PAR-2 Regulates Dental Pulp Inflammation Associated with Caries

Protease-activated receptors (PARs) are G-protein-coupled receptors that are activated enzymatically by proteolysis of an N-terminal domain. The cleavage and activation of PARs by serine proteases represent a novel mechanism by which such enzymes could influence the host inflammatory response. The aim of this study was to determine whether PAR-2 expression and activation were increased in dental caries. Using immunohistochemistry, we showed PAR-2 to be localized to pulp cells subjacent to caries lesions, but minimally expressed by healthy pulp tissue. Trypsin and the PAR-2 agonist (PAR2-AP) activated PAR-2 in an in vitro functional assay. Endogenous molecules present in pulp cell lysates from carious teeth specifically activated PAR-2, but those from healthy teeth failed to do so. The activation of PAR-2 in vitro was shown to increase the expression of the pro-inflammatory mediator cyclo-oxygenase-2 (COX-2), providing a mechanism whereby PAR-2 could modulate pulpal inflammation.

Protease-activated Receptor-2 (PAR(2)) in Human Periodontitis

No evidence for the role of protease-activated receptor-2 (PAR(2)) in human periodontal disease has been demonstrated so far. Thus, we sought to investigate the expression of PAR(2) mRNA in chronic periodontitis, and to examine whether its expression is related to the presence of PAR(2) potential activators. Microbiological and gingival crevicular fluid samples were collected from individuals with chronic periodontitis and control individuals, and the presence of neutrophil serine proteinase 3 (P3) and Porphyromonas gingivalis was evaluated. PAR(2) mRNA expression was higher (p < 0.001) in those with chronic periodontitis compared with control individuals, and it was statistically decreased (p = 0.0006) after periodontal treatment. Furthermore, those with chronic periodontitis presented higher (p < 0.05) levels of IL-1 alpha, IL-6, IL-8, and TNF-alpha, total proteolytic activity, P. gingivalis prevalence, and P3mRNA expression compared with control individuals. We conclude that PAR(2) mRNA expression and its potential activators are elevated in human chronic periodontitis, therefore suggesting that PAR(2) may play a role in periodontal inflammation.

PAR(2) and Temporomandibular Joint Inflammation in the Rat

The proteinase-activated receptor 2 (PAR(2)) is a putative therapeutic target for arthritis. We hypothesized that the early pro-inflammatory effects secondary to its activation in the temporomandibular joint (TMJ) are mediated by neurogenic mechanisms. Immunofluorescence analysis revealed a high degree of neurons expressing PAR(2) in retrogradely labeled trigeminal ganglion neurons. Furthermore, PAR(2) immunoreactivity was observed in the lining layer of the TMJ, co-localizing with the neuronal marker PGP9.5 and substance-P-containing peripheral sensory nerve fibers. The intra-articular injection of PAR(2) agonists into the TMJ triggered a dose-dependent increase in plasma extravasation, neutrophil influx, and induction of mechanical allodynia. The pharmacological blockade of natural killer 1 (NK(1)) receptors abolished PAR(2)-induced plasma extravasation and inhibited neutrophil influx and mechanical allodynia. We conclude that PAR(2) activation is proinflammatory in the TMJ, through a neurogenic mechanism involving NK(1) receptors. This suggests that PAR(2) is an important component of innate neuro-immune response in the rat TMJ.

PAR(2) and Temporomandibular Joint Inflammation in the Rat

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

Papel do receptor tipo-2 ativado por protease (PAR-2) na doença periodontal

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Non-hematopoietic PAR-2 is essential for matriptase-driven pre-malignant progression and potentiation of ras-mediated squamous cell carcinogenesis

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

Control of ion transport in mammalian airways by protease activated receptors type 2 (PAR-2)

Protease-activated receptors (PARs) are widely distributed in human airways. They couple to G-proteins and are activated after proteolytic cleavage of the N terminus of the receptor. Evidence is growing that PAR subtype 2 plays a pivotal role in inflammatory airway diseases, such as allergic asthma or bronchitis. However, nothing is known about the effects of PAR-2 on electrolyte transport in the native airways. PAR-2 is expressed in airway epithelial cells, where they are activated by mast cell tryptase, neutrophil proteinase 3, or trypsin. Recent studies produced conflicting results about the functional consequence of PAR-2 stimulation. Here we report that stimulation of PAR-2 receptors in mouse and human airways leads to a change in electrolyte transport and a shift from absorption to secretion. Although PAR-2 appears to be expressed on both sides of the epithelium, only basolateral stimulation results in inhibition of amiloride sensitive Na+ conductance and stimulation of both luminal Cl- channels and basolateral K+ channels. The present data indicate that these changes occur through activation of phospholipase C and increase in intracellular Ca2+, which activates basolateral SK4 K+ channels and luminal Ca2+-dependent Cl- channels. In addition, the present data suggest a PAR-2 mediated release of prostaglandin E2, which may contribute to the secretory response. In conclusion, these results provide further evidence for a role of PAR-2 in inflammatory airway disease: stimulation of these receptors may cause accumulation of airway surface liquid, which, however, may help to flush noxious stimuli away from the affected airways. ©2005 FASEB

Induction des gènes pro-inflammatoires suite à l'activation de PAR-2 à la membrane nucléaire

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Induction des gènes pro-inflammatoires suite à l'activation de PAR-2 à la membrane nucléaire

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

基于PAR的高可信装备保障算法推演

算法被誉为计算的“灵魂”（spirit of computing），算法程序的可靠性和正确性对软件系统的可信度起着至关重要的作用。动态规划、贪心、分支限界等传统的算法设计策略缺乏有效的选择标准，一些算法形式化开发方法和工具的应用水平和范围也很有限，因此算法的可靠性已成为高可信软件系统的一个主要瓶颈。 作为军事运筹学的一个重要分支，装备保障计算主要研究军事活动中装备领域的决策优化问题，保障计算软件特别是算法的可靠性在很大程度上决定了装备保障的效率乃至军事行动的成败。利用形式化软件工程的研究成果、特别是引入算法程序的形式化开发方法，对我军通用装备保障领域中的大量算法类问题进行有效求解，有利于优化保障结构、统筹保障资源、整合保障力量、提高保障时效，促进装备整体战斗力水平的提升。 本文以高可信软件开发方法PAR为基础，面向装备保障计算的领域需求，提出了一类离散最优化问题（discrete optimization problem, DOP）的结构模型和算法推演技术，并成功推演了一系列典型的装备保障算法。本论文的主要创新性贡献如下： （1）定义了DOP的结构模型，提出了基于单点结构（Singleton）的问题分划递推策略，进而通过PAR算法推演生成问题的高效求解算法，涵盖了多种传统算法设计策略，显著提高了算法程序设计的机械化水平。 （2）提出了描述DOP分划递推过程的问题简约图（problem reduction graph, PRG）模型，并针对典型DOP结构推演得到了一组PRG构造算法模式，其中每个算法模式都涵盖了满足特定代数结构性质的一大类具体问题。 （3）阐述了PAR算法推演的范畴模型，为算法设计和重用提供了抽象而有效的方法指导。 （4）对我军通用装备保障领域具有代表性的48个问题进行了形式化的算法推演，构建了领域算法库。 （5）在PAR平台的基础上设计了装备保障算法开发平台的原型COPALM，支持DOP算法推演和重用，进而提高了相关应用软件的开发效率。

Mucosal Allergic Sensitization to Cockroach Allergens Is Dependent on Proteinase Activity and Proteinase-Activated Receptor-2 Activation

We have shown that proteinase-activated receptor-2 (PAR(2)) activation in the airways leads to allergic sensitization to concomitantly inhaled Ags, thus implicating PAR(2) in the pathogenesis of asthma. Many aeroallergens with proteinase activity activate PAR(2). To study the role of PAR(2) in allergic sensitization to aeroallergens, we developed a murine model of mucosal sensitization to cockroach proteins. We hypothesized that PAR(2) activation in the airways by natural allergens with serine proteinase activity plays an important role in allergic sensitization. Cockroach extract (CE) was administered to BALB/c mice intranasally on five consecutive days (sensitization phase) and a week later for four more days (challenge phase). Airway hyperresponsiveness (AHR) and allergic airway inflammation were assessed after the last challenge. To study the role of PAR(2), mice were exposed intranasally to a receptor-blocking anti-PAR(2) Ab before each administration of CE during the sensitization phase. Mucosal exposure to CE induced eosinophilic airway inflammation, AHR, and cockroach-specific IgG1. Heat-inactivated or soybean trypsin inhibitor-treated CE failed to induce these effects, indicating that proteinase activity plays an important role. The use of an anti-PAR(2) blocking Ab during the sensitization phase completely inhibited airway inflammation and also decreased AHR and the production of cockroach-specific IgG1. PAR(2) activation by CE acts as an adjuvant for allergic sensitization even in the absence of functional TLR4. We conclude that CE induces PAR(2)-dependent allergic airway sensitization in a mouse model of allergic airway inflammation. PAR(2) activation may be a general mechanism used by aeroallergens to induce allergic sensitization. The Journal of Immunology, 2011, 186: 3164-3172.

« Pour le roy et l'eglise gallicane. Memoires sur lesquelz se pourront dresser les remonstrances qu'il seroit besoing faire au roy, nostre souverain seigneur, de la part de son procureur general, touchant l'excessive et intolérable substraction de deniers qui se tirent de ce royaume en court de Romme... » par JACQUES CAPPEL, avocat au parlement de Paris.

L'ouvrage commence (fol. 1) par : « Premierement sera presupposé que au roy, nostre souverain seigneur... » et finit (fol. 53) par : «... de messieurs du conseil privé du roy ». — Au fol. A v° sont peintes, à pleine page, les armes de France, avec accompagnement d'F couronnées. Reliure restaurée, portant sur les plats des fleurs de lis d'or, et dans la bordure de chaque plat des F, qui semblent avoir été peintes en argent.

L’étude de l’interaction entre les chondrocytes et le collagène modifié par le 4-Hydroxynonénal : implication dans le développement de l’arthrose

OBJECTIF: Récemment, nous avons démontré que la modification du collagène type II (Col II) par le 4-hydroxynonénal (HNE), un produit de la peroxydation lipidique, est augmentée dans le cartilage arthrosique sans qu’on sache la signification de cette augmentation dans la pathogenèse de l’arthrose. L’objectif de cette étude vise à démontrer que cette modification affecte l’interaction chondrocytes/matrice extracellulaire (MEC) et en conséquence induit des changements phénotypiques et fonctionnels de ces cellules. METHODES: Des plaques de culture ont été préalablement cotées avec du Col II puis traitées avec du HNE (0.1-2 mM) excepté le puits contrôle. Les chondrocytes ont été ensuite ensemencés puis incubés pendant 48 heures. La viabilité des cellules est évaluée par le test MTT. Le Western blot est utilisé pour mesurer l’expression des molécules d’adhésion (l’ICAM-1 et l’intégrine α1β1), de la cyclooxygenase-2 (COX-2), du Col II ainsi que la phosphorylation de la p38 MAPK, ERK1/2 et NF-κB-p65. La RT-PCR en temps réel est utilisée pour mesurer l’expression de l’ARNm de l’ICAM-1, des intégrines α1β1, de la COX-2 et de la métalloprotéinases-13 (MMP-13). La détermination de l’expression de l’ICAM-1 à la surface des cellules est réalisée par cytométrie de flux. Des kits commerciaux ont servi pour mesurer le niveau de la MMP-13, de la prostaglandine E2 (PGE2), de l’activité de la caspase-8 et de la phosphorylation de la p38 MAPK, ERK1/2 et NF-κB-p65. RESULTATS: La modification du Col II par 0.2 mM HNE induit significativement l’expression des molécules d’adhésion telles que l’ICAM-1 et l’intégrine α1β1, de la MMP-13 sans avoir un effet sur la morphologie, la survie et le phénotype cellulaires. Nos résultats montrent aussi une forte augmentation de la phosphorylation de la p38 MAPK, d’ERK1/2 et de NF-κB-p65. Cependant, la modification du Col II par 2 mM HNE affecte la morphologie et la viabilité cellulaires et induit l’activité de la caspase-8. Elle inhibe fortement l’expression des integrines α1β1 et du Col II ainsi que la phosphorylation de l’ERK1/2 et de NF-κB-p65, mais par contre, induit significativement la production de la COX-2 et son produit la PGE2 ainsi que la phosphorylation de la p38 MAPK. Fait intéressant, le prétraitement des complexes HNE/Col II par 0.1 mM de carnosine empêche les changements phénotypiques et fonctionnels des chondrocytes. CONCLUSION : Ces nouveaux résultats suggèrent le rôle important de la modification du Col II par le HNE dans l’arthrose, en affectant le phénotype et le fonctionnement cellulaires des chondrocytes. La carnosine, par sa capacité de neutraliser le HNE, a révélé d’être un agent promoteur dans le traitement de l’arthrose.

Les récepteurs activés par les protéases dans les tissus articulaires humains arthrosiques

L’arthrose (OA) est une maladie articulaire dégénérative à l’étiologie complexe et diverse. Les travaux de ces dernières années ont démontré que l’OA est une pathologie affectant tous les tissus de l’articulation incluant le cartilage, la membrane synoviale et l’os sous-chondral. L’OA se traduit par une déstructuration et une perte de fonctionnalité de l’articulation, et est principalement caractérisée par une perte de cartilage articulaire. L’inflammation de la membrane synoviale joue un rôle déterminant dans la progression de l’OA, toutefois elle serait secondaire à la dégradation du cartilage. De plus, l’os sous-chondral est également le siège de nombreuses transformations lors de l’OA. Il est fortement suggéré que ces changements ne correspondent pas seulement à une conséquence, mais pourraient être une cause du développement de l’OA impliquant une communication entre ce tissu et le cartilage. Il est maintenant bien établi que les voies inflammatoires et cataboliques jouent un rôle crucial dans l’OA. C’est pourquoi, nous avons étudié l’implication d’une nouvelle famille de récepteurs membranaires, les PARs, et plus particulièrement le PAR-2 dans les voies physiopathologiques de l’OA. Notre hypothèse est que l’activation de PAR-2 au cours de l’OA est un phénomène majeur du développement/progression de la maladie faisant du récepteur PAR-2 un candidat privilégié pour le développement de nouvelles approches thérapeutiques ciblant non seulement le cartilage mais aussi l’os sous-chondral. Pour cette étude, nous avons travaillé in vitro avec des chondrocytes (Cr) et des ostéoblastes (Ob) OA respectivement du cartilage et de l’os sous-chondral du condyle fémoral humain. Nos résultats ont démontré que PAR-2 était plus exprimé dans les Cr et les Ob OA que dans les cellules normales. Par ailleurs, PAR-2 est régulé positivement par certains facteurs retrouvés au cours de l’OA comme l’IL-1β, le TNF-α et le TGF-β dans les Cr OA, et par l’IL-1β, le TNF-α et la PGE2 dans les Ob OA. De plus, les principaux facteurs cataboliques et inflammatoires, soit la MMP-1, la MMP-13 et la COX-2 sont produits en quantité plus élevée suite à l’activation du récepteur dans le cartilage OA. De même, l’activation de PAR-2 dans les Ob OA conduit à une production accrue de facteurs pro-résorptifs tels que RANKL, l’IL-6, la MMP-1 et la MMP-9, et à l’augmentation de l’activité pro-résorptive de ces cellules. En outre, dans les deux types tissulaires étudiés, l’activation de PAR-2 augmente l’activité de certaines protéines de la famille des MAPKinases comme Erk1/2, p38 et JNK. Finalement, nous avons conclu notre étude en employant un modèle in vivo d’OA induite chez la souris sauvage et déficiente pour le gène PAR-2. Nos résultats ont démontré que l’absence d’expression et de production de PAR-2 influençait le processus inflammatoire et les changements structuraux affectant à la fois le cartilage et l’os sous-chondral, conduisant à un ralentissement du développement de l’OA. Nos travaux de recherche ont donc permis de montrer que le récepteur PAR-2 est un élément majeur du processus OA en agissant sur les voies cataboliques et inflammatoires du cartilage, et sur le remodelage tissulaire de l’os sous-chondral. Mots-clés : Arthrose, chondrocyte, cartilage, ostéoblaste, os sous-chondral, PAR-2, MMPs, COX, ILs, RANKL, résorption osseuse, MAPKinase, catabolisme, inflammation