Migraine association and linkage studies of an endothelial nitric oxide synthase (NOS3) gene polymorphism

Migraine shows strong familial aggregation. However, the number of genes involved in the disorder is unknown and not identified. Nitric oxide is involved in the central processing of pain stimuli and plays an important role in the regulation of basal or stimulated vasodilation. Nitric oxide synthase, which controls the synthesis of nitric oxide, could possibly be a cause, or candidate gene, in migraine etiology. In this study, we detected a polymorphism for endothelial nitric oxide synthase by polymerase chain reaction and tested this for association and linkage to migraine. Results from the study did not show an association of the nitric oxide synthase microsatellite when tested in 91 affected and 85 unaffected individuals. Using the FASTLINK program for parametric linkage analysis, the polymorphism did not show significant linkage to migraine when tested in four migraine pedigrees composed of 116 individuals, 52 affected. Total LOD scores excluded linkage up to 8.5 cM between the nitric oxide synthase polymorphism and migraine. Results using the nonparametric affected pedigree member form of analysis also did not support a role for this gene in migraine etiology.

NOS3 gene polymorphisms are associated with risk markers of cardiovascular disease, and interact with omega-3 polyunsaturated fatty acids

Objective Omega-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFA) may protect against the development of cardiovascular disease (CVD). Genotype at key genes such as nitric oxide synthase (NOS3) may determine responsiveness to fatty acids. Gene–nutrient interactions may be important in modulating the development of CVD, particularly in high-risk individuals with the metabolic syndrome (MetS). Methods Biomarkers of CVD risk, plasma fatty acid composition, and NOS3 single nucleotide polymorphism (SNP) genotype (rs11771443, rs1800783, rs1800779, rs1799983, rs3918227, and rs743507) were determined in 450 individuals with the MetS from the LIPGENE dietary intervention cohort. The effect of dietary fat modification for 12 weeks on metabolic indices of the MetS was determined to understand potential NOS3 gene–nutrient interactions. Results Several markers of inflammation and dyslipidaemia were significantly different between the genotype groups. A significant gene–nutrient interaction was observed between the NOS3 rs1799983 SNP and plasma n-3 PUFA status on plasma triacylglycerol (TAG) concentrations. Minor allele carriers (AC + AA) showed an inverse association with significantly higher plasma TAG concentrations in those with low plasma n-3 PUFA status and vice versa but the major allele homozygotes (CC) did not. Following n-3 PUFA supplementation, plasma TAG concentrations of minor allele carriers of rs1799983 were considerably more responsive to changes in plasma n-3 PUFA, than major allele homozygotes. Conclusions Carriers of the minor allele at rs1799983 in NOS3 have plasma TAG concentrations which are more responsive to n-3 PUFA. This suggests that these individuals might show greater beneficial effects of n-3 PUFA consumption to reduce plasma TAG concentrations.

Habitual energy expenditure modifies the association between NOS3 gene polymorphisms and blood pressue

BACKGROUND: The endothelial nitric-oxide synthase (NOS3) gene encodes the enzyme (eNOS) that synthesizes the molecule nitric oxide, which facilitates endothelium-dependent vasodilation in response to physical activity. Thus, energy expenditure may modify the association between the genetic variation at NOS3 and blood pressure. METHODS: To test this hypothesis, we genotyped 11 NOS3 polymorphisms, capturing all common variations, in 726 men and women from the Medical Research Council (MRC) Ely Study (age (mean +/- s.d.): 55 +/- 10 years, body mass index: 26.4 +/- 4.1 kg/m(2)). Habitual/non-resting energy expenditure (NREE) was assessed via individually calibrated heart rate monitoring over 4 days. RESULTS: The intronic variant, IVS25+15 [G-->A], was significantly associated with blood pressure; GG homozygotes had significantly lower levels of diastolic blood pressure (DBP) (-2.8 mm Hg; P = 0.016) and systolic blood pressure (SBP) (-1.9 mm Hg; P = 0.018) than A-allele carriers. The interaction between NREE and IVS25+15 was also significant for both DBP (P = 0.006) and SBP (P = 0.026), in such a way that the effect of the GG-genotype on blood pressure was stronger in individuals with higher NREE (DBP: -4.9 mm Hg, P = 0.02. SBP: -3.8 mm Hg, P= 0.03 for the third tertile). Similar results were observed when the outcome was dichotomously defined as hypertension. CONCLUSIONS: In summary, the NOS3 IVS25+15 is directly associated with blood pressure and hypertension in white Europeans. However, the associations are most evident in the individuals with the highest NREE. These results need further replication and have to be ideally tested in a trial before being informative for targeted disease prevention. Eventually, the selection of individuals for lifestyle intervention programs could be guided by knowledge of genotype.

Prevalência de dislipidemia em adultos de meia-idade com polimorfismo do gene NOS3 e baixa aptidão cardiorrespiratória

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

Influência dos genótipos / haplótipos das posições polimórficas -786T > C, 894G > T e Íntron 4b / a do gene NOS3 sobre o sistema cardiovascular e a atividade das enzimas antioxidantes em adultos submetidos ao treinamento físico aeróbio

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

The presence of the NOS3 gene polymorphism for intron 4 mitigates the beneficial effects of exercise training on ambulatory blood pressure monitoring in adults

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

Genome-wide association study for subclinical atherosclerosis in major arterial territories in the NHLBI's Framingham Heart Study

INTRODUCTION:Subclinical atherosclerosis (SCA) measures in multiple arterial beds are heritable phenotypes that are associated with increased incidence of cardiovascular disease. We conducted a genome-wide association study (GWAS) for SCA measurements in the community-based Framingham Heart Study.METHODS:Over 100,000 single nucleotide polymorphisms (SNPs) were genotyped (Human 100K GeneChip, Affymetrix) in 1345 subjects from 310 families. We calculated sex-specific age-adjusted and multivariable-adjusted residuals in subjects tested for quantitative SCA phenotypes, including ankle-brachial index, coronary artery calcification and abdominal aortic calcification using multi-detector computed tomography, and carotid intimal medial thickness (IMT) using carotid ultrasonography. We evaluated associations of these phenotypes with 70,987 autosomal SNPs with minor allele frequency [greater than or equal to] 0.10, call rate [greater than or equal to] 80%, and Hardy-Weinberg p-value [greater than or equal to] 0.001 in samples ranging from 673 to 984 subjects, using linear regression with generalized estimating equations (GEE) methodology and family-based association testing (FBAT). Variance components LOD scores were also calculated.RESULTS:There was no association result meeting criteria for genome-wide significance, but our methods identified 11 SNPs with p < 10-5 by GEE and five SNPs with p < 10-5 by FBAT for multivariable-adjusted phenotypes. Among the associated variants were SNPs in or near genes that may be considered candidates for further study, such as rs1376877 (GEE p < 0.000001, located in ABI2) for maximum internal carotid artery IMT and rs4814615 (FBAT p = 0.000003, located in PCSK2) for maximum common carotid artery IMT. Modest significant associations were noted with various SCA phenotypes for variants in previously reported atherosclerosis candidate genes, including NOS3 and ESR1. Associations were also noted of a region on chromosome 9p21 with CAC phenotypes that confirm associations with coronary heart disease and CAC in two recently reported genome-wide association studies. In linkage analyses, several regions of genome-wide linkage were noted, confirming previously reported linkage of internal carotid artery IMT on chromosome 12. All GEE, FBAT and linkage results are provided as an open-access results resource at http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/gap/cgi-bin/study.cgi?id=phs000007.CONCLUSION:The results from this GWAS generate hypotheses regarding several SNPs that may be associated with SCA phenotypes in multiple arterial beds. Given the number of tests conducted, subsequent independent replication in a staged approach is essential to identify genetic variants that may be implicated in atherosclerosis.

Genetic Polymorphisms in Nitric Oxide Synthase 3 Gene and Implications for Kidney Disease: A Meta-Analysis

Background/Aims: The NOS3 gene is a biological and positional candidate for diabetic nephropathy. However, the relationship between NOS3 polymorphisms and renal disease is inconclusive. This study aimed to clarify the association of NOS3 variants with nephropathy in individuals with type 1 diabetes. Methods: We conducted a case-control study examining all common SNPs in the NOS3 gene by a tag SNP approach. Individuals with type 1 diabetes and persistent proteinuria (cases, n = 718) were compared with individuals with type 1 diabetes but no evidence of renal disease (controls, n = 749). Our replication collection comprised 1,105 individuals with type 1 diabetes recruited to a nephropathy case group and 862 control individuals with normal urinary albumin excretion rates. Meta-analysis was conducted for SNPs where more than three genotype datasets were available. Results: A novel association was identified in the discovery collection (rs1800783, p(genotype) = 0.006, p(allele) = 0.002, OR = 1.26, 95% CI: 1.08-1.47) and supported by independent replication using a tag SNP (rs4496877, pairwise r(2) = 0.96 with rs1800783) in the replication collection (p(genotype) = 0.002, p(allele) = 0.0006, OR = 1.27, 95% CI: 1.10-1.45). Conclusion: The A allele of rs1800783 is a significant risk factor for nephropathy in individuals with type 1 diabetes, and further comprehensive studies are warranted to confirm the definitive functional variant in the NOS3 gene. Copyright (C) 2010 S. Karger AG, Basel

Blood pressure loci identified with a gene-centric array.

Raised blood pressure (BP) is a major risk factor for cardiovascular disease. Previous studies have identified 47 distinct genetic variants robustly associated with BP, but collectively these explain only a few percent of the heritability for BP phenotypes. To find additional BP loci, we used a bespoke gene-centric array to genotype an independent discovery sample of 25,118 individuals that combined hypertensive case-control and general population samples. We followed up four SNPs associated with BP at our p < 8.56 × 10(-7) study-specific significance threshold and six suggestively associated SNPs in a further 59,349 individuals. We identified and replicated a SNP at LSP1/TNNT3, a SNP at MTHFR-NPPB independent (r(2) = 0.33) of previous reports, and replicated SNPs at AGT and ATP2B1 reported previously. An analysis of combined discovery and follow-up data identified SNPs significantly associated with BP at p < 8.56 × 10(-7) at four further loci (NPR3, HFE, NOS3, and SOX6). The high number of discoveries made with modest genotyping effort can be attributed to using a large-scale yet targeted genotyping array and to the development of a weighting scheme that maximized power when meta-analyzing results from samples ascertained with extreme phenotypes, in combination with results from nonascertained or population samples. Chromatin immunoprecipitation and transcript expression data highlight potential gene regulatory mechanisms at the MTHFR and NOS3 loci. These results provide candidates for further study to help dissect mechanisms affecting BP and highlight the utility of studying SNPs and samples that are independent of those studied previously even when the sample size is smaller than that in previous studies.

Problèmes de comportement à long terme chez les patients pédiatriques atteints de leucémie lymphoblastique aiguë

Les améliorations dans les protocoles de traitement pour la majorité des cancers pédiatriques ont augmenté de façon marquée les taux de survie. Cependant, des risques élevés de multiples problèmes de santé chez les survivants sont bien documentés. En ce qui concerne spécifiquement les problèmes neuropsychologiques, les principaux facteurs de risque individuels connus à ce jour (l’âge au diagnostic, le genre du patient, l’exposition aux radiations) demeurent insuffisants pour cibler efficacement et prévenir les séquelles à long terme. Les objectifs généraux de cette thèse étaient : 1) la caractérisation des trajectoires individuelles de problèmes de comportement chez une population de patients pédiatriques atteints de leucémie lymphoblastique aiguë; 2) l’identification des principaux déterminants génétiques, médicaux et psychosociaux associés aux problèmes de comportements. Les hypothèses étaient : 1) Il existe une association entre les trajectoires individuelles de problèmes de comportement et a - des facteurs psychosociaux liés au fonctionnement familial, b - des polymorphismes dans les gènes modérateurs des effets thérapeutiques du méthotrexate et des glucocorticoïdes, c - des variables liées aux traitements oncologiques. 2) L'utilisation de modèles statistiques multi-niveaux peut permettre d’effectuer cette caractérisation des trajectoires individuelles et l’identification des facteurs de risque associés. 138 patients pédiatriques (0-18 ans) ayant reçu un diagnostic de leucémie lymphoblastique aiguë entre 1993 et 1999 au CHU Ste-Justine ont participé à une étude longitudinale d’une durée de 4 ans. Un instrument validé et standardisés, le Child Behavior Checklist, a été utilisé pour obtenir un indice de problèmes de comportement, tel que rapporté par la mère, au moment du diagnostic, puis 1, 2, 3 et 4 ans post-diagnostic. Des données génétiques, psychosociales et médicales ont aussi été collectées au cours de cette même étude longitudinale, puis ont été exploitées dans les modélisations statistiques effectuées. Les résultats obtenus suggèrent que les problèmes de comportement de type internalisés et externalisés possèdent des trajectoires et des facteurs de risque distincts. Les problèmes internalisés sont des manifestations de troubles affectifs chez le patient, tels que des symptômes dépressifs ou anxieux, par exemple. Ceux-ci sont très prévalents tôt après le diagnostic et se normalisent par la suite, indiquant des difficultés significatives, mais temporaires. Des facteurs médicaux exacerbant l'expérience de stress, soit le risque de rechute associé au diagnostic et les complications médicales affectant la durée de l'hospitalisation, ralentissent cette normalisation. Les problèmes externalisés se manifestent dans le contact avec autrui; des démonstrations d’agression ou de violence font partie des symptômes. Les problèmes externalisés sont plus stables dans le temps relativement aux problèmes internalisés. Des variables pharmacologiques et génétiques contribuent aux différences individuelles : l'administration d’un glucocorticoïde plus puissant du point de vue des effets pharmacologiques et toxicologiques, ainsi que l’homozygotie pour l’haplotype -786C844T du gène NOS3 sont liés à la modulation des scores de problèmes externalisés au fil du temps. Finalement, le niveau de stress familial perçu au diagnostic est positivement corrélé avec le niveau initial de problèmes externalisés chez le patient, tandis que peu après la fin de la période d’induction, le niveau de stress familial est en lien avec le niveau initial de problèmes internalisés. Ces résultats supportent l'idée qu'une approche holistique est essentielle pour espérer mettre en place des interventions préventives efficaces dans cette population. À long terme, ces connaissances pourraient contribuer significativement à l'amélioration de la qualité de vie des patients. Ces travaux enrichissent les connaissances actuelles en soulignant les bénéfices des suivis longitudinaux et multidisciplinaires pour comprendre la dynamique de changement opérant chez les patients. Le décloisonnement des savoirs semble devenir incontournable pour aspirer dépasser le cadre descriptif et atteindre un certain niveau de compréhension des phénomènes observés. Malgré des défis méthodologiques et logistiques évidents, ce type d’approche est non seulement souhaitable pour étudier des processus dynamiques, mais les travaux présentés dans cette thèse indiquent que cela est possible avec les moyens analytiques actuels.

Diversité fonctionnelle du facteur de transcription Tbx5 dans le coeur

Le cœur des vertébrés est un organe modulaire qui requiert le " patterning " complexe des champs morphogénétiques cardiogènes et la convergence coordonnée des diverses sous-populations de progéniteurs cardiogéniques. Au moins 7 facteurs de transcription de la famille T-box coopèrent au sein de ces nombreuses sous-populations de progéniteurs cardiogéniques afin de réguler la morphogenèse et l’agencement de multiples structures le long de l’ébauche cardiaque, ce qui explique que les mutations humaines de ces gènes engendrent diverses malformations congénitales cardiaques (MCCs). L’un de ces gènes T-box, Tbx5, dont l’haploinsuffisance génère le syndrome de Holt-Oram (SHO), intervient dans une grande variété de réseaux de régulation géniques (RRGs) qui orchestrent la morphogenèse des oreillettes, du ventricule gauche, de la valve mitrale, des septums inter-auriculaire et inter-ventriculaire, ainsi que du système de conduction cardiaque. La diversité des RRGs impliqués dans la formation de ces structures cardiaques suggère que Tbx5 détient une profusion de fonctions qui ne seront identifiables qu’en répertoriant ses activités moléculaires dans chaque lignée cardiaque examinée isolément. Afin d’aborder cette problématique, une ablation génétique de Tbx5 dans l’endocarde a été réalisée. Cette expérience a démontré le rôle crucial de Tbx5 dans la survie des cellules endocardiques bordant le septum primum et des cardiomyocytes au sein de cette structure embryonnaire qui contribuera à la morphogenèse du septum inter-auriculaire. En outre, cette étude a révélé l’existence d’une communication croisée entre la sous-population de cellules endocardiques Tbx5+ et le myocarde au niveau du septum primum, afin d’assurer la survie des cardiomyocytes, et ultimement de garantir la maturation du septum inter-auriculaire. Nos résultats confirment aussi l’importance de l’interdépendance génétique (Tbx5 et Gata4 ainsi que Tbx5 et Nos3) entre différents loci dans la morphogenèse de la cloison inter-auriculaire, et particulièrement de l’influence que peut avoir l’environnement sur la pénétrance et l’expressivité des communications inter-auriculaires (CIAs) dans le SHO. En outre, puisque les fonctions d’un gène dépendent ordinairement des différents isoformes qu’il peut générer, une deuxième étude a focalisé davantage sur l’aspect transcriptionnel de Tbx5. Cette approche a mené à la découverte de 6 transcrits alternatifs exhibant des fonctions à la fois communes et divergentes. La caractérisation de 2 de ces isoformes a révélé le rôle de l’isoforme long (Tbx5_v1) dans la régulation de la croissance des cardiomyocytes durant la cardiogénèse, tandis que l’isoforme court (Tbx5_v2), préférentiellement exprimé dans le cœur mature, réprime la croissance cellulaire. Il est donc entièrement concevable que les mutations de TBX5 entraînant une troncation de la région C-terminale accroissent la concentration d’une protéine mutée qui, à l’instar de Tbx5_v2, interfère avec la croissance de certaines structures cardiaques. En revanche, la divergence de fonctions de ces isoformes, caractérisée par les disparités de localisation subcellulaire et de d’interaction avec d’autres cofacteurs cardiaques, suggère que les mutations affectant davantage un isoforme favoriseraient l’émergence d’un type particulier de MCC. Finalement, un dernier objectif était d’identifier le ou les mécanisme(s) moléculaire(s) par le(s)quel(s) Tbx5 régule son principal gène cible, Nppa, et d’en extraire les indices qui éclairciraient sa fonction transcriptionnelle. Cet objectif nécessitait dans un premier lieu d’identifier les différents modules cis-régulateurs (MCRs) coordonnant la régulation transcriptionnelle de Nppa et Nppb, deux gènes natriurétiques dont l’organisation en tandem et le profil d’expression durant la cardiogénèse sont conservés dans la majorité des vertébrés. L’approche d’empreinte phylogénétique employée pour scanner le locus Nppb/Nppa a permis d’identifier trois MCRs conservés entre diverses espèces de mammifères, dont un (US3) est spécifique aux euthériens. Cette étude a corroboré que la régulation de l’expression du tandem génique Nppb/Nppa requérait l’activité transcriptionnelle d’enhancers en complément aux promoteurs de Nppa et Nppb. La concordance quasiment parfaite entre les profils d’expression de Tbx5 et de ces deux gènes natriurétiques chez les mammifères, suggère que le gradient d’expression ventriculaire de Tbx5 est interprété par le recrutement de ce facteur au niveau des différents enhancers identifiés. En somme, les études présentées dans cette thèse ont permis de clarifier la profusion de fonctions cardiaques que possède Tbx5. Certaines de ces fonctions émanent de l’épissage alternatif de Tbx5, qui favorise la synthèse d’isoformes dotés de propriétés spécifiques. Les diverses interactions combinatoires entre ces isoformes et d’autres facteurs cardiaques au sein des diverses sous-populations de progéniteurs cardiogènes contribuent à l’émergence de RRGs cardiaques divergents.

Relation entre CaMKII et les dynamiques calciques endothéliales : impact de l'hypertension arterielle.

L’endothélium vasculaire joue un rôle prépondérant dans la régulation du tonus vasculaire en générant l’oxyde nitrique (NO), la prostacycline (PGI2) et les facteurs hyperpolarisants dérivés de l’endothélium (EDHF) comme puissants vasodilatateurs. Ces mécanismes requièrent le calcium (Ca2+) à divers niveaux, démontrant l’importance des dynamiques calciques endothéliales. Une perturbation de l’homéostasie calcique est observée dans une dysfonction endothéliale liée à l’hypertension artérielle. Il est impératif d’approfondir nos connaissances sur les signalisations calciques endothéliales impliquées dans le contrôle du tonus vasculaire. Des études récentes ont montré qu’une variation locale de la concentration en Ca2+ libre intracellulaire ([Ca2+]i) est suffisante pour générer une réponse physiologique importante. Les pulsars calciques sont caractérisés par une augmentation de [Ca2+]i spontanée et transitoire spécifiquement localisée au niveau des projections myoendothéliales (PMEs). Ces PMEs sont des sites de communication privilégiés entre les cellules endothéliales (CEs) et les cellules musculaires lisses vasculaires (CMLVs). Les pulsars calciques sont impliqués dans le mécanisme de l’EDHF via l’activation des canaux potassiques Ca2+-dépendant de moyenne conductance (KCa3.1 ou IKCa). Les travaux de cette thèse visent à améliorer nos connaissances sur les signalisations calciques locales en caractérisant une nouvelle voie de signalisation pouvant être impliquée dans la régulation du tonus vasculaire en condition physiopathologique. Outre les canaux KCa3.1 peu d’informations sont disponibles sur les cibles sensibles aux pulsars calciques. Une première étude a permis d’identifier la protéine kinase II dépendante du complexe Ca2+/calmoduline (CaMKII) sous ses isoformes α, β et δ dans les CEs d’artères natives de souris comme une cible pouvant être modulée par les pulsars calciques. Des études en immunofluorescence ont permis d’observer la localisation particulière de CaMKII endothéliale dans les PMEs, les sites des pulsars calciques. Une stimulation spécifique des pulsars calciques par la phényléphrine (PE) engendre un recrutement de CaMKII dans les PMEs. Sachant que CaMKII active l’oxyde nitrique synthase endothéliale (NOS3), nous avons évalué l’impact d’une stimulation des pulsars calciques sur la production de NO en présence d’un inhibiteur de CaMKII, le KN-93. Nous avons démontré que la production de NO est en partie dépendante de l’activation de CaMKII par les pulsars calciques. En utilisant un modèle d’hypertension induite par l’infusion chronique de PE, nous avons permis de mettre en évidence une perturbation dans la relation entre les pulsars calciques et CaMKII. Dans une seconde étude nous avons établi deux modèles (normo- et hypertendus) d’infusion chronique à l’angiotensine II (AngII) afin évaluer l’impact des ROS et de l’hypertension sur la voie de signalisation pulsars/CaMKII/NO. Nos résultats ont montré une augmentation des pulsars calciques accompagnée d’un recrutement de CaMKII dans les PMEs. Une stimulation aigue à l’AngII suggère que les ROS modulent les dynamiques calciques et que l’AngII stimule la production de NO. Cette étude propose que ces voies de signalisations impliquent les récepteurs de type 1 et 2 à l’AngII (AT1 et AT2). L’étude des pulsars calciques dépend fortement de la structure native des artères qui permet de conserver la formation des PMEs. La dernière étude présentée dans cette thèse a permis d’établir une relation entre les PMEs et les pulsars calciques dans trois lits vasculaires distincts (artères mésentériques, pulmonaires et coronariennes). Nos résultats ont montré que les paramètres cinétiques des pulsars calciques sont fortement conservés entre les différents lits vasculaires. Toutefois, la fréquence globale ainsi que le nombre de sites actifs des pulsars calciques diffèrent avec une proportion plus élevée dans les artères mésentériques et coronariennes comparativement aux artères pulmonaires. Ces résultats corrèlent avec le nombre plus élevé de PMEs retrouvé dans les artères mésentériques et coronariennes. Ces travaux suggèrent que les pulsars calciques sont fondamentaux pour les artères de résistance. Les études de cette thèse ont mené à l’identification d’une nouvelle voie de signalisation impliquant les pulsars calciques et CaMKII endothéliale dans la stimulation de la production de NO. Cette nouvelle voie de signalisation pourrait être impliquée dans la régulation du tonus vasculaire en condition physiopathologique. Les pulsars calciques semblent être fortement conservés entre les différentes artères de résistances et ce malgré la disparité dans les PMEs, suggérant un rôle prépondérant dans la fonction vasculaire. Ces travaux ouvrent une avenue pour le développement de potentielles cibles thérapeutiques pouvant contrer la dysfonction endothéliale associée à l’hypertension artérielle.

S-nitrosylation of proteins at the leading edge of migrating trophoblasts by inducible nitric oxide synthase promotes trophoblast invasion

Nitric oxide regulates many important cellular processes including motility and invasion. Many of its effects are mediated through the modification of specific cysteine residues in target proteins, a process called S-nitrosylation. Here we show that S-nitrosylation of proteins occurs at the leading edge of migrating trophoblasts and can be attributed to the specific enrichment of inducible nitric oxide synthase (iNOS/NOS2) in this region. Localisation of iNOS to the leading edge is co-incidental with a site of extensive actin polymerisation and is only observed in actively migrating cells. In contrast endothelial nitric oxide synthase (eNOS/NOS3) shows distribution that is distinct and non-colocalised with iNOS, suggesting that the protein S-nitrosylation observed at the leading edge is caused only by iNOS and not eNOS. We have identified MMP-9 as a potential target for S-nitrosylation in these cells and demonstrate that it co-localises with iNOS at the leading edge of migrating cells. We further demonstrate that iNOS plays an important role in promoting trophoblast invasion, which is an essential process in the establishment of a successful pregnancy.