[PDF] Etude anatomique et fonctionnelle du cerveau des souris KO STOP

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THESE

Présentée par

Marion JANY

Pour obtenir le titre de

DOCTEUR DE LUNIVERSITE JOSEPH FOURIER GRENOBLE 1

(Arrêtés ministériels du 5 juillet 1984 et du 30 mars 1992)

Discipline : Biologie cellulaire

Spécialité : Neurobiologie, Neurosciences

Etude anatomique et fonctionnelle du cerveau des

souris KO STOP : modèle animal pour létude de la schizophrénie

Soutenue le 22 Octobre 2010

Devant le jury composé de :

Dr Jean-Christophe DELOULME Directeur de thèse

Pr Claude FEUERSTEIN Président

Dr Fiona FRANCIS

Rapporteur

Dr Paul SALIN

Rapporteur

Thèse réalisée au sein de lEcole Doctorale Chimie et Sciences du Vivant Grenoble-Institut des Neurosciences, INSERM U836, France

Equipe n°1, Physiopathologie du Cytosquelette

2 3

A mon très regretté grand père,

le 10 Septembre 2010 4

Remerciements

Je tiens tout dabord à remercier les Docteurs Fiona Francis et Paul Salin pour avoir

accepté de juger mon travail de thèse en qualité de rapporteurs. Je naurai pas pu mieux espérer

que la discussion enrichissante et agréable que nous avons eue lors de ma soutenance. Merci aussi à Claude Feuerstein davoir présidé mon jury de thèse. Je remercie ensuite Annie Andrieux pour mavoir accueillie depuis mon Master 2 dans son laboratoire. Merci pour ton écoute, tes conseils et ton dynamisme.

Toff presque 4 ans à tes côtés, et que de choses ont changé Ah, ça na pas été facile

tous les jours hein ! Je crois que finalement ça sappelle lapprentissage On ne ressort jamais

tout à fait indemne dune thèse Et pour dire, cest grâce à toi si jen suis arrivée là aujourdhui.

Je repars de cette aventure avec un projet professionnel stable, tu mas permis douvrir les yeux sur la voie qui me correspondait le mieux et je nen suis quépanouie. Tes enseignements, tes

conseils et tes gueulantes, au final ont porté leur fruit : la chenille timide est sortie du cocon et

le papillon sest envolé plein dentrain pour sa nouvelle vie bordelaise Merci aussi de mavoir

permis de me révéler sur les différentes techniques que je vais exploiter maintenant, finalement,

moi qui était plutôt cellulaire avant darriver en M2, jen ressort très intégrée et ne jure

maintenant que par ça. Grâce à toi, jai aussi appris à être une " bordélique organisée en quête de

rigueur». Enfin, je ne pourrai jamais assez te remercier pour ce que tu mas apporté et espère

vraiment pouvoir collaborer plus tard avec toi et continuer à vivre des " aujourdhui cest

vendredi ! ». Un merci tout particulier à Annie S. et Domi pour les milliers de génotypages et coupages de queues que vous mavez faits Plus personnellement je voudrai joindre Nora et vous remercier toutes les 3 chaleureusement pour lattention et le soutient moral que vous mavez toujours porté et les moments très sympathiques de la pause du midi ou du café. Maintenant, vous savez ce que

cest les " 5 minutes à la Marion » ! Domi, tes macarons et ta crème au chocolat blanc me

manqueront vraiment J.

Un grand merci aussi à Yasmina pour les jolies balades en montagne et certaines péripéties que

nous avons pu vivre ensemble. Jaurai jamais cru que les ballades en raquettes sous une tempête

de neige pouvaient avoir un côté chaleureux ! Merci aussi pour ton énorme soutient, ta gentillesse

et ta franchise. Merci aussi pour tes conseils scientifiques et ton humanité. Dommage que pas plus de personnes naient ce trait de caractère Cricri, merci pour ton sourire et tes blagues. Tes " pioupiou » dans le couloir vont me manquer.

Chaque labo devrait avoir son cricri J. Merci à Jacques et Eric qui mont bien aidé pour toute la

partie traitement dimage, stats et comptages. Un grand merci à Hélène pour mavoir fait

découvrir la chirurgie stéréotaxique et jespère que tu pourras trouver un poste à ta juste valeur

pour que tu puisses tépanouir pleinement J. Jespère te revoir bientôt et ma porte sera toujours

ouverte si tu veux passer dans la région bordelaise. Merci aussi au reste de léquipe 1 pour les

moments passés ensembles et les différents échanges.

Je remercie ensuite les " jeunes » du labo, les différents étudiants qui ont pu passer dans

léquipe pendant mon M2 et ma thèse et mes collègues de bureau : particulièrement Mathilde et

Anouk qui mont aidé à surmonter la troisième année (et pas que) avec leur bonne humeur et leur

5 soutient. Gilles, merci merci pour tout Il est des personnes qui croisent votre chemin et quon

noublie jamais Merci tout particulier à Mélina : on va se revoir bientôt et oui ! Dans ce monde

où lindividualisme prime sur tout autre chose, toi tu existes, surtout reste comme tu es, quoique tu entendes

A ma famille,

Papa et maman, vous avez toujours été là, même quand je pétais mon câble au téléphone. Merci

davoir supporté ces sautes dhumeur, ces pleurs et ce mauvais caractère agrémentés par le

stress. Vous avez toujours cru en moi, même quand le moral et la confiance était au plus bas,

finalement jy suis arrivée et cest aussi grandement grâce à vous qui avez vécu cette thèse en

même temps que moi. Maman, les études cest bien, mais ça ne remplace en rien les valeurs que tu

mas transmises, ne tinquiète pas, je noublie pas doù je viens ni qui je suis

Mon frère et Ma sur, vous mavez aussi grandement soutenue et je vous en suis très

reconnaissante. Vous avez tant fait Et vous êtes toujours là pour votre " marron ».

Mémé et Pépé. Merci merci et merci. Vos messages chaleureux, les parties de quinche en 2500

et plus, les scoppa, les cartes postales avec les petits chats et les bonbons au miel, ya que ça de

vrai. Merci pour votre grand soutient et votre amour. Pépé, jaurai tellement voulu que tu sois là

encore, tu es parti bien trop vite A Titi et Tiana, merci davoir enchanté ma thèse avec vos bouilles et davoir changé ma vie A Dams, tes blagues et tes mots inventés mont quelque fois bien redonné le sourire avec ton frangin. " Heuuu, cest cquetuv !! » " Tu prendras bien du BOMBAILLE TCHAILLE ?!! ». Merci de mhonorer de tant de grâce avec ton surnom fatiguant " Mams cr*tte ».

A Mama tu as eu un grand courage, ça na pas dû être facile pour toi non plus ces années thèse

mais si tu es encore là, cest plutôt bon signe non ?... Merci pour ton grand soutient, ton aide et

ton amour. Pour tous les instants magiques qui mont fait retrouver le sourire dans les moments difficiles. Pour ton écoute, de mavoir supporté pour toi, tout simplement Je taime. Enfin pour terminer, un clin dil à toutes les personnes et évènements qui ont croisé ma

route et qui ont tenté de me décourager, vous mavez aidé plus que vous ne le pensez, pour ça, je

vous remercie 6

TTaabbllee ddeess mmaattiièèrreess

1 INTRODUCTION GENERALE ........................................................................................................... 12

2 RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES ..................................................................................................... 17

2.1 LA SCHIZOPHRENIE, UN ENSEMBLE DE PATHOLOGIES ................................................................... 17

2.1.1 CARACTERISATION PSYCHIATRIQUE DES SCHIZOPHRENIES ............................................................. 17

2.1.2 LA SCHIZOPHRENIE, UNE MALADIE DU NEURODEVELOPPEMENT .................................................... 22

2.1.3 SYMPTOMATOLOGIE CEREBRALE ET INTEGRATIVE DE LA SCHIZOPHRENIE .................................... 27

2.2 DU CYTOSQUELETTE NEURONAL AUX SCHIZOPHRENIES : IL Y A-T-IL UN LIEN ? ............................ 39

2.2.1 LE CYTOSQUELETTE NEURONAL ......................................................................................................... 39

2.2.2 LES PROTEINES STOP ......................................................................................................................... 52

2.2.3 LES SOURIS INVALIDEES POUR LE GENE DE LA PROTEINE STOP : MODELE ANIMAL POUR LETUDE

DE LA SCHIZOPHRENIE

................................................................................................................................................. 58

2.2.4 AUTRES MODELES ANIMAUX POUR LETUDE DE LA SCHIZOPHRENIE ............................................... 63

2.3 LA NEUROGENESE ADULTE ET LES PSYCHOPATHOLOGIES ............................................................. 69

2.3.1 LES CELLULES GLIALES RADIAIRES (LA GLIE RADIAIRE) ................................................................... 70

2.3.2 NEUROGENESE ADULTE CHEZ LES MAMMIFERES .............................................................................. 82

2.3.3 ROLE FONCTIONNEL DE LA NGA HIPPOCAMPALE ............................................................................. 98

2.3.4 STATUT DE LA NGA DANS LES NEUROPATHOLOGIES ..................................................................... 100

3 MATERIELS ET METHODES ......................................................................................................... 106

3.1 ANIMAUX ..................................................................................................................................... 106

3.2 ANTICORPS .................................................................................................................................. 106

3.2.1 ANTICORPS PRIMAIRES ..................................................................................................................... 106

3.2.2 ANTICORPS SECONDAIRES ................................................................................................................ 108

3.3 ETUDE ANATOMIQUE DU CERVEAU DES SOURIS S-/- ..................................................................... 108

3.3.1 DOSAGE DES PROTEINES SPECIFIQUES DE COMPARTIMENTS CELLULAIRES PAR WESTERN BLOT

108

3.3.2 PREPARATION DECHANTILLONS ..................................................................................................... 108

3.3.3 ANALYSE HISTOLOGIQUE DES TRACTS MYELINISES DU CERVEAU DES SOURIS S-/- ET S+/+.......... 111

3.3.4 MISE EN EVIDENCE DU FORNIX PAR TRAÇAGE LIPIDIQUE CHEZ LA SOURIS .................................. 115

3.3.5 TRAÇAGE DU FORNIX PAR INJECTION CEREBRALE STEREOTAXIQUE DE LENTIVIRUS CHEZ LA

SOURIS

115

3.3.6 ANALYSE HISTOLOGIQUE DU SUBICULUM DORSAL CHEZ LA SOURIS ............................................. 116

3.4 ETUDE DE LA NEUROGENESE ADULTE CHEZ LES SOURIS KO STOP ............................................. 117

7

3.4.1 ETUDE DE LA PROLIFERATION DES CELLULES SOUCHES ET PROGENITEURS PROLIFERANT ....... 118

3.4.2 DOSAGE DU BDNF DANS LHIPPOCAMPE ........................................................................................ 119

3.4.3 ETUDE DE LA NEUROGENESE LONG TERME ET SURVIE NEURONALE............................................. 120

3.4.4 ETUDE DE LA PRODUCTION DE NEURONES IMMATURES DANS LHIPPOCAMPE ............................ 121

3.4.5 ETUDE DE LA MATURATION MORPHOLOGIQUE DES NEURONES IMMATURES NEOFORMES DU

GYRUS DENTE PAR INFECTION RETROVIRALE

......................................................................................................... 122

3.4.6 ANALYSE DU PATRON DEXPRESSION DE STOP DANS LES ZONES GERMINATIVES : DETECTION DE

LA ß

-GALACTOSIDASE PAR IMMUNOFLUORESCENCE .............................................................................................. 125

4 RESULTATS ET DISCUSSION ........................................................................................................ 127

4.1 PREMIERE PARTIE : ETUDE HISTOLOGIQUE ET ANATOMIQUE DU CERVEAU DES SOURIS KO STOP

127

4.1.1 CONSEQUENCE DE LABSENCE DE STOP SUR LE CONTENU PROTEIQUE DU CERVEAU ................ 129

4.1.2 ANALYSE HISTOLOGIQUE DES TRACTS MYELINISES DU CERVEAU DES SOURIS S-/-....................... 139

4.1.3 ANALYSE HISTOLOGIQUE DU FORNIX DU CERVEAU DES SOURIS S-/-.............................................. 144

4.1.4 ANALYSE DE LINTEGRITE DU FORNIX PAR TRAÇAGE LIPIDIQUE CHEZ LES SOURIS KO STOP ... 147

4.1.5 TRAÇAGE DU FORNIX PAR INJECTION CEREBRALE STEREOTAXIQUE DE LENTIVIRUS CHEZ LES

SOURIS

KO STOP ...................................................................................................................................................... 150

4.1.6 ANALYSE DE LINTEGRITE DES AFFERENCES DES CORPS MAMILLAIRES PAR TRAÇAGE LIPIDIQUE

DES SOURIS

KO STOP .............................................................................................................................................. 154

4.1.7 ANALYSE HISTOLOGIQUE DU SUBICULUM DORSAL DISTAL CHEZ LES SOURIS SAUVAGES ET KO

STOP 154

4.1.8 DISCUSSION ....................................................................................................................................... 159

4.2 DEUXIEME PARTIE : ETUDE DE LA NEUROGENESE ADULTE CHEZ LA SOURIS KO STOP.............. 165

4.2.1 LA SOURIS KO STOP, UN OUTIL POUR ETUDIER LEXPRESSION DE STOP DANS LES ZONES DE

NEUROGENESE ADULTE

............................................................................................................................................ 166

4.2.2 ANALYSE DE LA NEUROGENESE ADULTE DU BULBE OLFACTIF CHEZ LES SOURIS KO STOP ...... 173

4.2.3 ANALYSE DE LA NEUROGENESE ADULTE HIPPOCAMPALE CHEZ LES SOURIS KO STOP .............. 175

4.2.4 DISCUSSION ....................................................................................................................................... 190

5 CONCLUSION GENERALE .............................................................................................................. 196

6 BIBLIOGRAPHIE .............................................................................................................................. 198

7 ANNEXES ........................................................................................................................................... 221

7.1 TABLE DES FIGURES ..................................................................................................................... 221

7.2 TABLE DES TABLEAUX.................................................................................................................. 223

8

7.3 ARTICLE 1: STOP PROTEINS CONTRIBUTE TO THE MATURATION OF THE OLFACTORY SYSTEM

224

7.4 ARTICLE 2: THE DELETION OF THE MICROTUBULE-ASSOCIATED STOP PROTEIN AFFECTS THE

SEROTONERGIC MOUSE BRAIN NETWORK

............................................................................................ 225 9

Abréviations

ABC : complexe avidine-biotine

Ac I : anticorps primaire

Ac II : anticorps secondaire

AMPA : acide -amino-3-hydroxy-5-méthyl-4-isoxazole propionique

A-STOP: astocyte-STOP

BDNF : brain derived neurotrophic factor

ß-gal: ß-galactosidase

BO: Bulbe Olfactif

BrdU : BromodésoxyUridine

CA : Corne dAmmon

CaMKII : kinase calcium/calmoduline dépendante de type II

CCA : cortex cingulaire antérieur

Cf : corps du fornix

CG : couche granulaire du gyrus denté

CM : couche moléculaire du gyrus denté

DCX : Doublecortine X

EGF: Epidermal Growth Factor

FGF: Fibroblast Growth Factor

COMT: catéchol-O-méthyl transférase

CPDL : cortex préfrontal dorso latéral

CPFm : cortex préfrontal médian

5-HT : sérotonine

DA : dopamine

DAB : diaminobenzidine tétrahydrochloride

DAO ou DAAO : D-amino-acid oxydase

DAT : transporteur de la dopamine

DISC1 : disrupted in schizophrenia

DSM-IV-TR : quatrième version révisée du diagnostic and statistic manual of the American psychiatric association

DTI : diffusion tensing imaging

DTNBP1 : dystrobrevin-binding protein ou dysbindine

EEG : électroencéphalogramme

ECT : électroconvulsivothérapie

E-STOP : early-STOP

F : fornix

FA : fraction danisotropie

F-actine: filament dactine

Fp : fornix post-commissural

F-STOP: fibroblast-STOP

GABA : acide -aminobutyrique

GAD : glutamate décarboxylase

GAP : growth associated protein

GAT : transporteur du GABA

GLAST : glutamate/aspartate transporter

GLU : glutamate

GluR1 : Sous unité 1 du récepteur AMPA

10

GD : Gyrus Denté

GFAP : Glial Fibrillary Acidic Protein

iGluR : récepteur glutamatergique ionotropique

GPI : Goat Preimmun Serum

Ig: Immunoglobulines

RM : imagerie par résonance magnétique

IRMf : imagerie par résonance magnétique fonctionnelle

KA : kaïnate

KO : knock-out

LPI : lobe parietal inférieur

LTD : long term depression ou dépression à long termequotesdbs_dbs44.pdfusesText_44

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