Soutenance de thèse de Theodora VELONA

Ecole Doctorale
Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité
Biologie-Santé - Spécialité Biologie du Développement
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
développement neuronal,le corps calleux,projections calleuses hétérotopiques,Plexin D1,Semaphorin 3E,migration
Keywords
neuronal development,corpus callosum,heterotopic callosal projections,Plexin D1,Semaphorin 3E,migration
Titre de thèse
Développement des neurones callosaux à projection hétérotopique: implication du récepteur PlexinD1.
Development of heterotopically projecting callosal neurons: implication of the PlexinD1 receptor.
Date
Jeudi 18 Octobre 2018 à 14:00
Adresse
IBDM, Parc Scientifique de Luminy, 163 Avenue de Luminy, 13009 Marseille
Amphithéâtre 12 Bâtiment B
Jury
Directeur de these Fanny MANN IBDM CNRS UMR 7288
Rapporteur Michèle STUDER Institut de Biologie Valrose, iBV; Université de Nice Sophia Antipolis
Rapporteur Xavier NICOL Institut de la Vision, CNRS
Examinateur Emilie PACARY Neurocentre Magendie - INSERM U1215

Résumé de la thèse

Les neurones à projection callosale (CPN) représentent une sous-population de neurones néocorticaux qui relient les deux hémisphères cérébraux par le corps calleux, le plus grand tractus commissural chez les mammifères non placentaires. Les CPNs présentent une diversité en termes de position laminaire dans le cortex, d'identité moléculaire, de morphologie somatodendritique et de cibles axonales. Par exemple, la plupart des CPNs envoient des projections axonales homotopiques vers des zones homologues du cortex controlatéral, tandis que des sous-groupes de CPNs envoient des projections hétérotopiques vers des régions corticales ou sous-corticales (ex. striatum) non homologues. Les mécanismes régissant le développement des CPNs à projection hétérotopique sont actuellement inconnus. Pour répondre à cette question, j'ai étudié le récepteur de guidage axonal PlexinD1 comme marqueur potentiel des CPNs à projections hétérotopiques. J'ai trouvé que PlexinD1 est exprimé dans la plaque corticale en développement à partir de E16.5 et est maintenu dans le cerveau adulte, où il est principalement localisé à la couche 5a. On a constaté que les neurones positifs à PlexinD1 expriment le facteur de transcription Satb2 qui définit les CPNs. Le traçage axonal rétrograde a montré que les CPNs à projection hétérotopique du cortex moteur et somatosensoriel sont spécifiquement localisés dans la couche 5a et expriment PlexinD1. L'ablation génétique de PlexinD1 dans le cortex provoque un mauvais positionnement des CPNs à projection hétérotopique dans les couches corticales supérieures, alors que la surexpression de PlexinD1 dans les neurones des couches supérieures entraîne un mauvais positionnement des cellules dans les couches corticales profondes. Ensemble, ces résultats indiquent que la signalisation PlexinD1 contrôle la position laminaire des CPNs à projection hétérotopique en régulant leur migration radiale pendant le développement néocortical.

Thesis resume

Callosal projection neurons (CPN) represent a subpopulation of neocortical neurons that interconnect the two brain hemispheres through the corpus callosum, the largest commissural tract in non-placental mammals. CPNs exhibit diversity in terms of laminar position in the neocortex, molecular identity, somatodendritic morphology and axonal targeting. For example, most CPNs send homotopic axonal projections to homologous areas of the contralateral cortex, while subgroups of CPNs send heterotopic projections to non-homologous cortical or subcortical (eg. striatum) regions. The mechanisms governing the development of heterotopically projecting CPNs is currently unknown. To address this question, I studied the axon guidance receptor PlexinD1 as a potential marker of CPNs with heterotopic projections. I found that PlexinD1 is expressed in the developing cortical plate starting from E16.5 and is maintained in the adult brain, where it mainly localized to layer 5a. PlexinD1-positive neurons were found to express the transcription factor Satb2 that define CPNs. Retrograde axonal tracing showed that heterotopically projecting CPNs in the motor and somatosensory cortex are specifically localized to layer 5a and express PlexinD1. Genetic ablation of PlexinD1 in the cortex caused mispositionning of heterotopically projecting CPNs in upper cortical layers, whereas overexpression of PlexinD1 in upper layer neurons resulted in misplacement of the cells in deep cortical layers. Together, these results indicate that PlexinD1 signalling controls the laminar position of heterotopically projecting CPNs by regulating their radial migration during neocortical development.