ÉQUIPE

Biologie des épithéliums ciliés

Responsable d'équipe : L. Kodjabachian

Notre équipe a pour but de comprendre la biologie des épithéliums ciliés.

GRAND PUBLIC

Chez tous les vertébrés, on trouve des tissus ciliés spécialisés dont la surface est couverte de cellules dotées de cils vibratiles qui battent de manière coordonnée pour permettre un mouvement liquidien dirigé. Ces cellules multiciliées jouent un rôle crucial dans divers processus physiologiques tels que l’évacuation du mucus et des particules nocives inhalées par les voies respiratoires, la circulation du liquide céphalo-rachidien dans le cerveau, ou encore la migration de l’ovule au lieu d’implantation dans l’utérus.

Vue en Microscopie Electronique à Balayage de l’épiderme cilié mature. Vert: Cellule multipliée ; Rouge: Cellule sécrétrice de mucus (dite gobelet) ; Brun foncé: Petite cellule sécrétrice (produit de la sérotonine) ; Jaune: Ionocyte.

Ainsi, plusieurs pathologies humaines, causées par des dysfonctionnements des cellules ciliées, se manifestent par des difficultés respiratoires chroniques, des troubles cérébraux, ou reproductifs. Toutefois, la recherche peine à expliquer la biologie des cellules multiciliées par manque de modèles simples d’accès. Notre équipe étudie l’épiderme cilié de l’embryon de l’amphibien xénope qui offre des avantages inégalés pour aborder cette question. Ainsi, nous avons identifié plusieurs mécanismes présidant à la formation des cellules multiciliées qui sont conservés entre la grenouille et l’homme.

L’embryon de xénope se prête facilement à l’analyse de la fonction des gènes codant des protéines ainsi qu’à celle des ARNs non-codants (microARNs, longs ARNs non-codants), grâce à la micro-injection d’ARN messagers ou d’oligonucléotides antisens morpholinos, dès la fécondation. L’épiderme cilié est particulièrement bien adapté à l’analyse fonctionnelle, puisqu’il peut être ciblé spécifiquement et se trouve à la surface de l’embryon, facilitant grandement l’imagerie par microscopie à fluorescence ou électronique. Ce tissu peut également être facilement exposé à des composés pharmacologiques ou à des protéines recombinantes à divers stades de son développement, et soumis à la transgénèse pour suivre et manipuler les différents types de cellules qui le composent.

PUBLIC EXPÉRIMENTÉ
Cette photographie illustre une coupe transversale d’un embryon de Xenopus leavis

Coupe transversale d’un embryon au stade bourgeon caudal. Les noyaux sont marqués en bleu au DAPI. Les cellules basales sont marquées avec un anticorps dirigé contre P63 en blanc. Les cellules multiciliées sont marquées par hybridation in situ fluorescente contre le mRNA de la tubuline-alpha en vert. Les ionocytes sont marquées par hybridation in situ fluorescente contre le mRNA de l’ATPase V1A en rouge.

La ciliogénèse est aujourd’hui reconnue comme un processus biologique central au cours du développement et dans le fonctionnement physiologique des organismes. Des défauts de ciliogénèse sont à la base de nombreuses pathologies, collectivement appelées ciliopathies. Les cils peuvent être motiles pour produire des flux de liquides biologiques, ou incapables de mouvements et ils servent alors d’antennes de réception sensorielle ou de plateformes de signalisation. La ciliogénèse est un processus complexe qui mobilise des centaines de protéines distinctes. La complexité est encore accrue dans le cas des cellules multiciliées qui nécessitent un remodelage important du réseau microtubulaire et la multiplication d’un facteur 20 de l’aire de la membrane cellulaire apicale.

Dans certaines maladies respiratoires chroniques, la régénération de l’épithélium mucociliaire de surface est important pour l’amélioration des symptômes. De ce point de vue, la compréhension des mécanismes qui gouvernent la production de cellules multiciliées est un problème fondamental avec des implications biomédicales évidentes.

L’épiderme de l’embryon du xénope contient un épithélium mucociliaire, qui ressemble de près à celui qui tapisse nos voies respiratoires. Dans les deux cas, l’épithélium est composé de cellules sécrétrices de mucus et de cellules multiciliées et constitue la première barrière de défense contre les germes et les polluants extérieurs. Chez le xénope, l’épithélium mature est mis en place au terme de quatre étapes successives :

Les quatre étapes de la formation de l’épithélium cilié.

Les quatre étapes de la formation de l’épithélium cilié.

Notre équipe étudie les étapes 2 à 4: 2. La spécification des différents types cellulaires présents dans l’épiderme embryonnaire. 3. L’insertion des précurseurs des cellules ciliées dans la couche épithéliale de surface. 4. La différenciation des cellules ciliées. Nous focalisons notre attention sur les rôles joués par les voies de signalisation et les microARNs, puisque les premières contrôlent souvent les destinées cellulaires alors que les seconds contrôlent souvent les transitions développementales et la différenciation.  Notre but à long terme est de produire une vision intégrée des mécanismes nécessaires à la construction et au maintien de l’épithélium mucociliaire fonctionnel, qui sont conservés chez l’Homme.


Selected publications

PUBLICATION

CDC20B is required for deuterosome-mediated centriole production in multiciliated cells.

Revinski, DR., Zaragosi, L-E., Boutin, C., Ruiz Garcia, S., Deprez, M., Rosnet, O., Thomé, V., Mercey, O., Paquet, A., Pons, N., Marcet, B*., Kodjabachian, L*. and Barbry, P*. Equal contribution, corresponding authors*.
Nature Communications. 9:4668. PMID: 30405130

PUBLICATION

Lineage commitment of embryonic cells involves MEK1-dependent clearance of pluripotency regulator Ventx2.

Scerbo P, Marchal L, Kodjabachian L.
Elife. 2017 Jun 27;6. pii: e21526. PMID: 28654420

PUBLICATION

BMP signalling controls the construction of vertebrate mucociliary epithelia.

Cibois M, Luxardi G, Chevalier B, Thomé V, Mercey O, Zaragosi LE, Barbry P, Pasini A, Marcet B, Kodjabachian L.
Development. 2015 Jul 1;142(13):2352-63. PMID: 26092849

PUBLICATION

Control of vertebrate multiciliogenesis by miR-449 through direct repression of the Delta/Notch pathway.

Marcet B, Chevalier B , Luxardi G , Coraux C , Zaragosi LE, Cibois M, Robbe-Sermesant K, Jolly T, Cardinaud B, Moreilhon C, Giovannini-Chami L, Nawrocki-Raby B, Birembaut P, Waldmann R, Kodjabachian L*, Barbry P*. ( co-second authors) (*co-senior authors) Highlighted on CNRS website, CNRS Le Journal and One Year with CNRS 2011.
Nat Cell Biol. 2011 Jun;13(6):693-9. PMID: 21602795

PUBLICATION

BMP inhibition initiates neural induction via FGF signaling and Zic genes.

Marchal L, Luxardi G, Thomé V, Kodjabachian L.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 Oct 13;106(41):17437-42. PMID: 19805078

PUBLICATION

Notch1 is asymmetrically distributed from the beginning of embryogenesis and controls the ventral center

Castro Colabianchi, AM*, Revinski, DR*, Encinas, PI., Baez, MV., Monti, RJ., Abinal, MR., Kodjabachian, L., Franchini, LF. and López, SL.
Development. 145(14). pii: dev159368. PMID: 29866901

PUBLICATION

A Bioresistant Nitroxide Spin Label for In-Cell EPR Spectroscopy: In Vitro and In Oocytes Protein Structural Dynamics Studies.

Karthikeyan G, Bonucci A, Casano G, Gerbaud G, Abel S, Thomé V, Kodjabachian L, Magalon A, Guigliarelli B, Belle V, Ouari O, Mileo E.
Angew Chem Int Ed Engl. 2018 Jan 26;57(5):1366-1370. doi: 10.1002/anie.201710184. PMID: 29227566

PUBLICATION

Animal multicellularity and polarity without Wnt signaling.

Schenkelaars Q, Pratlong M, Kodjabachian L, Fierro-Constain L, Vacelet J, Le Bivic A, Renard E, Borchiellini C.
Sci Rep. 2017 Nov 13;7(1):15383. doi: 10.1038/s41598-017-15557-5. PMID: 29133828

PUBLICATION

Nodal–Activin pathway is a conserved neural induction signal in chordates

Yann Le Petillon, Guillaume Luxardi, Pierluigi Scerbo, Marie Cibois, Anthony Leon, Lucie Subirana, Manuel Irimia, Laurent Kodjabachian, Hector Escriva and Stephanie Bertrand
Nature Ecology & Evolution

PUBLICATION

Planar cell polarity in ciliated epithelia.

Walentek, P., Boutin, C. and Kodjabachian, L.
Cell Polarity in Development and Disease (ed. DW Houston), Elsevier.

PUBLICATION

Identification of p62/SQSTM1 as a component of non-canonical Wnt VANGL2-JNK signalling in breast cancer.

Puvirajesinghe TM, Bertucci F, Jain A, Scerbo P, Belotti E, Audebert S, Sebbagh M, Lopez M, Brech A, Finetti P, Charafe-Jauffret E, Chaffanet M, Castellano R, Restouin A, Marchetto S, Collette Y, Gonçalvès A, Macara I, Birnbaum D, Kodjabachian L, Johansen T, Borg JP.
Nat Commun. 2016 Jan 12;7:10318. PMID: 26754771

PUBLICATION

The PTK7 and ROR2 Protein Receptors Interact in the Vertebrate WNT/Planar Cell Polarity (PCP) Pathway

Martinez S, Scerbo P, Giordano M, Daulat AM, Lhoumeau AC, Thomé V, Kodjabachian L, Borg JP.
J Biol Chem. 2015 Dec 18;290(51):30562-72. PMID: 26499793

PUBLICATION

miR-34/449 control apical actin network formation during multiciliogenesis through small GTPase pathways

Chevalier B, Adamiok A, Mercey O, Revinski DR, Zaragosi LE, Pasini A, Kodjabachian L, Barbry P, Marcet B.
Nat Commun. 2015 Sep 18;6:8386. PMID: 26381333

PUBLICATION

Induction and Differentiation of the Xenopus Ciliated Embryonic Epidermis.

Cibois, M., Scerbo, P., Thomé, V., Pasini, A. and Kodjabachian, L.
Xenopus Development (eds M. Kloc and J. Z. Kubiak), John Wiley & Sons, Inc, Oxford. doi: 10.1002/9781118492833.ch7

PUBLICATION

Dysregulation of Wnt Inhibitory Factor 1 (Wif1) expression result in aberrant Wnt-β-catenin signaling and cell death of the cloaca endoderm, and anorectal malformations.

Ng RC, Matsumaru D, Ho AS, Garcia-Barceló MM, Yuan ZW, Smith D, Kodjabachian L, Tam PK, Yamada G, Lui VC
Cell Death Differ. 2014 Jun;21(6):978-89. PMID: 24632949

PUBLICATION

Xenopus embryonic epidermis as a mucociliary cellular ecosystem to assess the effect of sex hormones in a non-reproductive context.

Castillo-Briceno P, Kodjabachian L.
Front Zool. 2014 Feb 6;11(1):9. PMID: 24502321

PUBLICATION

On the Origin and Evolutionary History of NANOG.

Scerbo P, Markov GV, Vivien C, Kodjabachian L, Demeneix B, Coen L, Girardot F.
PLoS One. 2014 Jan 17;9(1):e85104. PMID: 24465486

PUBLICATION

A gene regulation network controlled by Celf1 protein-rbpj mRNA interaction in Xenopus somite segmentation.

Cibois M, Gautier-Courteille C, Kodjabachian L, Paillard L.
Biol Open. 2013 Aug 30;2(10):1078-83. PMID: 24167718

PUBLICATION

The human PDZome: a gateway to PDZ mediated functions.

Belotti E, Polanowska J, Daulat AM, Audebert S, Thome V, Lissitzky JC, Lembo F, Biblek K, Omi S, Lenfant N, Gangar A, Montcouquiol M, Santoni MJ, Sebbagh M, Aurrand-Lions M, Angers S, Kodjabachian L, Reboul J, Borg JP.
Mol Cell Proteomics. 2013 May 30. PMID: 23722234

PUBLICATION

Ventx factors function as Nanog-like guardians of developmental potential in Xenopus.

Scerbo P, Girardot F, Vivien C, Markov GV, Luxardi G, Demeneix B, Kodjabachian L, Coen L.
PLoS One. 2012;7(5):e36855. PMID: 22606298

PUBLICATION

An essential role for transcription before the MBT in Xenopus laevis.

Skirkanich J, Luxardi G, Yang J, Kodjabachian L, Klein PS.
Dev Biol. 2011 Sep 15;357(2):478-91. PMID: 21741375

PUBLICATION

MicroRNA-based silencing of Delta/Notch signaling promotes multiple cilia formation.

Marcet B, Chevalier B, Coraux C, Kodjabachian L, Barbry P.
Cell Cycle. 2011 Sep 1;10(17):2858-64. PMID: 21857154

PUBLICATION

MicroRNA control biosynthesis of motile cilia in vertebrates.

Chevalier B, Kodjabachian L, Coraux C, Barbry P, Marcet B.
Med Sci (Paris). 2011 Jun-Jul;27(6-7):671-3. PMID: 21718654

PUBLICATION

PTK7: a cell polarity receptor with multiple facets.

Lhoumeau AC, Puppo F, Prébet T, Kodjabachian L, Borg JP.
Cell Cycle. 2011 Apr 15;10(8):1233-6. PMID: 21415598

PUBLICATION

Protein tyrosine kinase 7 has a conserved role in Wnt/β-catenin canonical signalling.

Puppo F*, Thomé V*, Lhoumeau AC, Cibois M, Gangar A, Lembo F, Belotti E, Marchetto S, Lécine P, Prébet T, Sebbagh M, Shin WS, Lee ST, Kodjabachian L ¶ , Borg JP ¶ . (*co-first authors) (¶ co-first authors)  
EMBO Rep. 2011 Jan;12(1):43-9. PMID: 21132015

PUBLICATION

Distinct Xenopus Nodal ligands sequentially induce mesendoderm and control gastrulation movements in parallel to the Wnt/PCP pathway.

Luxardi G, Marchal L, Thomé V, Kodjabachian L.
Development. 2010 Feb;137(3):417-26. PMID: 20056679

PUBLICATION

Wnt inhibitory factor 1 is epigenetically silenced in human osteosarcoma, and targeted disruption accelerates osteosarcomagenesis in mice.

Kansara M, Tsang M, Kodjabachian L, Sims NA, Trivett MK, Ehrich M, Dobrovic A, Slavin J, Choong PF, Simmons PJ, Dawid IB, Thomas DM.
J Clin Invest. 2009 Apr;119(4):837-51. PMID: 19307728

PUBLICATION

Neural induction in Xenopus requires early FGF signalling in addition to BMP inhibition.

Delaune E, Lemaire P, Kodjabachian L.
Development. 2005 Jan;132(2):299-310. PMID: 15590738

PUBLICATION

Role of Siamois before and during gastrulation. In Gastrulation : From cells to embryo

Kodjabachian L, and Lemaire P.

New-York : Cold Spring Harbor Laboratory Press. (2004) (ed. C.D. Stern), pp 609-617

PUBLICATION

Siamois functions in the early blastula to induce Spemann's organiser.

Kodjabachian L, Lemaire P.
Mech Dev. 2001 Oct;108(1-2):71-9. PMID: 11578862

PUBLICATION

Morphogen gradients: nodal enters the stage.

Kodjabachian L.
Curr Biol. 2001 Aug 21;11(16):R655-8. PMID: 11525759

PUBLICATION

A study of Xlim1 function in the Spemann-Mangold organizer.

Kodjabachian L, Karavanov AA, Hikasa H, Hukriede NA, Aoki T, Taira M, Dawid IB.
Int J Dev Biol. 2001;45(1):209-18. PMID: 11291848

PUBLICATION

A new secreted protein that binds to Wnt proteins and inhibits their activities.

Hsieh JC*, Kodjabachian L*, Rebbert ML, Rattner A, Smallwood PM, Samos CH, Nusse R, Dawid IB, Nathans J. (*co-first authors)
Nature. 1999 Apr 1;398(6726):431-6. PMID: 10201374

PUBLICATION

Embryonic induction: is the Nieuwkoop centre a useful concept?

Kodjabachian L, Lemaire P.
Curr Biol. 1998 Dec 17-31;8(25):R918-21. PMID: 9889093

PUBLICATION

A role for the vegetally expressed Xenopus gene Mix.1 in endoderm formation and in the restriction of mesoderm to the marginal zone.

Lemaire P, Darras S, Caillol D, Kodjabachian L.
Development. 1998 Jul;125(13):2371-80. PMID: 9609820

PUBLICATION

Mutations in ccf, a novel Drosophila gene encoding a chromosomal factor, affect progression through mitosis and interact with Pc-G mutations.

Kodjabachian L, Delaage M, Maurel C, Miassod R, Jacq B, Rosset R.
EMBO J. 1998 Feb 16;17(4):1063-75. PMID: 9463384

PUBLICATION

The vertebrate organizer: structure and molecules.

Lemaire P, Kodjabachian L.
Trends Genet. 1996 Dec;12(12):525-31. PMID: 9257536

PUBLICATION

The homeobox gene Siamois is a target of the Wnt dorsalisation pathway and triggers organiser activity in the absence of mesoderm.

Carnac G, Kodjabachian L, Gurdon JB, Lemaire P.
Development. 1996 Oct;122(10):3055-65. PMID: 8898219

Interactions

IBDM
NATIONAL
  • Equipe Barbry, Institut de Pharmacologie Moléculaire et Cellulaire (Sophia-Antipolis)
  • Equipe Borg, Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille
  • Equipe Azimzadeh, Institut Jacques Monod (Paris)

Financement

L'Agence Nationale de Recherche finance la recherche sur les épithéliums ciliés

L'Institut National du Cancer finance la recherche sur les MicroARNs

La Fondation de Recherche Médicale finance les travaux de recherche de l'équipe Kodjabachian sur la ciliogénèse

L'Association pour la Recherche contre le Cancer finance la recherche sur les epithéliums mucociliaires

ligue-cancer

Membres more

Camille Boutin   Aude Nommick Andrea Pasini Diego Revinski Olivier Rosnet Virginie Thome  
Laurent Kodjabachian
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Chercheur

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Alexandre Chuyen

Doctorant

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Ingénieur / Technicien

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Marie Zilliox

Master - M2

Alumni

  • Marie Cibois, Post-doc
  • Anna Adamiok, PhD
  • Patricia Castillo-Briceno, Post-doc
  • Guillaume Luxardi, PhD
  • Leslie Marchal, PhD
  • Emilie Delaune, PhD

En bref

Animal model
Processus biologique étudié
  • Construction d’un épithélium cilié
Techniques biologiques
  • Micro-injection
  • Micro-chirurgie
  • Hybridation In Situ Fluorescente
  • Immunohistochimie
  • PCR en temps réel
  • Microscopie confocale
  • Microscopie électronique
  • Knockdown morpholino

Liens

Xenbase : ressources biologiques et génomiques concernant Xenopus laevis et Xenopus tropicalis