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Gynécologie Obstétrique & Fertilité
Volume 37, n° 9
pages 720-732 (septembre 2009)
Doi : 10.1016/j.gyobfe.2009.06.004
Received : 3 Mars 2009 ;  accepted : 4 June 2009
Les régulateurs d’apoptose de la famille Bcl-2 dans les gamètes et lors du développement embryonnaire précoce
The Bcl-2 family pathway in gametes and preimplantation embryos
 

I. Boumela a, Y. Guillemin a, J.-F. Guérin b, A. Aouacheria a,
a CNRS UMR 5086, IFR 128, institut de biologie et chimie des protéines, université de Lyon-1, 69367 Lyon, France 
b Laboratoire de biologie de la reproduction, hôpital Édouard-Herriot, 5, place d’Arsonval, 69437 Lyon cedex, France 

Auteur correspondant.
Résumé

Des signes d’apoptose, une forme de suicide cellulaire programmé, ont été décrits dans les gamètes et l’embryon préimplantatoire de nombreuses espèces de mammifères y compris l’homme, à la fois in vitro et in vivo. Parce que le développement embryonnaire serait lié à un équilibre entre prolifération et mort cellulaire, l’étude du contrôle génétique de l’apoptose dans les embryons préimplantatoires est d’une importance considérable. Par ailleurs, on sait que la qualité des gamètes (en particulier des ovocytes) influencerait leur propre survie mais également le développement embryonnaire précoce. Les régulateurs d’apoptose appartenant à la famille BCL-2 occupent une place centrale dans les voies de décision de vie ou de mort cellulaire. Dans cet article, nous présentons une revue de la littérature sur l’expression des membres de la famille Bcl-2 dans les gamètes et l’embryon précoce. Les résultats indiquent que les trois sous-groupes composant la famille (membres multidomaines pro- et anti-apoptotiques et membres tueurs à BH3 seulement) présentent un profil d’expression dynamique tout au long de la différenciation des cellules germinales mâles et femelles et lors du développement embryonnaire précoce. Si la protéine pro-apoptotique Bax joue un rôle clé dans l’apoptose des gamètes et de l’embryon précoce, l’importance relative des différentes protéines de survie (Bcl-2, Bcl-xL, Bcl-w, Mcl-1) et des membres à BH3 seulement (Bim, Bad, Bik) est en revanche moins claire. Bien que l’analyse des patrons d’expression des différents membres de la famille Bcl-2 soit incontournable, l’étude d’autres propriétés telles que le contrôle transcriptionnel (par des stimuli environnementaux), la localisation subcellulaire ou les modifications post-traductionnelles semble particulièrement pertinente. En plus de son intérêt fondamental, la découverte du mécanisme d’action moléculaire des membres de la famille Bcl-2 dans les gamètes et l’embryon préimplantatoire peut permettre d’ouvrir des pistes de recherche diagnostique et thérapeutique intéressantes.

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Abstract

Apoptosis, a form of cell death by self-destruction, has been reported in gametes and preimplantation embryos both in vitro and in vivo. Recent evidence suggests that cell death processes, whose control deserves to be elucidated, can impact embryo developmental competence. Moreover, quality of the gametes (particularly of the oocytes) is relevant not only for their survival rates but exert an influence during the early stages of embryo development. Thus, the investigation of apoptosis-related genes and mechanisms in early embryos is crucial. BCL-2 family proteins, through balanced interactions between pro- and anti-death members, play a pivotal role in controlling cell life and death. In this article, we review the literature concerning the expression of Bcl-2 family members in gametes and early embryos. Research results indicate that the various Bcl-2 subfamilies (pro- and anti-apoptotic “multidomain” family members and “BH3-only” death factors) exhibit a dynamic expression pattern during male and female gamete differentiation and early embryo development. While pro-apoptotic Bax protein plays a critical role in germ cell and early embryo degeneration, the relative importance of the prosurvival (Bcl-2, Bcl-xL, Bcl-w, Mcl-1) and “BH3-only” (Bim, Bad, Bik) members is not clear. Although information on expression patterns of Bcl-2 family transcripts and proteins is necessary, other elements such as transcriptional control (by environmental stimuli), subcellular localization and post-translational modifications should also be taken into account. Aside from basic research, a better understanding of apoptosis-related proteins and mechanisms involved in gamete and embryo viability at the molecular level may provide new guides for diagnosis and therapeutic strategies.

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Mots clés : Apoptose, Mort cellulaire, Ovocyte, Spermatozoïde, Embryon, Développement embryonnaire préimplantatoire, Famille Bcl-2

Keywords : Apoptosis, Cell death, Oocyte, Spermatozoa, Embryo, Preimplantation embryo development, Bcl-2 family




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