Identification of bleomycin and radiation-induced pulmonary fibrosis susceptibility genes in mice

Pulmonary fibrosis is a complex trait disease of cells and collagen deposition in the lung parenchyma with unknown genes influencing the susceptibility to the disease. Genetic study of pulmonary fibrosis could allow the identification of new susceptibility genes, which could lead to a better understanding of the disease. Treatments with a chemotherapeutic agent called bleomycin or with thoracic irradiation are known to induce pulmonary fibrosis in human and mice. We made use of the known susceptibility to develop bleomycin and radiation-induced pulmonary fibrosis of C57Bl/6J mice and of the known resistance of A/J and C3H/HeJ mice to identify susceptibility genes by evaluating several mouse crosses. In this thesis, we identified putative quantitative trait loci (QTL) on chromosome 1, 3, 5, 6, 9 and 12 for bleomycin-induced pulmonary fibrosis and markers associated with fibrosis development on chromosome 3 and 4 for radiation-induced pulmonary fibrosis in a panel of recombinant congenic (RC) strains derived from C57Bl/6J and A/J mice. Candidate genes for bleomycin-induced pulmonary fibrosis were then evaluated for chromosome 6 QTL and for the previously identified Blmpf1 QTL on chromosome 17. As several natural killer cells genes were located under the peak of chromosome 6 linkage region, natural killer deficient mice were treated with bleomycin and NK deficiency was found not to influence pulmonary fibrosis development. Several class I major histocompatibility complex (MHC) genes were located under the peak of Blmpf1 locus and the deficiency in MHC class I molecules of β2-microglobulin knock-out mice did not result in an altered lung phenotype, so NK cells genes and MHC class I genes were excluded as bleomycin-induced pulmonary fibrosis candidates. The size of Blmpf1 locus was then reduced to a 0.8 megabase region containing 45 genes by studying B6:A/J and MHC congenic mice. Complement component 4b (C4b) was a candidate gene in this new reduced region and was fLa fibrose pulmonaire est une maladie causée par l'infiltration de cellules et de collagène dans le poumon. Ce trait complexe est influencé par des gènes inconnus et une étude génétique de la fibrose pulmonaire pourrait mener à l'identification de nouveaux gènes de susceptibilité, ce qui pourrait améliorer la compréhension de cette maladie. Les traitements de chimiothérapie avec de la bléomycine ou de radiothérapie peuvent entraîner le développement de fibrose pulmonaire chez l'homme et la souris. Par exemple, certaines souches de souris sont susceptibles au développement de la fibrose pulmonaire, telles que la lignée C57BL/6J, alors que les lignées A/J et C3H sont résistantes au développement de cette maladie. Dans cette thèse, nous avons identifié plusieurs locus de caractères quantitatifs (QTL) sur les chromosomes 1, 3, 5, 6, 9 et 12 dans le modèle murin de fibrose pulmonaire causée par la bléomycine ainsi que des marqueurs associés avec le développement de la fibrose pulmonaire causée par la radiation sur les chromosomes 3 et 4 en utilisant des lignées recombinantes congéniques dérivées des lignées de souris C57Bl/6J et A/J. Nous avons ensuite évalué les cellules Natural killer (NK) et le complexe majeur d'histocompatibilité de class I comme candidats de la région de susceptibilité du chromosome 6 et de la région Blmpf1 (Bleomycin-induced pulmonary fibrosis 1) précédemment identifiée sur le chromosome 17, car ces deux QTLs ont été identifiés dans plusieurs modèles de fibrose pulmonaire, mais nos résultats indiquent que ces candidats ne seraient pas impliqués dans la fibrose pulmonaire causée par la bléomycine. Nous avons ensuite réduit la taille du QTL Blmpf1 à l'aide d'un croisement C57Bl/6J:A/J et de souris congéniques. Le gène Complement component 4b (C4b) est situé dans cette région, mais nous n'avons pas identifié de corrélation entre la séquence génomique, l'expression de ce gène dans le