Unraveling the role of immunoglobulin-mediated adhesions within the neural stem cell niche
Exploration du rôle des adhésions médiées par les immunoglobulines dans la niche des cellules souches neurales
Résumé
Proper brain development depends on the activity of neural stem cells (NSCs). These multipotent progenitors are found in the niche, a complex and dynamic cellular microenvironment. The niche must detect and respond to NSC needs while also mediating the impact of both local and systemic inputs to support successful neurogenesis. In particular, the intricate structure of the niche, rich in direct cell-cell interactions and adhesions, is poised to be a critical regulator of NSC behavior. However how interactions between the NSCs and their niche control neurogenesis remains poorly explored. This study takes advantage of the Drosophila juvenile, larval brain, which contains a specific subpopulation of glial cells, the cortex glia (CG), that enclose each NSC and its neuronal progeny within membrane chambers. The precise encasing of single NSC lineages pinpoints the existence of tightly controlled contacts between CG and NSCs lineages. Transcriptional analyses of CG morphogenesis revealed a binding triad of immunoglobulins as novel regulators of the NSCs niche. The independent knockdown of these genes in CG or NSC resulted in a remarkable phenotype in NSCs, affecting their nuclear shape and cell cycle progression. Furthermore, we discovered that these immunoglobulins could act as adhesion complexes bringing together NSCs and CG membranes. Finally, we found that immunoglobulin-mediated adhesion regulates NSC function by modulating the cortical tension of CG. By investigating the dynamics of interaction between NSCs and CG, this work demonstrates that the niche exerts mechanical constraints impacting on NSC behavior, a concept poorly documented.
Le développement du cerveau dépend de l'activité des cellules souches neurales (CSN). Ces progéniteurs multipotents existent dans la niche, un microenvironnement cellulaire complexe et dynamique. La niche doit détecter et répondre aux besoins des CSN tout en relayant l'impact des signaux locaux et systémiques afin de favoriser la neurogenèse. En particulier, la structure de la niche occupe une position idéale pour réguler le comportement des CSN. Toutefois, l’impact des interactions directes entre CSN et leur niche reste mal connu. Cette étude profite du cerveau juvénile, larvaire de la drosophile, qui contient une sous-population spécifique de cellules gliales, la glie du cortex (CG), qui enferme chaque CSN et sa progéniture neuronale dans des chambres membranaires. Ce partitionnement précis des lignages individuels des CSN suggère l'existence d’interactions étroitement contrôlés entre les CSN et la CG. L’analyse transcriptionnelle de la morphogenèse de la CG a révélé une triade d'immunoglobulines (Igs) comme nouveaux régulateurs de la niche. La régulation négative de ces gènes dans la CG ou les CSN entraine un phénotype remarquable dans les CSN, affectant la forme de leur noyau et la progression de leur cycle cellulaire. De plus, nous avons découvert que ces Igs pouvaient agir comme des complexes d'adhésion en rapprochant les membranes des CSN et de la CG. Enfin, cette adhésion médiée par des Igs régule la fonction des CSN en modulant la tension corticale de la CG. En étudiant la dynamique d'interaction entre les CSN et la CG, ce travail démontre que la niche exerce des contraintes mécaniques ayant un impact sur le comportement des CSN, un concept peu documenté.
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