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In the context of cutaneous regenerative medicine, massive amplification of keratinocyte precursor cells is usually required but can be accompanied with induction of differentiation, resulting in a loss of regenerative potential. Ex vivo expansion of functional precursors needs to control two processes : to activate proliferation in one hand, and to preserves immaturity in the other hand. My host laboratory has identified KLF4 and MXD4 genes as candidates that might control these processes. My thesis was focused on studying KLF4 and MXD4 roles in controlling the balance “quiescence/proliferation” and “immaturity/differentiation” of human skin keratinocytes precursors.We have shown that repression of KLF4 and MXD4 inhibits keratinocyte differentiation and increases proliferation and clonogenicity of precursors, resulting in enhanced regenerative potential in in vitro epidermis reconstruction assay, and for KLF4, in in vivo xenografts assays. Mechanisms of the effects linked to KLF4 include inhibition of TGFB1 pathway and Wnt/β-catenin pathway. Effects linked to MXD4 are controlled by the respective quantity of c-MYC/MAX and MAD4/MAX heterodimers, and also impact TGF-β pathway. Despite partially similar mechanisms, intervention of non-coding epigenetic factors might confer the specific regulation to each of these genes : long non-coding RNA, that might regulate immature character of keratinocytes precursor cells, have been identified.Our concept has been initially demonstrated using research tools, in particular stable repression of KLF4 and MXD4. We then show that a transient inhibition, applicable to a clinical context, is also functional, by using RNA interference or molecular inhibition. KLF4 and MXD4 transient repression by kenpaullone might constitutes a promising molecular tool to promotes ex vivo expansion of functional epithelial precursor cells., Dans le contexte de la médecine régénérative cutanée, l’amplification massive en culture de précurseurs kératinocytaires est souvent requise mais elle peut s’accompagner d’une induction de la différenciation conduisant à une perte de potentiel régénératif. L’expansion ex vivo de précurseurs fonctionnels nécessite de contrôler deux processus : d’une part l’activation de la prolifération et d’autre part la préservation de l’immaturité. Mon laboratoire d’accueil a identifié les gènes KLF4 et MXD4 comme candidats potentiels dans le contrôle de ces processus. Mon travail de thèse a porté sur l’étude du rôle de KLF4 et MXD4 dans le contrôle des balances « quiescence/prolifération » et « immaturité/différenciation » au sein des précurseurs kératinocytaires de la peau humaine.Nous montrons que la répression de KLF4 comme celle de MXD4 inhibe la différenciation kératinocytaire et augmente la prolifération et la clonogénicité des précurseurs, aboutissant à un potentiel régénératif accru dans des modèles de reconstruction épidermique in vitro et pour KLF4 de xénogreffes in vivo. Les mécanismes des effets liés à KLF4 passent notamment par l’inhibition de la voie du TGFB1 et par la voie Wnt/β-caténine. Les effets liés à MXD4 sont contrôlés par la quantité de dimères c-MYC/MAX et MAD4/MAX, et impactent la voie TGF-β. Malgré des mécanismes partiellement similaires, l’intervention d’effecteurs épigénétiques non codants pourrait conférer des spécificités à chacun de ces deux gènes : des ARN long non-codants, qui pourraient réguler le caractère immature des précurseurs kératinocytaires, ont été identifiés.Notre concept a été démontré initialement en utilisant des outils de recherche, et notamment des inhibitions stables de l’expression de KLF4 et MXD4. Nous montrons également qu’une inhibition transitoire, donc applicable à un contexte clinique, est également fonctionnelle, en utilisant l’ARN interférence ou une inhibition moléculaire. La répression par la kenpaullone pourrait notamment constituer un outil prometteur pour promouvoir l’expansion de précurseurs épithéliaux fonctionnels.

Hemodynamic forces play an essential epigenetic role in heart valve development, but how they do so is not known. Here, we show that the shear-responsive transcription factor KLF2 is required in endocardial cells to regulate the mesenchymal cell responses that remodel cardiac cushions to mature valves. Endocardial Klf2 deficiency results in defective valve formation associated with loss of Wnt9b expression and reduced canonical WNT signaling in neighboring mesenchymal cells, a phenotype reproduced by endocardial-specific loss of Wnt9b. Studies in zebrafish embryos reveal that wnt9b expression is similarly restricted to the endocardial cells overlying the developing heart valves and is dependent upon both hemodynamic shear forces and klf2a expression. These studies identify KLF2-WNT9B signaling as a conserved molecular mechanism by which fluid forces sensed by endothelial cells direct the complex cellular process of heart valve development and suggest that congenital valve defects may arise due to subtle defects in this mechanotransduction pathway. journal article research support, non-u.s. gov't research support, n.i.h., extramural 2017 11 06 2017 10 19 imported

The Leukemia Inhibitory Factor (LIF) activates the transcription factor STAT3, which results in the maintenance of mouse embryonic stem cells in the undifferentiated state by inhibiting mesodermal and endodermal differentiation. We identified several target genes of STAT3 by transcriptomic analysis. Among them, we focused on an unknown gene referred as 1456160_at on Affymetrix array. This gene is highly expressed in embryonic stem cells and its expression level decreases during differentiation. We named this gene Asgard for Another Self-renewal GuARDian. Its characterization and sequencing revealed that Asgard encodes for a microRNA sequence. Several microRNAs have been shown to play key role in the maintenance of self-renewal of mouse ES cells and in the control of differentiation. Inhibition and overexpression assays showed that Asgard inhibits endodermal differentiation in order to maintain self-renewal. Through preliminary analysis, we identified Pbx3, FoxA2 and Sox17 as potential targets of the microRNA Asgard. Our work enables us to identify a new key gene of self-renewal of mouse ES cells, Chez la souris, le Leukemia Inhibitory Factor (LIF) joue un rôle clé dans le maintien des cellules souches embryonnaires (ES) à l’état pluripotent. Le LIF agit en activant le facteur de transcription STAT3 via les kinases Jak. Cette activation est nécessaire et suffisante au maintien des cellules ES en autorenouvellement en présence de sérum. Une étude du transcriptome de STAT3 réalisée au laboratoire a permis d’identifier plusieurs gènes cibles de ce facteur, parmi lesquels plusieurs gènes inconnus. L’un d’eux, le gène 1456160_at, est fortement exprimé dans les cellules ES de souris et son expression diminue après induction de la différenciation. Ce gène a été appelé Asgard pour Another Self-renewal GuARDian. La caractérisation et le séquençage de ce gène ont permis de mettre en évidence qu'Asgard code pour un microARN. De nombreux microARNs jouent un rôle clé dans le maintien de l'autorenouvellement des cellules ES et dans le contrôle de la différenciation. Des expériences d’inhibition et de surexpression ont permis de montrer que Asgard est impliqué dans la régulation de la différenciation endoderme versus mésoderme. Des analyses préliminaires ont permis d’identifier Pbx3, FoxA2 et Sox17 comme cibles potentielles. Bien que les mécanismes d’action du microARN Asgard restent à confirmer, ce travail a permis d’identifier un nouveau gène clé de l'autorenouvellement des cellules ES de souris

The Leukemia Inhibitory Factor (LIF) activates the transcription factor STAT3, which results in the maintenance of mouse embryonic stem cells in the undifferentiated state by inhibiting mesodermal and endodermal differentiation. We identified several target genes of STAT3 by transcriptomic analysis. Among them, we focused on an unknown gene referred as 1456160_at on Affymetrix array. This gene is highly expressed in embryonic stem cells and its expression level decreases during differentiation. We named this gene Asgard for Another Self-renewal GuARDian. Its characterization and sequencing revealed that Asgard encodes for a microRNA sequence. Several microRNAs have been shown to play key role in the maintenance of self-renewal of mouse ES cells and in the control of differentiation. Inhibition and overexpression assays showed that Asgard inhibits endodermal differentiation in order to maintain self-renewal. Through preliminary analysis, we identified Pbx3, FoxA2 and Sox17 as potential targets of the microRNA Asgard. Our work enables us to identify a new key gene of self-renewal of mouse ES cells, Chez la souris, le Leukemia Inhibitory Factor (LIF) joue un rôle clé dans le maintien des cellules souches embryonnaires (ES) à l’état pluripotent. Le LIF agit en activant le facteur de transcription STAT3 via les kinases Jak. Cette activation est nécessaire et suffisante au maintien des cellules ES en autorenouvellement en présence de sérum. Une étude du transcriptome de STAT3 réalisée au laboratoire a permis d’identifier plusieurs gènes cibles de ce facteur, parmi lesquels plusieurs gènes inconnus. L’un d’eux, le gène 1456160_at, est fortement exprimé dans les cellules ES de souris et son expression diminue après induction de la différenciation. Ce gène a été appelé Asgard pour Another Self-renewal GuARDian. La caractérisation et le séquençage de ce gène ont permis de mettre en évidence qu'Asgard code pour un microARN. De nombreux microARNs jouent un rôle clé dans le maintien de l'autorenouvellement des cellules ES et dans le contrôle de la différenciation. Des expériences d’inhibition et de surexpression ont permis de montrer que Asgard est impliqué dans la régulation de la différenciation endoderme versus mésoderme. Des analyses préliminaires ont permis d’identifier Pbx3, FoxA2 et Sox17 comme cibles potentielles. Bien que les mécanismes d’action du microARN Asgard restent à confirmer, ce travail a permis d’identifier un nouveau gène clé de l'autorenouvellement des cellules ES de souris