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Les hormones thyroïdiennes régulent le destin des cellules souches neurales

Thyroid hormones regulate neural stem cell fate

Muséum National d’Histoire Naturelle, CNRS UMR 7221, Laboratoire Physiologie moléculaire de l’adaptation, 7 rue Cuvier 75005 Paris, France

^* Auteur correspondant: sremaud@mnhn.fr

Reçu : 18 Janvier 2019

Résumé

Les hormones thyroïdiennes (HT) sont essentielles pour le bon fonctionnement du cerveau tout au long de la vie des vertébrés, dès les stades précoces du neuro-développement. Des études épidémiologiques ont montré l’importance des HT de la mère pendant les premiers mois du développement fœtal : une déficience précoce en HT maternelles entraîne à long terme des altérations du développement cognitif et du comportement social de l’enfant. L’apport des modèles animaux, non seulement les modèles mammifères mais également les modèles alternatifs (poisson zèbre, xénope, poulet), a permis de décrypter les mécanismes cellulaires et moléculaires gouvernés par les HT lors du développement cérébral. En particulier le modèle rongeur a contribué à montrer que les HT ont également un rôle crucial chez l’adulte, principalement au sein de deux niches neurogéniques majeures, la zone sous-ventriculaire et la zone sous-granulaire de l’hippocampe où elles régulent finement le destin des cellules souches neurales (CSN). Une question essentielle en biologie des cellules souches est de comprendre, comment les HT gouvernent le devenir des CSN vers un destin neural ou glial et ce, afin de contribuer au développement du cerveau et de maintenir ses fonctions tout au long de la vie adulte dans des conditions physiologiques et lors d’un dommage cérébral (maladies neurodégénératives, maladies démyélinisantes ou accident vasculaire cérébral). Notre revue fait le point sur les connaissances actuelles sur le rôle d’un signal endocrinien clé, les HT, lors du développement du cerveau et de la neurogenèse adulte, et principalement chez les mammifères, notamment l’Homme.

Abstract

Thyroid hormones (THs) are vital for vertebrate brain function throughout life, from early development to ageing. Epidemiological studies show an adequate supply of maternal TH during pregnancy to be necessary for normal brain development, and this from the first trimester of onwards. Maternal TH deficiency irreversibly affects fetal brain development, increasing the risk of offspring cognitive disorders and IQ loss. Mammalian and non-mammalian (zebrafish, xenopus, chicken) models are useful to dissect TH-dependent cellular and molecular mechanisms governing embryonic and fetal brain development: a complex process including cell proliferation, survival, determination, migration, differentiation and maturation of neural stem cells (NSCs). Notably, rodent models have strongly contributed to understand the key neurogenic roles of TH still at work in adult life. Neurogenesis continues in two main areas, the sub-ventricular zone lining the lateral ventricles (essential for olfaction) and the sub-granular zone in the dentate gyrus of the hippocampus (involved in memory, learning and mood control). In both niches, THs tightly regulate the balance between neurogenesis and oligodendrogenesis under physiological and pathological contexts. Understanding how THs modulate NSCs determination toward a neuronal or a glial fate throughout life is a crucial question in neural stem cell biology. Providing answers to this question can offer therapeutic strategies for brain repair, notably in neurodegenerative diseases, demyelinating diseases or stroke where new neurons and/or oligodendrocytes are required. The review focuses on TH regulation of NSC fate in mammals and humans both during development and in the adult.