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Unraveling the expression and regulation of intercellular junctions in normal and Brominated Flame Retardants (BFRs) treated murine mammary glands

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Dianati, Elham (2017). Unraveling the expression and regulation of intercellular junctions in normal and Brominated Flame Retardants (BFRs) treated murine mammary glands Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en biologie, 209 p.

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Résumé

La structure des glands mammaires est en constant remodelage et nécessite une régulation hormonale précise. Les jonctions communicantes, serrées et adhérentes sont nécessaires pour le bon fonctionnement et développement des glandes mammaires. Il a été démontré que les protéines jonctionnelles interagissent et que leur expression est régulée par des mécanismes communs dans d’autres tissus, dont par des voies activées par les hormones. Certains perturbateurs endocriniens (EDs) peuvent également modifier l’expression des protéines jonctionnelles. Notre hypothèse de recherche est donc que l’expression des protéines jonctionnelles et leurs interactions varient selon le stade de développement des glandes mammaires, et qu’une exposition à des EDs pourrait influencer ces interactions. Ce projet compte deux objectives : 1) déterminer les profils d’expression, la localisation et les interactions de composants des jonctions intercellulaire à différents stades de développement des glandes mammaires, et 2) évaluer l’effet d’un mélange de retardateurs de flamme Bromée (BFR) sur les jonctions intercellulaires.

Pour le premier objectif, des glands mammaires de souris ont été collectés à différents stades de développement. Nos résultats ont démontré que l’expression des protéines des jonctions communicantes, serrées et adhérentes étudiées est modifiée durant le développement et qu’elles sont présentes à l’interface entre deux cellules. De façon intéressante, nous avons démontré que les interactions entre les différentes protéines jonctionnelles diffèrent durant le développement. L’ensemble de nos résultats suggère que l’expression et les interactions entre les protéines jonctionnelles pourraient être régulées par les changements hormonaux, reflétant des besoins fonctionnels différents.

Pour le deuxième objectif, des rats femelles ont été exposés par la diète à un mélange de BFRs avant l'accouplement jusqu’à la fin de l'allaitement, et sacrifiées au jour du sevrage. Aucune différence n’a été observée dans plusieurs protéines étudiées. Bien que les niveaux totaux de β-caténine furent inchangés, l’exposition à la dose la plus faible de BFRs a réduit la forme phosphorylée Ser675 de β-caténine (p-β-catSer675), probablement via une baisse d’activité de PKA. De plus, le traitement a diminué l'interaction entre les p-β-catSer675 et E-cadhérine. Ces résultats démontrent qu’une exposition à un mélange de BFRs affecte peu la fonction des glandes mammaires, mais peut inhiber le rôle de p-β-catser675 dans complexe d'adhésion cellulaire.

L’ensemble de nos résultats démontrent que le nexus jonctionnel est en constant remodelage durant le développement des glandes mammaires, probablement en fonction des besoins fonctionnels. De plus, des EDs peuvent modifier ces interactions. Les conséquences à long terme de ces perturbations restent à déterminer.

Abstract

Mammary glands undergo diverse structural changes across the mammals’ life span. Cell-cell interactions by means of Gap (GJs), Tight (TJs) and Adherens junctions (AJs) providing cross-talk between epithelial cells, are required for proper function and development of the gland. It has been shown that junctional proteins interplay regulates each other’s function in other tissues. Mammary glands’ development is also tightly regulated by hormones. Because junctional proteins expression is also influenced by hormones, exposure to some endocrine disruptors (EDs) was reported to abrogate intercellular junctions. The objectives of this research were to: 1) assess the expression profile, localization as well as interaction of GJs, TJs and AJs across post-natal mammary gland development, and 2) evaluate the effect of brominated flames retardants (BFRs) on intercellular junctions.

For the first objective mammary glands from mice were sampled at various developmental stages. RT-qPCR and western-blot demonstrated differential expression pattern for all members of gap, tight and adherence junctions tested across development. Immunofluorescence showed that junctional proteins were localized at the cell-cell interface suggesting the existence of a junctional nexus. Co-immunoprecipitation established that junctional protein interplay together and form nexuses which are specific to different stages of development. Our results established that junctional interactions vary throughout development, likely following hormonal changes, and suggest that these interactions might regulate mammary gland function and stability of the nexus at cell membrane.

For the second objective, female rats received different doses of a BFRs mixture prior to mating until weaning day when mammary glands were collected. Western blot showed that BFRs had no adverse effect in milk synthesis, hormonal receptors and intercellular junctions. While BFRs did not change β-catenin levels, it resulted in a significant down-regulation in phospho-ser675 β-catenin (p-β-catSer675) at low dose, likely in a PKA-dependent manner. Co-Immunofluorescence assay showed that p-β-catSer675 is localized at cell membrane and confirm the decreased levels at low and medium doses. Finally, our results established that the interaction between p-β-catSer675 and E-cadherin is reduced in low dose treated animals. These results suggested that while BFRs exposure did not result in major functional issues, it did affect the role of p-β-cateninser675 in cell adhesion.

Together, our results demonstrated that junctional nexus are in constant remodeling during mammary gland development, likely reflecting the needs for cell-cell interactions. Moreover, EDs can impact these interactions by affecting cell signaling. More studies are required to fully understand the long-term impacts of these dysregulations.

Type de document: Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Plante, Isabelle
Mots-clés libres: glands mammaires, murin, développement, Retardateurs de Flamme Bromée (RBF), jonctions, interaction, connexines, cadhérine, β-caténine, p-β-catSer675. Mammary gland, Murine, Development, Brominated Flame Retardants (BFRs), Junctions, interaction, Connexins (Cxs), Cadherins, β-catenin, p-β-catSer675
Centre: Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt: 29 avr. 2018 05:39
Dernière modification: 29 avr. 2018 05:39
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/6687

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