GrowthSpecification Morphogenesis Diseases

The Life of a Skeletal Muscle

-Genes-Exogenous or Autonomous ?

-Cell shape changes, migration- Identify positional cues

-Stem cell origin-Proliferation - Fusion

-Genes-Therapies

Initiation de la myogenèse.

D dermomyotome

sclerotome

myotome

epithelial somite

sclerotome

Neural tubemedial lip

S I

MyoD

Initiation de la myogenèse: modèle inductif

MyoD

Wnt-1 -3a, -4

SHH

Wnt-6Arguments expérimentaux:

-Micromanipulations chez le poulet : rotation de somites > myogenèse normale-Culture de PSM souris et poulet:+ rien > rien+ Wnt > un peu+ Wnt + SHH > beaucoup

Mais:Mais:Myogenèse normale sans signal Hh

WT Shh-/- Smo-/-

Myf5E9.5

Zhang et al. 2001 Cell 105: 781-792

George-Weinstein M, Gerhart J, Reed R, Flynn J, Callihan B, Mattiacci M,

Miehle C, Foti G, Lash JW, Weintraub H. Skeletal myogenesis: the preferred Pathway of chick embryo epiblast cells in vitro. Dev Biol. 1996 Jan 10;173(1):279-91.

Induction de la myogenèse: modèle permissif?

Les gènes de détermination myogénique

Famille des bHLH Myogenic determinationMyoDMyf5Muscle differentiationMyogeninMRF4

Tous ont la capacité d’induire la myogenèse de cellules non myogéniques (gènes « maîtres »)

MyoD -/- et Myf5 -/- sont viables et fertilesMyoD:Myf5 -/- létal, pas de muscleMyogenin -/- et MRF4 -/- possèdent des myoblastes Myf5 ou MyoD-positifs, mais la différenciation ultérieure est arrêtée.

MyoD/Myf5: gènes de spécificationMyogenin/MRF4: gènes de différentiation

Et avant les gènes de détermination myogénique?

Poulet 3 jours, section transversale, anticorps anti Pax3. Remarquer les cellules migrant dans le mésenchyme de l’aile.

Pax3 et Pax7, exprimés de manière similaire (TN et somites ou muscles)

Skeletal muscles are ablated in the body of Sp/Myf5 double homozygous embryos

Tajbakhsh et al., 1996 Cell 89: 127-138

Pax3: rôle au cours de la migration des progéniteurs musculaires (membres)Collaboration de Myf5 et Pax3 pour la myogenèse des muscles du corps

• Pediatric solid tumors of skeletal muscle in Human.

• Chromosomal translocation t(2;13)(q35;q14) PAX3-FKHR

PD L HDPAX3 (PAX7) (weak transactivation/repression)

1 479

PD LHD AD

8371PAX3-FKHR (strong transactivation)(PAX7-FKHR)

AD

1 655

FKHRFH

Alveolar Rhabdomyosarcomas

Muscle satellite cells in Pax7 mutant mice

Pax7: phénotype chez l’adulte cellules souches (satellites) apoptotiquesPax3 : Pax 7 -/- pas de progéniteurs musculaires

Pax-7MHC

Early muscle morphogenesis

Dermomyotome

Myotome

E 2.5

The Electroporation Technique

+ -

Lineage studies

- GFP reporter

Functional Studies

- GOF

- LOF (DN molecules, siRNAs)

MEDIAL

LATERAL

ANTERIEUR

POSTERIEUR

NT

MEDIAL LATERAL ANTERIOR POSTERIOR

NT NT NT NT

48h

E 4.5

Medial

Caudal +Rostral

Lateral

The formation of the myotome

Questions

-Mechanisms regulating muscle growth:-Origin of muscle stem cells?-Proliferation and differentiation (common mechanisms in the embryo & adult)?

-Primary myotome morphogenesis:-organized cellular movements-positional information

Origine embryonnaire des cellules souches du muscle squelettique de l’adulte

Cellules satellites: Somites?Aorte dorsale?Moelle osseuse?Cellules « SP » SP

Sat. C.

Cellules souches du muscle squelettique de l’adulte: cellules satellites

5-12/fibre

The EMT of the dermomyotome …

Phalloidin / F-actin staining

+12h +24h

+36h +48h

Dermis ?

mGFP / Ncadh

mGFP / Ncadh

MyMy

Actin / GFP

24 hours 36 hours 48 hours

… triggers the entry of a population of muscle progenitors in the primary myotome...

« Parachutage » observé in vivo

Long term lineage: Quail-chick grafting

A somitic origin for satellite cells

Morphogenesis and growth of the myotome

QuickTime™ et undécompresseur h264

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Myotome primaire

bordures

(MyHC, MyoD, Myf5)

Partie centrale

EMT

Pax3-/-; Pax7-/-:NO progenitors

Fusion des myoblastes chez la Drosophile

Fusion des myoblastes chez la Drosophile

Regulation of the fusion of muscle cells

?

1. Descriptive analysis of fusion in the chick embryo: When does fusion start?Determine which cell types fuse?

2. Identify chick homologs of Drosophila genes, perform ISH

In progress…

3. Functional analyses in the chick (GOF, LOF).