La Souris comme modèle d’étude de la morphogenèse du cœur chez les mammifères : origine des myocytes et études d’explants cardiaques

The mouse as model for understanding heart morphogenesis in mammals: The origin of myocytes and studies with cardiac explants

¹ * CNRS URA 2578, Département de Biologie du Développement, Institut Pasteur, 25, rue du Dr ROUX, Paris, 75015 France. * St. George's Hospital Medical School, London SW17 ORE, United Kingdom.
^* Email : margab@pasteur.fr, zaffrans@pasteur.fr Tel : 33-1-4568-8477 ; Fax : 33-1-4061-3452.

Résumé

Le cœur est l’un des premiers organes à se former pendant l’embryogenèse car sa fonction circulatoire est indispensable dès les premiers stades de la vie post-implantatoire. Chez l’Homme, les événements morphologiques sont sensibles aux perturbations moléculaires pouvant mener à un défaut congénital cardiaque. Il semble donc important de comprendre, non seulement les signaux moléculaires mais aussi de mieux définir les événements morphologiques qui régulent l’identité des myocytes. L’étude des lignées transgéniques de souris, Mlclv-nlacZ-24 et Mlc3f- nlacZ-2, nous a permis d’identifier un nouveau territoire précardiaque, «le champ cardiaque antérieur », qui contribue au pôle artériel du cœur. Récemment, des expériences de marquage chez le Poulet viennent de mettre aussi en évidence l’existence de ce champ cardiaque secondaire. Chez la Souris, l’utilisation de culture d’explants démontre que le mésoderme pharyngé participe à la formation de la voie efférente et du ventricule droit, et indique que le tube cardiaque primitif a essentiellement l’identité du futur ventricule gauche. Nous avons montré que le facteur Fgf- 10 est exprimé dans ce champ cardiaque antérieur, et les expériences avec des inhibiteurs de cette voie de signalisation suggèrent qu’elle puisse jouer un rôle dans la formation du pôle artériel. Enfin, à partir des cultures d’explants de la lignée Mlc3f-nlacZ-2 nous avons étudié l’acquisition d’identité des deux oreillettes. Nous montrons que la fenêtre de temps nécessaire à la réception du signal d’asymétrie droite- gauche est comprise entre le stade quatre et six somites de développement.

Abstract

The heart is one of the first organs to form during embryogenesis since its circulatory function is critical from early stages for embryo survival. In man, morphological events are affected by molecular perturbations, which can lead to a congenital heart defect. It is important therefore to understand not only the molecular signals, but also the morphological events, which govern myocardial cell identity. The study of transgenic mouse lines, Mlclv-nlacZ-24 and Mlc3f- nlacZ-2, has led to the identification of a new precardiac territory, the anterior heart field, which has also been described recently in birds, and which contributes to the myocardium of the arterial pole of the heart. The use of explant cultures also indicates that pharyngeal mesoderm participates in the formation of the outflow tract and right ventricle and shows that the primitive heart tube has a predominantly left ventricular identity. We have also shown that Fgf-10 is expressed in the anterior heart field, where a role for FGF signaling in arterial pole morphogenesis is suggested by inhibitor experiments. Finally explant cultures have been employed to examine the acquisition of left-right atrial identity. The Mlc3f- nlacZ-2 line, which marks the right atrium, allowed us to determine the time window during which left- right signaling confers left-right atrial identity.