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Souali-Crespo S, Condrea D, Vernet N, Féret B, Klopfenstein M, Grandgirard E, Alunni V, Cerciat M, Jung M, Mayere C, Nef S, Mark M, Chalmel F, Ghyselinck NB. Loss of NR5A1 in mouse Sertoli cells after sex determination changes cellular identity and induces cell death by anoikis. Development 2023; 150:dev201710. [PMID: 38078651 PMCID: PMC10753587 DOI: 10.1242/dev.201710] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 02/17/2023] [Accepted: 11/09/2023] [Indexed: 12/18/2023]
Abstract
To investigate the role of the nuclear receptor NR5A1 in the testis after sex determination, we analyzed mice lacking NR5A1 in Sertoli cells (SCs) from embryonic day (E) 13.5 onwards. Ablation of Nr5a1 impaired the expression of genes characteristic of SC identity (e.g. Sox9 and Amh), caused SC death from E14.5 onwards through a Trp53-independent mechanism related to anoikis, and induced disorganization of the testis cords. Together, these effects caused germ cells to enter meiosis and die. Single-cell RNA-sequencing experiments revealed that NR5A1-deficient SCs changed their molecular identity: some acquired a 'pre-granulosa-like' cell identity, whereas other reverted to a 'supporting progenitor-like' cell identity, most of them being 'intersex' because they expressed both testicular and ovarian genes. Fetal Leydig cells (LCs) did not display significant changes, indicating that SCs are not required beyond E14.5 for their emergence or maintenance. In contrast, adult LCs were absent from postnatal testes. In addition, adult mutant males displayed persistence of Müllerian duct derivatives, decreased anogenital distance and reduced penis length, which could be explained by the loss of AMH and testosterone synthesis due to SC failure.
Collapse
Affiliation(s)
- Sirine Souali-Crespo
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
| | - Diana Condrea
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
| | - Nadège Vernet
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
| | - Betty Féret
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
| | - Muriel Klopfenstein
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
| | - Erwan Grandgirard
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
- Imaging Center, IGBMC, F-67404 Illkirch Cedex, France
| | - Violaine Alunni
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
- GenomEast Platform, France Génomique consortium, IGBMC, 1 rue Laurent Fries, F-67404 Illkirch Cedex, France
| | - Marie Cerciat
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
- GenomEast Platform, France Génomique consortium, IGBMC, 1 rue Laurent Fries, F-67404 Illkirch Cedex, France
| | - Matthieu Jung
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
- GenomEast Platform, France Génomique consortium, IGBMC, 1 rue Laurent Fries, F-67404 Illkirch Cedex, France
| | - Chloé Mayere
- Department of Genetic Medicine and Development, Faculty of Medicine, University of Geneva, CH-1211 Geneva 4, Switzerland
| | - Serge Nef
- Department of Genetic Medicine and Development, Faculty of Medicine, University of Geneva, CH-1211 Geneva 4, Switzerland
| | - Manuel Mark
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
- Service de Biologie de la Reproduction, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS), F-67000 Strasbourg, France
| | - Frédéric Chalmel
- Univ Rennes, EHESP, Inserm, Irset (Institut de recherche en santé, environnement et travail) - UMR_S 1085, F-35000 Rennes, France
| | - Norbert B. Ghyselinck
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
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Mayère C, Regard V, Perea-Gomez A, Bunce C, Neirijnck Y, Djari C, Bellido-Carreras N, Sararols P, Reeves R, Greenaway S, Simon M, Siggers P, Condrea D, Kühne F, Gantar I, Tang F, Stévant I, Batti L, Ghyselinck NB, Wilhelm D, Greenfield A, Capel B, Chaboissier MC, Nef S. Origin, specification and differentiation of a rare supporting-like lineage in the developing mouse gonad. Sci Adv 2022; 8:eabm0972. [PMID: 35613264 PMCID: PMC10942771 DOI: 10.1126/sciadv.abm0972] [Citation(s) in RCA: 21] [Impact Index Per Article: 10.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Grants] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/19/2021] [Accepted: 04/11/2022] [Indexed: 06/15/2023]
Abstract
Gonadal sex determination represents a unique model for studying cell fate decisions. However, a complete understanding of the different cell lineages forming the developing testis and ovary remains elusive. Here, we investigated the origin, specification, and subsequent sex-specific differentiation of a previously uncharacterized population of supporting-like cells (SLCs) in the developing mouse gonads. The SLC lineage is closely related to the coelomic epithelium and specified as early as E10.5, making it the first somatic lineage to be specified in the bipotential gonad. SLC progenitors are localized within the genital ridge at the interface with the mesonephros and initially coexpress Wnt4 and Sox9. SLCs become sexually dimorphic around E12.5, progressively acquire a more Sertoli- or pregranulosa-like identity and contribute to the formation of the rete testis and rete ovarii. Last, we found that WNT4 is a crucial regulator of the SLC lineage and is required for normal development of the rete testis.
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Affiliation(s)
- Chloé Mayère
- Department of Genetic Medicine and Development, University of Geneva, 1211 Geneva, Switzerland
- iGE3, Institute of Genetics and Genomics of Geneva, University of Geneva, Switzerland
| | - Violaine Regard
- Department of Genetic Medicine and Development, University of Geneva, 1211 Geneva, Switzerland
- iGE3, Institute of Genetics and Genomics of Geneva, University of Geneva, Switzerland
| | - Aitana Perea-Gomez
- Université Côte d’Azur, Inserm, CNRS, Institut de Biologie Valrose (iBV), 06108 Nice, France
| | - Corey Bunce
- Department of Cell Biology, Duke University Medical Center, Durham, NC 27710, USA
| | - Yasmine Neirijnck
- Department of Genetic Medicine and Development, University of Geneva, 1211 Geneva, Switzerland
- Université Côte d’Azur, Inserm, CNRS, Institut de Biologie Valrose (iBV), 06108 Nice, France
| | - Cyril Djari
- Department of Genetic Medicine and Development, University of Geneva, 1211 Geneva, Switzerland
| | | | - Pauline Sararols
- Department of Genetic Medicine and Development, University of Geneva, 1211 Geneva, Switzerland
| | - Richard Reeves
- Mammalian Genetics Unit, Medical Research Council Harwell Institute, Oxfordshire OX11 0RD, UK
| | - Simon Greenaway
- Mammalian Genetics Unit, Medical Research Council Harwell Institute, Oxfordshire OX11 0RD, UK
| | - Michelle Simon
- Mammalian Genetics Unit, Medical Research Council Harwell Institute, Oxfordshire OX11 0RD, UK
| | - Pam Siggers
- Mammalian Genetics Unit, Medical Research Council Harwell Institute, Oxfordshire OX11 0RD, UK
| | - Diana Condrea
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP1014267404 ILLKIRCH CEDEX, France
| | - Françoise Kühne
- Department of Genetic Medicine and Development, University of Geneva, 1211 Geneva, Switzerland
| | - Ivana Gantar
- Wyss Center for Bio and Neuroengineering, Geneva, Switzerland
| | - Furong Tang
- Université Côte d’Azur, Inserm, CNRS, Institut de Biologie Valrose (iBV), 06108 Nice, France
| | - Isabelle Stévant
- Department of Genetic Medicine and Development, University of Geneva, 1211 Geneva, Switzerland
| | - Laura Batti
- Wyss Center for Bio and Neuroengineering, Geneva, Switzerland
| | - Norbert B. Ghyselinck
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP1014267404 ILLKIRCH CEDEX, France
| | - Dagmar Wilhelm
- Department of Anatomy and Physiology, University of Melbourne, Parkville, VIC 3010, Australia
| | - Andy Greenfield
- Mammalian Genetics Unit, Medical Research Council Harwell Institute, Oxfordshire OX11 0RD, UK
| | - Blanche Capel
- Department of Cell Biology, Duke University Medical Center, Durham, NC 27710, USA
| | | | - Serge Nef
- Department of Genetic Medicine and Development, University of Geneva, 1211 Geneva, Switzerland
- iGE3, Institute of Genetics and Genomics of Geneva, University of Geneva, Switzerland
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Vernet N, Condrea D, Mayere C, Féret B, Klopfenstein M, Magnant W, Alunni V, Teletin M, Souali-Crespo S, Nef S, Mark M, Ghyselinck NB. Meiosis occurs normally in the fetal ovary of mice lacking all retinoic acid receptors. Sci Adv 2020; 6:eaaz1139. [PMID: 32917583 PMCID: PMC7244263 DOI: 10.1126/sciadv.aaz1139] [Citation(s) in RCA: 26] [Impact Index Per Article: 6.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/14/2019] [Accepted: 03/13/2020] [Indexed: 05/27/2023]
Abstract
Gametes are generated through a specialized cell differentiation process, meiosis, which, in ovaries of most mammals, is initiated during fetal life. All-trans retinoic acid (ATRA) is considered as the molecular signal triggering meiosis initiation. In the present study, we analyzed female fetuses ubiquitously lacking all ATRA nuclear receptors (RAR), obtained through a tamoxifen-inducible cre recombinase-mediated gene targeting approach. Unexpectedly, mutant oocytes robustly expressed meiotic genes, including the meiotic gatekeeper STRA8. In addition, ovaries from mutant fetuses grafted into adult recipient females yielded offspring bearing null alleles for all Rar genes. Thus, our results show that RAR are fully dispensable for meiotic initiation, as well as for the production of functional oocytes. Assuming that the effects of ATRA all rely on RAR, our study goes against the current model according to which meiosis is triggered by endogenous ATRA in the developing ovary. It therefore revives the search for the meiosis-inducing substance.
Collapse
Affiliation(s)
- Nadège Vernet
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
| | - Diana Condrea
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
| | - Chloé Mayere
- Department of Genetic Medicine and Development, University of Geneva Medical School, Geneva, Switzerland
| | - Betty Féret
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
| | - Muriel Klopfenstein
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
| | - William Magnant
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
| | - Violaine Alunni
- GenomEast platform, France Génomique consortium, IGBMC, 1 rue Laurent Fries, F-67404 Illkirch Cedex, France
| | - Marius Teletin
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
- Service de Biologie de la Reproduction, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS), France
| | - Sirine Souali-Crespo
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
| | - Serge Nef
- Department of Genetic Medicine and Development, University of Geneva Medical School, Geneva, Switzerland
| | - Manuel Mark
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France
- Service de Biologie de la Reproduction, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS), France
| | - Norbert B Ghyselinck
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Département de Génétique Fonctionnelle et Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS UMR7104), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM U1258), Université de Strasbourg (UNISTRA), 1 rue Laurent Fries, BP-10142, F-67404 Illkirch Cedex, France.
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