Mécanismes de l’adressage polarisé du récepteur de la FSH

Mechanisms of the polarized targeting of the FSH receptor

INSERM Unité 135, Hormones, Gènes et Reproduction, Hopital de Bicêtre,3ème niveau, 78, rue du Général Leclerc, 94275 Le Kremlin-Bicêtre.

Résumé

Les récepteurs des gonadotrophines et de la TSH appartiennent à un sous-groupe de récepteurs couplés aux protéines G qui présentent des particularités dans leur trafic cellulaire : les récepteurs de la TSH et de la FSH ont une distribution cellulaire polarisée basolatérale au niveau des cellules thyroïdiennes et des cellules de Sertoli respectivement. Par contre, le récepteur de la LH est exprimé de façon circonférentielle au niveau des cellules cibles gonadiques. Pour comprendre cette différence de propriété nous avons exprimé ces récepteurs dans un modèle de cellules épithéliales polarisées : les cellules MDCK.

Nous avons ainsi montré que les trois récepteurs adoptent dans ces cellules une localisation basolatérale. Ils contiennent donc tous un signal de localisation basolatérale. Les récepteurs des gonadotrophines subissent de plus une transcytose partielle qui n’est pas observée pour le récepteur de la TSH. Nous avons montré que les protéines G hétérotrimériques jouent un rôle dans ce mécanisme de transcytose. Cet effet ne nécessite pas une activation de l’adénylate cyclase et implique une population intracellulaire de protéines G différentes de celle qui intervient dans la transduction du signal.

Nous avons ensuite identifié la nature du signal d’adressage basolatéral du récepteur de la FSH par mutagenèse dirigée. Nous avons montré de façon inattendue qu’il est localisé dans la partie distale du domaine intracellulaire qui diverge entre les trois récepteurs. Il comprend 14 acides aminés et est essentiellement dépendant pour son activité d’une tyrosine et d’une leucine. Nous avons montré que ce signal est indépendant du signal d’endocytose du récepteur. Ce signal est autonome et transférable à une autre protéine membranaire apicale, le récepteur du NGF qu’il convertit en partie en une protéine basolatérale.

Il s’agit du premier signal d’adressage basolatéral caractérisé pour un récepteur couplé aux protéines G et plus généralement pour un récepteur hormonal.

Abstract

Gonadotropin and TSH receptors belong to a subgroup of G protein-coupled receptors. TSH and FSH receptor present a particular intracellular traffic : they present a polarized basolateral expression in thyroid follicular cells and in Sertoli cells respectively . By contrast, the LH receptor is expressed circumferentially in target gonadic cells. We expressed these receptors in MDCK cells (a well characterized model of polarized epithelial cells) to understand this difference of properties.

We show that the three receptors have a polarized basolateral expression in these cells. All contain a basolateral targeting signal. Furthermore, gonadotropin receptors undergo a partial transcytosis which is not observed for the TSH receptor. We show that heterotrimeric G proteins play a role in this mechanism of transcytosis. This effect is not mediated by adenylate cyclase activation and involves a population of G proteins different from that involved in signal transduction.

We thus used in vitro mutagenesis to delineate the basolateral localization signal of the FSH receptor. Surprisingly, the signal is localized in the C-terminal tail of the intracellular domain which is not conserved between the three receptors. It contains 14 amino-acids and its activity is mainly dependent on a tyrosine and a leucine residue. The basolateral localization signal of the FSHR is not colinear with its internalization signal. This signal is autonomous and dominant because, when transferred to an apically targeted membrane protein, the neurotrophin receptor, it redirects the chimeric construct to the basolateral domain of MDCK cells.

The basolateral localization signal of the FSH receptor is thus the first signal identified for a G protein- coupled receptor and more generally for a hormone receptor.