SUMMARY
Successful development of T cells in the thymus is dependent on the proliferation, differentiation and survival of precursor cells. Some of the key events of T cell maturation critically depend on the T cell receptor (TCR). At an early stage of development, T cell maturation is mediated by the pre-TCR, which depends on a functionally rearranged TCRβ chain. Additional factors unrelated to the TCR (like NOTCH, SCF, IL7, TCF-1) are also crucial for lineage decisions and normal T cell development.
This thesis has addressed the role of the HMG (high mobility group) box transcription factor T cell factor-1 (TCF-1) for thymocyte development. TCF-1 has been identified as a nuclear effector of the canonical Wnt signaling pathway. TCF-1 activates the transcription of Wnt responsive target genes upon interacting with the Wnt-signaling intermediate β-catenin. TCF-1 deficiency leads to multiple distinct thymocyte developmental blocks. At the most immature stage of thymocyte development (i.e. the CD4-CD8- cells) one block affects the pre-TCR checkpoint where extensive thymocyte proliferation is normally induced. Here, we have addressed the precise role of TCF-1 at the pre-TCR stage to see whether pre-TCR dependent and independent pathways cooperate to ensure thymocyte development.
We found that TCF-1-deficient thymocytes are able to generate a functional pre-TCR since cycling and differentiation were induced relatively normally. However, preTCR+ TCF- 1-deficient thymocytes underwent rapid cell death upon growth factor withdrawl. TCF-1 thus dissociates proliferative from survival signals in immature pre-TCR+ thymocytes. Moreover, we show that the catenin domain of TCF-1 is required for the survival of proliferating pre- TCR+ thymocytes. However, thymocyte survival did not depend on the putative co-activator γ-catenin, suggesting a major role for β-catenin. Active β-catenin (signaling-competent) is present in immature thymocytes prior to pre-TCR signaling thus active β-catenin arises independently from pre-TCR signaling, most likely via Wnt signals. Upon the induction of pre-TCR signaling, TCF-1 was upregulated whereas the level of signaling-competent β-catenin did not increase. Thus, Wnt signals maintain a pool of stable β-catenin whereas pre- TCR signaling induces TCF-1. These findings suggest that TCF-1 mediates the cooperation of pre-TCR and canonical Wnt signals to ensure survival of pre-TCR+ thymocytes during thymocyte development.
RESUME
Les cellules précurseurs T se développent en cellules matures au sein du thymus au cours de phénomènes de prolifération et de différenciation. Des événements cruciaux de la maturation des lymphocytes T dépendent du récepteur aux antigènes des cellules T, le TCR. A un stade précoce du développement, une forme immature du TCR, le pré-TCR permet cette maturation. D'autres facteurs de nature différente du TCR (NOTCH, SCF, IL7,TCF-1) jouent aussi un rôle décisif pour assurer un développement normal des lymphocytes T. Cependant, ces mécanismes sont encore mal connus.
Ainsi, mon travail de thèse a consisté à étudier le rôle du facteur de transcription TCF-1 (T-cell factor 1) pendant la maturation des thymocytes. TCF-1 est un effecteur nucléaire essentiel de la voie de signalisation Wnt. TCF-1 en association avec la protéine β-caténine, le second messager de la voie de signalisation Wnt, permet la transcription de gènes cibles. Le développement des lymphocytes T est défectueux dans les souris n'exprimant pas TCF-1, suggérant l'importance de ce dernier. A un stade précoce du développement, la maturation des lymphocytes T est altérée au point de contrôle du pré-TCR. Dans cette étude, nous avons analysé le rôle précis de TCF-1 à ce point de contrôle et évalué si une intéraction existait entre les voies de signalisation dépendantes et indépendantes du pré-TCR éxistait.
Les résultats présentés ici montrent qu'en l'absence de TCF-1, les thymocytes immatures forment un pré-TCR fonctionnel capable d'induire une prolifération et une différenciation normales des lymphocytes T. Cependant, ces cellules présentent une plus forte mortalité. Le facteur TCF-1 dissocie donc les signaux de prolifération des signaux de survie normalement assurés par le pré-TCR. De plus, nous avons démontré que le domaine de TCF-1 permettant la liaison à la molecule β-caténine est essentiel pour la survie des thymocytes au point de contrôle du pré-TCR. A un stade de différenciation antérieure au point de contrôle du pré-TCR, la forme active de signalisation de la β-caténine est présente. Elle n'est donc pas induite par le pré-TCR mais plutôt par la voie de signalisation Wnt. Toutefois la signalisation par le pré-TCR induit l'expression de TCF-1 tandis que la forme active de la β-caténine n'est pas affectée. Ces résultats montrent que le facteur de transcription TCF-1 permet la coopération entre les voies de signalisation pré-TCR et de Wnt assurant ainsi la survie des thymocytes au point de contrôle du pré-TCR.