MMP-2 and TIMP-2 in male and female prostates of mongolian gerbil: effects of hormonal manipulation

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Hormone-regulated expression and distribution of versican in mouse uterine tissues

Abstract Background Remodeling of the extracellular matrix is one of the most striking features observed in the uterus during the estrous cycle and after hormone replacement. Versican (VER) is a hyaluronan-binding proteoglycan that undergoes RNA alternative splicing, generating four distinct isoforms. This study analyzed the synthesis and distribution of VER in mouse uterine tissues during the estrous cycle, in ovariectomized (OVX) animals and after 17beta-estradiol (E2) and medroxyprogesterone (MPA) treatments, either alone or in combination. Methods Uteri from mice in all phases of the estrous cycle, and animals subjected to ovariectomy and hormone replacement were collected for immunoperoxidase staining for versican, as well as PCR and quantitative Real Time PCR. Results In diestrus and proestrus, VER was exclusively expressed in the endometrial stroma. In estrus and metaestrus, VER was present in both endometrial stroma and myometrium. In OVX mice, VER immunoreaction was abolished in all uterine tissues. VER expression was restored by E2, MPA and E2+MPA treatments. Real Time PCR analysis showed that VER expression increases considerably in the MPA-treated group. Analysis of mRNA identified isoforms V0, V1 and V3 in the mouse uterus. Conclusion These results show that the expression of versican in uterine tissues is modulated by ovarian steroid hormones, in a tissue-specific manner. VER is induced in the myometrium exclusively by E2, whereas MPA induces VER deposition only in the endometrial stroma.

Estradiol induces transcriptional and posttranscriptional modifications in versican expression in the mouse uterus

We have previously shown the differential expression of versican in the mouse uterus under ovarian hormone influence. We also demonstrated there is not a direct correlation between mRNA levels and protein expression, suggesting posttranscriptional events, such as alteration in mRNA stability. This posttranscriptional effect may result in the elongation and stabilization of transcripts poly(A) tail. Thus, the aim of this study was to analyze whether estradiol (E2) regulates versican mRNA stability and expression in a dose-related and time-dependent manner. For this purpose female mice were ovariectomized and treated with a single injection of 0.1 or 10 μg E2. To block transcription a group of females received a single injection of alpha-amanitin before hormone administration. Uterine tissues were collected 30 min, 1, 3, 6, 12 and 24 h after treatments and processed for quantitative real time PCR (qPCR), RACE-PAT Assay and immunohistochemistry. qPCR showed that versican mRNA levels are higher than control from 3 to 24 h after E2 administration, whereas after transcription inhibition versican mRNA unexpectedly increases within 3 h, which can be explained when transcriptional blockers alter the degradation rate of the transcript, resulting in the superinduction of this mRNA. Accordingly, analysis of versican transcript poly(A) tail evidenced a longer product 3 h after treatment, but not after 12 h. Versican immunoreaction becomes conspicuous in the superficial stroma only 3 h after E2 injection, whereas the whole stroma is immunoreactive from 6 h onward. These results demonstrate that E2 modulates versican at the transcriptional and posttranscriptional levels in a time-dependent manner.

Detektion und Synthese eines liganden-gesteuerten Ionenkanals im mikrofluidischen Analysesystem

Membranproteine spielen eine wichtige Rolle bei physiologischen Prozessen wie Signalweiterleitung oder Immunreaktion. Deshalb stehen sie im Fokus der pharmakologischen Wirkstoffentwicklung und es besteht großes Interesse, Membranproteinbasierte Biosensoren zu entwickeln, die sich z.B. als Screening-Plattformen eignen. Allerdings stellt die Handhabung von Membranproteinen wegen ihrer amphiphilen Struktur eine große Herausforderung dar. Membranproteine werden meist in Zellkultur oder in bakteriellen Expressionssystemen synthetisiert. Diese Verfahren liefern aber oft nur eine geringe Ausbeute und erlauben wenig Kontrolle über die Expressionsbedingungen. Als alternativer Ansatz bietet sich stattdessen die in vitro Synthese von Proteinen an, die in einer zellfreien Umgebung stattfindet. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Etablierung eines miniaturisierten Analysesystems, das Aktivitätsmessungen an in vitro synthetisierten Ionenkanälen erlaubt. Dafür wurde ein Labon- Chip entwickelt, der elektrochemische und optische Nachweismethoden in parallelen Anätzen ermöglicht. Als amphiphile Umgebung für die Inkorporation von Membranproteinen wurden vier verschieden biomimetische Membranaufbauten hinsichtlich ihrer Dichtigkeit und ihrer Reproduzierbarkeit untersucht. Als Methode fanden insbesondere die Impedanzspektroskpie und die Oberflächenplasmonen-Resonanzspektroskopie Anwendung. Die peptide cushioned Bilyer Lipid Membranes (pcBLM) eignete sich dabei am besten für Untersuchungen an Membranproteinen. Zur Detektion der Ionenkanalaktivität wurde eine neue Messmethode etabliert, die auf der Messung der Impedanz bei fester Frequenz basiert und u.a. eine Aussage über die Änderung des Membranwiderstandes bei Aktivierung erlaubt. Am Beispiel des nicotinischen Acetylcholinrezeptors (nAchR) konnte gezeigt werden, dass sich die Aktivität von Ionenkanälen mit dem entwickelten Chip-System nachweisen ließ. Die Spezifität der Methode konnte durch verschiedene Kontrollen wie die Zugabe eines nicht-aktivierenden Liganden oder Inhibition des Rezeptors nachgewiesen werden. Weiterhin konnte die in vitro Synthese des Ionenkanals a7 nAchR durch Radioaktivmarkierung nachgewiesen werden. Die Inkorporation des Rezeptors in die biomimetischen Membranen wurde mit Immunodetektion und elektrochemischen Methoden untersucht. Es zeigte sich, dass die funktionelle Inkorporation des a7 nAchR davon abhing, welcher biomimetische Membranaufbau verwendet wurde.

Lokalisation und Quantifizierung von 4-Hydroxynonenal in der Kochlea des Meerschweinchens nach Applikation von Gentamicin

Einleitung und Literaturdiskussion: Gentamicin ist ein aus Bakterien gewonnenes Aminoglykosid-Antibiotikum, das seit vielen Jahren im klinischen Alltag zur Therapie von bakteriellen Infektionen und zur Behandlung des Morbus Ménière eingesetzt wird. Ein bedeutender, jedoch noch nicht vollständig verstandener, Pathomechanismus ist dabei die Entstehung von 4-HNE durch Lipid Peroxidation und die konsekutive Schädigung durch das gebildete Aldehyd. Ziel dieser Arbeit war es, die Beeinflussung der Expression von 4-HNE in sieben verschiedenen Regionen der Kochlea (SV, SL, CO, NF, LF, IDZ und SGZ) durch Gentamicin zu beschreiben und quantitativ zu ermitteln.rnMaterial und Methoden: Die Meerschweinchen wurden in vier Gruppen unterteilt: eine unbehandelte Kontrollgruppe und je eine Gruppe 1, 2 und 7 Tage nach Gentamicin-Applikation. Nach Ablauf der Inkubationszeit wurden die Kochleae den Tieren entnommen, das Gewebe fixiert, geschnitten und auf Objektträgern aufgebracht. Die Schnitte wurden mit 4-HNE-Antikörpern behandelt und die Immunreaktion mikroskopisch lokalisiert und zelluläre quantitative Unterschiede am Computer berechnet.rnErgebnisse: Die Auswertung der Daten ergab signifikante Anstiege der Immunreaktion auf 4-HNE von der Kontrollgruppe zu allen drei Behandlungsgruppen in vier der sieben untersuchten Regionen (Stria vascularis, Spirales Ligament, Cortisches Organ und Nervenfasern). In zwei Bereichen (Fibrozyten im Limbus und Interdentalzellen) kam es zwischen Kontrollgruppe und nur einer Behandlungsgruppe D (7d) zu einer signifikanten Erhöhung. Lediglich die Spiralganglionzellen erbrachten keine signifikanten Differenzen. Der Vergleich der Einzelwindungen erbrachte für die Stria vascularis, das Spirale Ligament, das Cortische Organ und die Nervenfasern signifikante Anstiege innerhalb der drei Windungen von der Kontrollgruppe zu den drei Behandlungsgruppen. Bei der Stria vascularis zeigte sich als einzige Region eine signifikant erhöhte Immunfärbung in allen drei Einzelwindungen von der Kontrollgruppe zu allen Behandlungsgruppen. Beim Vergleich der Gesamtwindungen ließ sich ausschließlich für die Region der Stria vascularis von der ersten zur dritten Windung ein Anstieg der Braunfärbung feststellen. Zudem konnten Korrelationen der Färbeintensitäten einerseits zwischen den beiden Regionen der Lateralen Wand und andererseits zwischen zwei Zelltypen im Limbus aufgezeigt werden.rnDiskussion: Die durch Gentamicin-gesteigerte 4-HNE-Expression kann durch genomische und nicht-genomische Prozesse hervorgerufen werden.