse transcriptomique à partir d’échantillons endométriaux collectés sur des vaches cycliques et gestantes au 20 ème jour post-oestrus correspondant respectivement à la phase folliculaire et au premier jour d’implantation. Plusieurs familles de facteurs de transcription apparaissent différentiellement exprimées dans cette étude, notamment FOXL2, un membre de la famille des Forkhead Box transcription factor considéré comme le gène clé de la différenciation ovarienne. Ce travail de thèse s’est intéressé à l’implication de FOXL2 dans la physiologie endométriale. FOXL2 est exprimé et régulé pendant le cycle oestral et la gestation précoce dans l’endomètre de ruminants. De plus, la progestérone a été identifiée comme le régulateur majeur de l’expression endométriale de FOXL2 chez la vache et la brebis alors que l’effet des estrogènes n’a pas été démontré. A partir d’une approche gènes candidats, la surexpression de FOXL2 induit la régulation différentielle de onze gènes potentiellement cibles de FOXL2 dans des cultures primaires endométriales de cellules stromales et épithéliales glandulaires. En particulier, PTGS2 qui est un gène impliqué dans la réceptivité utérine apparait inhibé par FOXL2 alors que SCARA5 et RSAD2, tout deux impliqués dans la réponse immunitaire sont stimulés. Enfin, DLX5 apparait différentiellement régulé entre les cellules stromales et épithéliales glandulaires sous l’impact d’une surexpression de FOXL2. Pour conclure, l’expression endométriale de FOXL2 est fortement liée au processus de réceptivité utérine qui se déroule avant l’implantation et peut moduler l’expression de gènes endométriaux essentiels. De nouvelles analyses sont nécessaires pour déterminer si FOXL2 est le gardien de la physiologie reproductive femelle
Implantation is characterized by the first permanent cellular interactions between the endometrium, lining the uterus, and the conceptus (embryonic disk and extra-embryonic tissues) and appears to be one of the most important checkpoints of successful pregnancy. Regarding ruminant species, and more specifically dairy cows, half of pregnancies abort during the pre-implantation period due to early embryonic death and uterine defects. In the last decade, exploratory approaches have been developed to study endometrial genes expression under the influence of oestrous cycle, early pregnancy, and ovarian steroid hormones in order to identify systematically crucial endometrial genes for conceptus growth and survival leading to a successful implantation in ruminant specifically. A microarray analyse made at the laboratory based on endometrial samples collected from cyclic and pregnant cows at 20 days post-oestrous, corresponding respectively to the follicular phase and the implantation initiation. Several members of the transcription factor families appeared to be differentially expressed in this study including FOXL2, a member of the Forkhead box L sub-class originally considered as a key gene for ovarian differentiation. My PhD thesis focused on the implication of FOXL2 gene in endometrial physiology. FOXL2 gene had been demonstrated to be expressed and regulated during the oestrous cycle and early pregnancy in ruminant endometrium. Moreover, progesterone was identified as a master regulator of FOXL2 endometrial expression in both cattle and sheep whereas estrogens have no impact. Based on candidate genes approach, over-expression of FOXL2 gene induces a regulation of eleven putative FOXL2 target genes in primary endometrial stromal and glandular epithelial cells. In particular, PTGS2 which is a positive regulator gene for uterine receptivity was shown to be inhibited whereas SCARA5 and RSAD2 expressions that were involved in immune response were shown to be stimulated as well as DLX5 expression was differentially regulated between stromal and glandular epithelial cells. Collectively, FOXL2 endometrial expression is strongly linked to the uterine receptivity process prior to the implantation and modulates the expression of essential endometrial genes. Further investigations will be required to investigate whether FOXL2 is the gatekeeper of female reproduction in the vertebrate species

Les progrès de la biologie moléculaire permettent d'ébaucher la séquence d'évènements moléculaires complexes conduisant à la constitution de la région craniofaciale. Ce travail est focalisé sur l'étude de gènes impliqués dans des syndromes dysmorphiques craniofaciaux. 1ʿEtude du gène TWIST: du syndrome BPES au syndrome de Saethre-Chotzen Une nouvelle mutation dans le gène TWIST a été mise en évidence au sein d'une famille indienne initialement considérée comme présentant un syndrome BPES (Blépharophimosis, Ptosis Epicanthus Inversus Syndrome). L'étude moléculaire a suggéré le diagnostic de syndrome de Saethre-Chotzen, confirmé par une étude clinique qui a mis en évidence la grande variabilité d'expressivité clinique liée à l'haploinsuffisance à TWIST: Une étude des phénotypes murins de souris twist null/+, effectuée sur divers fonds génétiques, a permis de démontrer des homologies par rapport aux phénotypes humains 2ʿ Etude des gènes FGFR (Fibroblast Growth Factor Receptor) dans des craniosténoses syndromiques Les gènes FGFR ont été récemment identifiés comme responsables de formes syndromiques de craniosténoses. Ce travail comporte l'analyse moléculaire de quatre cas de craniosténoses avec des mutations détectées dans le gène FGFR2. 3ʿ Etude du gène FOXL2 impliqué dans le syndrome BPES. Le gène FOXL2 a été identifié comme étant responsable du syndrome BPES (au locus 3q23). Nous avons identifié des mutations dans ce gène pour deux familles et deux cas sporadiques. L'analyse par IRM a mis en évidence l'absence muscle releveur de la paupière supérieure ou son hypoplasie pour cinq individus mutés dans FOXL2 suggérant un rôle de ce gène dans le développement de ce muscle. Conclusions et perspectives: Les gènes TWIST, FGFR et FOXL2 contribuent au développement orbitaire, des études futures pourront tenter de comprendre leur séquence d'action et la variabilité d'expression clinique observée pour les pathologies humaines
Progresses in molecular biology have enhanced our understanding of the complexe molecular mechanisms underlining the development of the craniofacial region. In this work, genes implied in the development of the orbital region are studied. 1ʿ The TWIST gene: form BPES syndrome to Saethre-Chotzen syndrome A new mutation in the TWIST gene was found in a large Indian family presenting initially as a Blepharophimosis-Ptosis-Epicanthus Inversus syndrome (BPES). The molecular diagnosis has suggested the diagnosis of Saethre-Chotzen syndrome confirmed by a clinical research showing an important variability of the expression of haploinsufficiency for TWIST. Phenotypes of twist null/+ mice, on various genetic backgrounds, showed homologies with the human phenotypes. 2ʿ FGFR (Fibroblast Growth Factor Receptor ) genes and syndromic craniosynostosis. FGFR genes have recently been identified as responsible for a certain number of Syndromic craniostenosis syndromes. Mutations in four cases of syndromic craniostenosis with mutations in FGFR2 are described. 3ʿ The FOXL2 gene implied in the BPES The FOXL2 gene is known to be mutated in the BPES syndrome (locus 3q23). We have identified mutations in this gene for two famillies and two sporadic cases. MRI analysis revealed the absence or hypoplasia of the superior levator muscle raising the hypothesis that this gene is implied in the development of this muscle. Conclusions and perspectives: The TWIST, FGFR and FOXL2 genes contribute to the development of the orbital region. Futures studies may attempt to understand their interactions and the variability of the related human syndromes