L'endothélium aortique chez l'embryon : genèse et rôle dans l'hématopoïèse

The aortic endothelium in the embryo: genesis and role in hematopoiesis

UPMC, CNRS UMR7622, Laboratoire de Biologie du Développement, 9 quai Saint-Bernard, 75252 Paris Cedex 05, France

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Reçu : 1 Avril 2009

Résumé

L'hématopoïèse aortique se caractérise par la production de Cellules Souches Hématopoïétiques (CSH) qui naissent à partir de l'endothélium ventral du vaisseau à la suite de modifications phénotypiques des Cellules Endothéliales (CE). Ces CSH colonisent alors les organes hématopoïétiques définitifs. A l'aide du modèle de greffe interspécifique caille/poule, nous avons étudié la formation de l'aorte avant, pendant et après l'hématopoïèse. Nous avons pu montrer que 1) avant l'hématopoïèse, le toit de l'aorte, initialement d'origine splanchnopleurale, est entièrement colonisé par des CE provenant des somites. Ce vaisseau subit donc un premier remodelage qui aboutit à la formation d'un nouveau toit et de nouveaux côtés constitués de CE d'origine somatopleurale alors que le cadran ventral reste formé par des CE d'origine splanchnopleurale. 2) Pendant l'hématopoïèse, les CE somitiques commencent à coloniser la partie ventrale du vaisseau. Cette colonisation s'effectue par intercalation de ces CE sous les bourgeonnements de CSH. 3) Après l'hématopoïèse, les hémangioblastes aortiques ont disparu du plancher de l'aorte et sont remplacés par les CE somitiques. L'aorte subit donc un deuxième remodelage, à la suite duquel la totalité des CE du vaisseau est d'origine somitique. 4) Nous avons également identifié une contribution du somite à l'élaboration de la tunique musculaire lisse de l'aorte. 5) En greffant soit le dermomyotome, soit le sclérotome entre la caille et le poulet, nous avons montré que les CE proviennent du dermomyotome alors que les cellules musculaires lisses vasculaires sont originaires du sclérotome. Ces résultats apportent un éclairage nouveau sur la production hématopoïétique de l'aorte et le devenir de l'endothélium hémogénique. Ils expliquent aussi la nature transitoire de l'hématopoïèse aortique, observée dans toutes les classes de vertébrés.

Abstract

Intra-aortic haematopoiesis is a transient phenomenon, characterised by the emergence of Hematopoietic Stem Cells (HSC) from the ventral aortic endothelium through an endothelial cell (EC) to HSC lineage switch. HSC differentiation is followed by the colonization of definitive haematopoietic organs. Since intra-aortic haematopoiesis is born from EC of the aortic floor, we wondered how vascular integrity was maintained during hematopoietic production. We have used interspecific quail to chick grafts to study the aortic morphogenesis during hematopoiesis. We have demonstrated that: 1) before haematopoiesis, the aortic endothelium, originally entirely from splanchnic origin, was colonized by somitic EC, creating a new roof and sides derived from the somite, whereas the floor was contributed by splanchnopleural-derived EC. 2) As haematopoiesis proceeded, somite-derived EC colonized the aortic floor, where they settled underneath the HSC clusters. 3) After haematopoiesis, splanchnopleural ECs have disappeared from the aortic floor and have been replaced by somite-derived EC. At this stage, the whole aortic endothelium originated from somitic cells. 4) We have identified that the somite contributed to the vascular smooth muscle cells (VSMC). 5) Using grafts of either single quail dermomyotome or sclerotome in the chick, we showed that EC originated from the dermomyotome whereas the vascular smooth muscle cells originated from the sclerotome. Taken together, our results bring about new insights on aorta morphogenesis and the time-restricted production of HSCs.