Nous avons vérifié la présence d’EphA4 dans les cellules progénitrices (nestine- positives), prolifératives (Ki-67-positives) ou granulaires immatures (DCX-positives) dans la ZSG de l’hippocampe du rat adulte, puis le positionnement cellulaire, la polarité et la morphologie dendritiques des cellules granulaires immatures (DCX-positives), chez des souris adultes knockouts pour EphA4 et leurs congénères de type sauvage. Il s’agit de la première étude du rôle d’EphA4 dans la neurogenèse hippocampique chez l’adulte.
Nos observations montrent qu’EphA4 est colocalisé avec la DCX, mais pas avec la nestine ou le Ki-67; ce qui suggère son expression dans les cellules granulaires immatures, mais pas dans les cellules progénitrices ou prolifératives. De plus, des cellules DCX- positives ectopiques, dont le corps cellulaire était positionné en-dehors de la ZSG et parfois même en dehors de la couche granulaire, ont été observées chez des souris knockouts pour EphA4, mais non chez des souris de type sauvage des mêmes portées. Ces cellules ectopiques étaient non prolifératives, tel que révélé par l’absence de colocalisation de DCX avec Ki-67. Enfin, la polarité et la morphologie de l’arborisation dendritique de ces cellules ne semblaient pas affectées chez les souris knockouts pour EphA4.
4.1. EphA4 et la migration ou la prolifération des cellules progénitrices
L’absence apparente d’EphA4 dans les cellules progénitrices et prolifératives de la ZSG indique que ce récepteur n’est pas impliqué dans la prolifération ou la migration des cellules progénitrices. Au contraire, Chumley et al. (2007) ont récemment montré que les ARNm d’EphB1 et d’EphB2 sont localisés dans les cellules progénitrices de la ZSG, lesquelles expriment la nestine ou la forme polysialylée de la molécule d’adhérence cellulaire neurale (PSA-NCAM), tel que montré par RT-PCR sur des cellules isolées par FACS, à partir de souris exprimant la GFP sous le contrôle du promoteur de la nestine. De plus, EphB1 et EphB2 jouent un rôle dans la prolifération et la migration des cellules progénitrices, tel que révélé notamment par la diminution du nombre de cellules progénitrices dans le gyrus dentelé et leur position ectopique en dehors de la ZSG, chez des souris knockouts pour EphB1 ou doublement knockouts pour EphB1 et EphB2 (voir Introduction et Chumley et al., 2007).
Toutefois, il n’est pas exclu qu’EphA4 puisse participer à la prolifération dans la ZSV. En effet, Conover et al. (2000) ont montré qu’une infusion dans les ventricules latéraux d’EphB2-Fc ou d’EfnB2-Fc pré-agglomérés, mais pas d’EfnB1-Fc pré- agglomérée, perturbe la migration des neuroblastes, en plus d’accroître le nombre de cellules prolifératives dans la ZSV, telles que reconnues par leur incorporation de BrdU et leur morphologie astrocytaire en microscopie électronique (Conover et al., 2000). Mentionnons que la protéine de fusion EphB2-Fc peut lier les EfnB endogènes et bloquer les récepteurs EphB et EphA4, alors que l’EfnB2-Fc et l’EfnB1-Fc peuvent bloquer les interactions entre EphB et EphA4 endogènes, et leurs interactions avec toutes les Efn auxquelles ils se lient normalement. Ainsi, ces observations sont compatibles avec une implication possible d’EphA4 dans la prolifération cellulaire dans la ZSV ou la migration des neuroblastes dans le courant de migration rostral (RMS). En effet, les différences observées à la suite de l’infusion d’EfnB2-Fc ou d’EfnB1-Fc pourraient s’expliquer par l’affinité de liaison plus faible entre EphA4 et l’EfnB1, qu’entre EphA4 et les autres EfnA ou EfnB (Gale et al., 1996b; Mellitzer et al., 1999; North et al., 2007).
Pour infirmer un rôle d’EphA4 dans la prolifération des cellules progénitrices de la ZSG, il sera nécessaire d’examiner le nombre de cellules progénitrices ou prolifératives dans la ZSG chez des souris knockouts pour EphA4 et de les comparer avec leurs congénères de type sauvage.
4.2. EphA4 et la migration des cellules granulaires immatures
Dans le contexte de la neurogenèse chez l’adulte, l’EfnB3 a récemment été impliquée dans la régulation de la migration des cellules progénitrices et granulaires immatures, puisque ces cellules étaient observées en position ectopique, dans les couches granulaire ou polymorphe, chez des souris knockouts pour cette molécule (Chumley et al., 2007). Puisque EphA4 peut lier l’EfnB3 avec une grande affinité, il pourrait aussi être responsable de la traduction de ces signaux.
Par ailleurs, l’EfnB3 n’est pas localisée dans les cellules progénitrices de la ZSG, tout comme EphA4, mais elle jouerait cependant un rôle dans la régulation de leur migration ou positionnement. Pour vérifier l’hypothèse selon laquelle EphA4 soit aussi impliqué dans régulation de la migration des cellules progénitrices, il sera nécessaire de
comparer, chez des souris knockouts pour EphA4 et leurs congénères de type sauvage, la position, dans la ZSG et la couche de cellules granulaires du gyrus dentelé, des cellules progénitrices qui expriment la nestine ou des cellules prolifératives marquées au Ki-67. Nos observations suggèrent toutefois que les cellules ectopiques (DCX-positives) observées chez des souris knockouts pour EphA4 ne sont pas prolifératives, tel que révélé par l’absence de colocalisation entre la DCX et le Ki-67.
4.3. EphA4 et le développement dendritique des cellules granulaires
Nous avons aussi examiné l’arborisation dendritique des cellules granulaires immatures qui expriment la DCX chez des souris adultes knockouts pour EphA4 et leurs congénères de type sauvage. Nos observations préliminaires ne montrent pas de différence apparente dans la polarité ou la morphologie dendritique. Cependant, la présence de dendrites basales anormales dans la couche polymorphe des souris knockouts pour l’EfnB3 (Chumley et al., 2007) suggère qu’une telle anomalie pourrait être observée chez des souris knockouts pour EphA4, ce qui devra être examiné plus en détails.
4.4. EphA4 et la survie cellulaire
Enfin, Furne et al. (2008) ont récemment démontré qu’EphA4 est impliqué dans la régulation de la survie cellulaire. En effet, la surexpression d’isoformes d’EphA4, pourvues ou pas de domaine catalytique, dans des cellules HEK 293T, induit leur mort cellulaire par apoptose, tel que notamment révélé par un marquage de la portion terminale des acides nucléiques de l’ADN en dégradation (Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick
end labeling ou TUNEL), comparativement à leur transfection avec un vecteur témoin. De
plus, l’ajout au milieu de culture d’EfnB3 pré-agrégée diminuait la proportion de cellules apoptotiques, de façon dose-dépendante. En outre, des souris knockouts pour EphA4 ont davantage de neuroblastes immunopositifs pour la PSA-NCAM dans la ZSV ou le RMS, que des souris de type sauvage. Le nombre de cellules prolifératives n’est pas augmenté chez des souris knockouts pour EphA4, à la différence des souris de type sauvage, selon un dénombrement des cellules exprimant le Ki-67 ou marquées au BrdU, mais au contraire, leur proportion des cellules marquées par TUNEL est diminuée. Ainsi, l’augmentation du nombre de neuroblastes chez des souris knockouts pour EphA4 résulterait d’une diminution de l’apoptose. Au contraire, des souris knockouts pour l’EfnB3 ont davantage de cellules
marquées par TUNEL, que des souris de type sauvage. Toutes ces données suggèrent ainsi qu’EphA4 puisse induire la mort cellulaire en l’absence de l’EfnB3 (dependence receptor). Afin de vérifier l’hypothèse selon laquelle EphA4 jouerait un rôle similaire dans l’hippocampe, il sera nécessaire de comparer la densité ou la proportion de cellules marquées par TUNEL dans la ZSG, entre souris adultes knockouts pour EphA4 ou l’EfnB3, et leurs congénères de type sauvage. Par ailleurs, afin de vérifier l’hypothèse selon laquelle le niveau d’expression ou la localisation subcellulaire d’EphA4 ou de l’EfnB3 affecteraient leur rôle dans l’induction de l’apoptose, il serait intéressant de comparer l’expression et la localisation subcellulaire d’EphA4 chez des souris knockouts pour l’EfnB3, et inversement, celles de l’EfnB3 chez des souris knockouts pour EphA4.
4.5. Conclusion
Somme toute, EphA4 est localisé dans les corps cellulaires et les dendrites apicales des cellules granulaires immatures (DCX-positives), dans la ZSG du rat adulte, alors que des cellules DCX-positives sont en position ectopique chez des souris adultes knockouts pour EphA4. Ces observations soutiennent ainsi un rôle d’EphA4 dans la régulation de la migration des cellules granulaires immatures, lors de la neurogenèse hippocampique adulte. En outre, l’absence apparente d’EphA4 dans les cellules progénitrices ou prolifératives de la ZSG chez le rat adulte suggère qu’il n’est pas impliqué dans la régulation de la prolifération ou de la migration des cellules progénitrices. Pour infirmer un tel rôle d’EphA4, il sera toutefois nécessaire de comparer, entre souris knockouts pour EphA4 et congénères de type sauvage, le nombre et la position des cellules progénitrices et prolifératives dans la ZSG et la couche de cellules granulaires du gyrus dentelé.