Glucose-induced phosphatidylinositol 3-kinase and mitogen-activated protein kinase-dependent upregulation of the platelet-derived growth factor-B receptor potentiates vascular smooth muscle cell chemotaxis

The aim of this study was to investigate the effects of elevated D-glucose concentrations on vascular smooth muscle cell (VSMC) expression of the platelet-derived growth factor (PDGF) beta receptor and VSMC migratory behavior. Immunoprecipitation, immunofluorescent staining, and RT-PCR of human VSMCs showed that elevated D-glucose induced an increase in the PDGF beta receptor that was inhibited by phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) and mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway inhibitors. Exposure to 25 mmol/l D-glucose (HG) induced increased phosphorylation of protein kinase B (PKB) and extracellular-regulated kinase (ERK). All HG chemotaxis assays (with either 10 days' preincubation in HG or no preincubation) in a FCS or PDGF-BB gradient showed positive chemotaxis, whereas those in 5 mmol/l D-glucose did not. Assays were also run with concentrations ranging from 5 to 25 mmol/l D-glucose. Chemotaxis was induced at concentrations >9 mmol/l D-glucose. An anti-PDGF beta receptor antibody inhibited glucose-potentiated VSMC chemotaxis, as did the inhibitors for the PI3K and MAPK pathways. This study has shown that small increases in D-glucose concentration, for a short period, increase VSMC expression of the PDGF beta receptor and VSMC sensitivity to chemotactic factors in serum, leading to altered migratory behavior in vitro. It is probable that similar processes occur in vivo with glucose-enhanced chemotaxis of VSMCs, operating through PDGF beta receptor-operated pathways, contributing to the accelerated formation of atheroma in diabetes.

High concentrations of dexamethasone suppresses the proliferation but not the differentiation of further maturation of human osteoblast precursor in vitro: relevance to glucocorticoid-induced osteoporosis

Objective. The use of glucocorticoids (GCs) in the treatment of RA is a frequent cause of bone loss. In vitro, however, this same class of steroids has been shown to promote the recruitment and/or maturation of primitive osteogenic precursors present in the colony forming unit-fibroblastic (CFU-F) fraction of human bone and marrow. In an effort to reconcile these conflicting observations, we investigated the effects of the synthetic GC dexamethasone (Dx) on parameters of growth and osteogenic differentiation in cultures of bone marrow stromal cells derived from a large cohort of adult human donors (n=30). Methods. Marrow suspensions were cultured in the absence and presence of Dx at concentrations between 10 pm and 1 µm. After 28 days we determined the number and diameter of colonies formed, the total number of cells, the surface expression of receptors for selected growth factors and extracellular matrix proteins and, based on the expression of the developmental markers alkaline phosphatase (AP) and the antigen recognized by the STRO-1 monoclonal antibody, the proportion of cells undergoing osteogenic differentiation and their extent of maturation. Results. At a physiologically equivalent concentration, Dx had no effect on the adhesion of CFU-F or on their subsequent proliferation, but did promote their osteogenic differentiation and further maturation. These effects were independent of changes in the expression of the receptors for fibroblast growth factors, insulin-like growth factor 1, nerve growth factor, platelet-derived growth factors and parathyroid hormone/parathyroid hormone-related protein, but were associated with changes in the number of cells expressing the 2 and 4, but not ß1, integrin subunits. At supraphysiological concentrations, the effects of Dx on the osteogenic recruitment and maturation of CFU-F and their progeny were maintained but at the expense of a decrease in cell number. Conclusions. A decrease in the proliferation of osteogenic precursors, but not in their differentiation or maturation, is likely to be a key factor in the genesis of GC-induced bone loss.

Elevated NRD1 metalloprotease expression plays a role in breast cancer growth and proliferation

Understanding the molecular etiology of cancer and increasing the number of drugs and their targets are critical to cancer management. In our attempt to unravel novel breast-cancer associated proteins, we previously conducted protein expression profiling of the MCF10AT model, which comprises a series of isogenic cell lines that mimic different stages of breast cancer progression. NRD1 expression was found to increase during breast cancer progression. Here, we attempted to confirm the relevance of NRD1 in clinical breast cancer and understand the functional role and mechanism of NRD1 in breast cancer cells. Immunohistochemistry data show that NRD1 expression was elevated in ductal carcinoma in situ and invasive ductal carcinomas compared with normal tissues in 30% of the 26 matched cases studied. Examination of NRD1 expression in tissue microarray comprising >100 carcinomas and subsequent correlation with clinical data revealed that NRD1 expression was significantly associated with tumor size, grade, and nodal status (P <0.05). Silencing of NRD1 reduced MCF10CA1h and MDA-MD-231 breast-cancer-cell proliferation and growth. Probing the oncogenic EGF signaling pathways revealed that NRD1 knock down did not affect overall downstream tyrosine phosphorylation cascades including AKT and MAPK activation. Instead, silencing of NRD1 resulted in a reduction of overall cyclin D1 expression, a reduction of EGF-induced increase in cyclin D1 expression and an increase in apoptotic cell population compared with control cells.

Endothelin-1 and H2O2-induced signaling in vascular smooth muscle cells : modulation by CaMKII and Nitric oxide

L’endothéline-1 (ET-1) est un peptide vasoactif extrêmement puissant qui possède une forte activité mitogénique dans les cellules du muscle lisse vasculaire (VSMCs). Il a été démontré que l’ET-1 est impliquée dans plusieurs maladies cardio-vasculaires, comme l’athérosclérose, l'hypertension, la resténose après l'angioplastie, l’insuffisance cardiaque et l'arythmie. L’ET-1 exerce ses effets via plusieurs voies de signalisation qui incluent le Ca2+, les protéines kinases activées par les mitogènes (MAPKs) y compris les kinases régulées par les signaux extracellulaires (ERK1/2) et la voie de la phosphatidylinositol 3-kinase (PI-3K)/protein kinase B (PKB). Plusieurs études ont démontré que les dérivés réactifs de l'oxygène (ROS) peuvent jouer un rôle important dans la signalisation d’ERK1/2 et de PKB induite par plusieurs facteurs de croissance et hormones. Nous avons précédemment montré que l'ET-1 produit des ROS qui agissent comme médiateur de la signalisation cellulaire induite par l’ET-1. Le peroxyde d’hydrogène (H2O2), une molécule qui appartient à la famille des ROS, peut activer les voies de la MAPK et de la PKB dans les VSMCs. Par ailleurs, nos résultats suggèrent également que le Ca2+ et la calmoduline (CaM) sont essentiels pour la phosphorylation d’ERK1/2, de p38 et de PKB induite par le H2O2 dans les VSMCs. La Ca2+/CaM-dependent protein kinases II (CaMKII) est une sérine/thréonine protéine kinase multifonctionnelle activée par le Ca2+/CaM. Il a été montré que la CaMKII est impliquée dans les voies de signalisation induite par le H2O2 dans les cellules endothéliales. Cependant, le rôle de la CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de la proline-rich tyrosine kinase 2 (Pyk2) induite par l’ET-1 et le H2O2, de même que son rôle dans l’effet hypertrophique et prolifératif de l’ET-1 dans les VSMCs demeure inexploré. Le monoxyde d’azote (NO) est une molécule vasoactive impliquée dans la régulation de plusieurs réponses hormonales. Le NO peut moduler la signalisation contrôlant la croissance cellulaire induite par plusieurs agonistes d’où son rôle protecteur dans le système vasculaire. Des études ont montré que le NO peut inhiber la voie de Ras/Raf/ERK1/2 et la voie de PKB induite par le facteur de croissance endothélial (EGF) et l’angiotensine II (Ang II). Beaucoup d’autres travaux ont mis en évidence un cross-talk entre les voies de signalisation activées par l’ET-1 et le NO. La capacité du NO à inhiber la signalisation intracellulaire induite par l’ET-1 dans les VSMCs demeure inconnue. Le travail présenté dans cette thèse vise à déterminer le rôle du système Ca2+-CaM-CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1 et le H2O2 ainsi que son rôle dans la croissance et la prolifération cellulaire induites par l’ET-1 dans les VSMCs. Nous avons également testé le rôle du NO dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 ainsi que la synthèse protéique induite par l’ET-1. Dans la première partie de notre étude, nous avons examiné le rôle de la CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2 et de PKB induite par l’ET-1 dans les VSMCs en utilisant trois approches différentes i.e. l'usage d'inhibiteurs pharmacologiques, un peptide auto-inhibiteur de la CaMKII (CaMKII AIP) et la technique de siRNA. Nous avons démontré que la CaMKII est impliquée dans la phosphorylation d’ERK1/2 et de PKB induite par l’ET-1 dans les VSMCs. Des études précédentes ont montré à l’aide d’inhibiteurs pharmacologiques comme le KN-93 que l'Ang II et les agents induisant une augmentation de la concentration en Ca2+ intracellulaire comme l’ionomycine, provoquent la phosphorylation d’ERK1/2 via la CaM dans les VSMCs. Cependant, en utilisant différentes approches, nos études ont montré pour la première fois une implication de la CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2 et de PKB induite par l’ET-1 dans les VSMCs. Nous avons également rapporté pour la première fois, un rôle crucial de la CaMKII dans la pathophysiologie vasculaire associée à l’ET-1 puisque l’activation de la CaMKII joue un rôle important dans l’hypertrophie et la croissance cellulaire. Dans la deuxième partie, à la lumière des études précédentes qui montraient que les ROS agissent comme médiateurs de la signalisation induite par l’ET-1 dans les VSMCs, nous avons examiné si la CaMKII est également impliquée dans l’activation des voies d’ERK1/2 et de PKB induite par le H2O2. En utilisant des approches pharmacologiques et moléculaires, nous avons montré, comme pour l’ET-1, que la CaMKII joue un rôle critique en amont de la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par le H2O2. Nous avons précédemment montré que la transactivation du récepteur de type I de l’insulin-like growth factor (IGF-1R) est nécessaire à l’activation de PKB induite par le H2O2. Pour cette raison, nous avons examiné l'effet de l'inhibition de la CaMKII par l’inhibiteur pharmacologique ou par le knock-down de la CaMKII sur la phosphorylation d’IGF-1R induite par le H2O2. Les résultats démontrent que la CaMKII joue un rôle critique en amont de la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et d’IGF-1R induite par le H2O2. Dans la troisième partie de notre étude, nous avons également examiné le mécanisme moléculaire par lequel le NO exerce ses effets anti-mitogéniques et anti-hypertrophiques dans la signalisation induite par l’ET-1. En testant l'effet de deux différents donneurs de NO (S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP), sodium nitroprusside (SNP)) et un inhibiteur de NO synthase, le N (G)-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME) dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1, nous avons observé que le NO a un effet inhibiteur sur la signalisation induite par l’ET-1 dans les VSMCs. Par ailleurs, le 8-Br-GMPc, un analogue du GMPc, a un effet similaire à celui des deux donneurs du NO, tandis que l’oxadiazole quinoxaline (ODQ), un inhibiteur de la guanylate cyclase soluble, inverse l'effet inhibiteur du NO. Nous concluons que le NO diminue la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1 d’une manière dépendante du GMPc. Le NO inhibe aussi les effets hypertrophiques de l’ET-1 puisque le traitement avec le SNAP diminue la synthèse des protéines induite par l’ET-1. En résumé, les études présentées dans cette thèse démontrent que l’ET-1 et le H2O2 sont des activateurs de la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 dans les VSMCs et que la CaMKII s’avère nécessaire pour ce processus, en agissant en amont de l’activation de IGF-1R induite par le H2O2 dans les VSMCs. Elles montrent également que le NO inhibe la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1. Enfin, nos travaux suggèrent aussi que l’activation de la CaMKII stimule la synthèse des protéines et de l’ADN induites par l’ET-1 alors que le NO inhibe la synthèse des protéines induite par ET-1. Mots clés: Endothéline ; Peroxyde d'hydrogène ; CaMKII ; Monoxyde d’azote ; Système vasculaire ; PKB; ERK1/2; IGF-1R; Hypertrophie.

Role of receptor and non-receptor protein tyrosine kinases in vasoactive peptide-induced signaling

L'endothéline-1 (ET-1) et l'angiotensine II (Ang II) jouent un rôle important dans le maintien de la pression artérielle et l'homéostasie vasculaire. Une activité accrue de ces peptides vasoactifs est présumée contribuer au développement de pathologies vasculaires, telles que l'hypertension, l'athérosclérose, l'hypertrophie et la resténose. Ceci est causé par une activation excessive de plusieurs voies de signalisation hypertrophiques et prolifératives, qui incluent des membres de la famille des Mitogen Activated Protein Kinases (MAPK), ainsi que la famille phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-K) / protéine kinase B (PKB). Bien que l'activation de ces voies de signalisation soit bien élucidée, les éléments en amont responsables de l'activation des MAPK et de la PKB, induite par l'ET-1 et Ang II, demeurent mal compris. Durant les dernières années, le concept de la transactivation de récepteurs et/ou non-récepteurs protéines tyrosine kinases (PTK) dans le déclenchement des événements de signalisation induits par les peptides vasoactifs a gagné beaucoup de reconnaissance. Nous avons récemment démontré que la PTK Insulin-like Growth Factor type-1 Receptor (IGF-1R) joue un rôle dans la transduction des signaux induits par l‟H2O2, menant à la phosphorylation de la PKB. Étant donné que les peptides vasoactifs génèrent des espèces réactives d'oxygène, telles que l‟H2O2 lors de leur signalisation, nous avons examiné le rôle de d‟IGF-1R dans la phosphorylation de la PKB et les réponses hypertrophiques dans les cellules muscle lisse vasculaires (CMLV) induites par l'ET-1 et Ang II. AG-1024, un inhibiteur spécifique de l'IGF-1R, a atténué la phosphorylation de la PKB induite à la fois par l'ET-1 et Ang II. Le traitement des CMLVs avec l‟ET-1 et Ang II a également induit une phosphorylation des résidus tyrosine dans les sites d'autophosphorylation d'IGF-1R, celle-ci a été bloquée par l‟AG-1024. En outre, l‟ET-1 et l‟Ang II on tous les deux provoqué la phosphorylation de c-Src, une PTK non-récepteur, bloqué par PP-2, inhibiteur spécifique de la famille Src. La PP-2 a également inhibé la phosphorylation de PKB et d‟IGF-1R induite par l‟ET-1 et l‟Ang II. De plus, la synthèse de protéines ainsi que d‟ADN, marqueurs de la prolifération cellulaire et de l'hypertrophie, ont également été atténuée par l‟AG-1024 et le PP-2. Bien que ce travail démontre le rôle de c-Src dans la phosphorylation PKB induite par l'ET-1 et Ang II, son rôle dans l'activation des MAPK induit par l'ET-1 dans les CMLVs reste controversé. Par conséquent, nous avons examiné l'implication de c-Src dans l'activation de ERK 1/2, JNK et p38MAPK, par l'ET-1 et Ang II, ainsi que leur capacité à régulariser l'expression du facteur de transcription Early growth transcription factor-1 « Egr-1 ». ET-1 et Ang II ont induit la phosphorylation de ERK 1/2, JNK et p38 MAPK, et ont amplifié l'expression d'Egr-1 dans les CMLVs. Cette augmentation de la phosphorylation des MAPK a été diminuée par la PP-2, qui a aussi atténué l'expression d'Egr-1 induite par l'ET-1 et l'Ang II. Une preuve supplémentaire du rôle de c-Src dans ce processus a été obtenue en utilisant des fibroblastes embryonnaires de souris déficientes en c-Src (Src -/- MEF). L'expression d'Egr-1, ainsi que l'activation des trois MAPKs par l'ET-1 ont été atténuées dans les cellules Src -/- par rapport au MEF exprimant des taux normaux Src. En résumé, ces données suggèrent que l'IGF-1R et c-Src PTK jouent un rôle essentiel dans la régulation de la phosphorylation de PKB et des MAPK dans l‟expression d'Egr-1, ainsi que dans les réponses hypertrophiques et prolifératives induites par l'ET-1 et Ang II dans les CMLVs.

Neuronal degeneration in streptozotocin induced diabetic rats: Effect of Aegle marmelose and pyridoxine in pancreatic cell proliferation and neuronal Surviva

This thesis Entitled Neuronal degeneration in streptozotocin induced diabetic rats: effect of aegle marmelose and pyridoxine in pancreatic B cell proliferation and neuronal survival. Diabetes mellitus, a chronic metabolic disorder results in neurological dysfunctions and structural changes in the CNS. Antioxidant therapy is a challenging but necessary dimension in the management of diabetes and neurodegenerative changes associated with it. Our results showed regional variation and imbalance in the expression pattern of dopaminergic receptor subtypes in diabetes and its role in imbalanced insulin signaling and glucose regulation. Disrupted dopaminergic signaling and increased hyperglycemic stress in diabetes contributed to the neuronal loss. Neuronal loss in diabetic rats mediated through the expression of pattern of GLUT-3, CREB, IGF-1, Akt-1, NF,B, second messengers- cAMP, cGMP, IP3 and activation of apoptotic factors factors- TNF-a,caspase-8. Disrupted dopaminergic receptor expressions and its signaling in pancreas contributed defective insulin secretion in diabetes. Activation of apoptotic factors- TNF- a,caspase-8 and defective functioning of neuronal survival factors, disrupted second messenger signaling modulated neuronal viability in diabetes. Hyperglycemic stress activated the expression of TNF-a,caspase-8, BAX and differential expression of anti oxidant enzymes- SOD and GPx in liver lead to apoptosis. Treatment of diabetic rats with insulin, Aegle marmelose and pyridoxine significantly reversed the altered dopaminergic neurotransmission, GLUT3, GLUT2, IGF-1 and second messenger signaling. Antihyperglycemic and antioxidant activity of Aegle marmelose and pyridoxine enhanced pancreatic B cell proliferation, increased insulin synthesis and secretion in diabetic rats. Thus our results conclude the neuroprotective and regenerating ability of Aegle marmelose and pyridoxine which in turn has a novel therapeutic role in the management of diabetes.

Synthetic modified N-POMC(1-28) controls in vivo proliferation and blocks apoptosis in rat adrenal cortex

The identity of the pro-opiomelanocortin (POMC)-derived mitogen in the adrenal cortex has been historically controversial. We have used well-established in vivo models, viz., hypophysectomized (Hyp) or dexamethasone (Dex)-treated rats, to study the effect of the synthetic modified peptide N-terminal POMC (N-POMC(1-28)) on DNA synthesis in the adrenal cortex, as assessed by BrdU incorporation and compared with adrenocorticotropic hormone (ACTH). We evaluated the importance of disulfide bridges on proliferation by employing N-POMC(1-28) without disulfide bridges and with methionines replacing cysteines. Acute administration of synthetic modified N-POMC(1-28) distinctly increased DNA synthesis in the zona glomerulosa and zona fasciculata, but not in the zona reticularis in Hyp rats, whereas in Dex-treated rats, this peptide was effective in all adrenal zones. ACTH administration led to an increase of BrdU-positive cells in all adrenal zones irrespective of the depletion of Hyp or Dex-POMC peptides. The use of the ACTH antagonist, ACTH(7-38), confirmed the direct participation of ACTH in proliferation. Two different approaches to measure apoptosis revealed that both peptides similarly exerted a protective effect on all adrenocortical zones, blocking the apoptotic cell death induced by hypophysectomy. Thus, ACTH(1-39) and N-POMC(1-28) have similar actions suggesting that the disulfide bridges are important but not essential. Both peptides seem to be important factors determining adrenocortical cell survival throughout the adrenal cortex, reinforcing the idea that each zone can be renewed from within itself.

PPARγ ligands, 15-deoxy-Δ12,14-prostaglandin J2 and rosiglitazone regulate human cultured airway smooth muscle proliferation through different mechanisms

1. The influence of two peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ) ligands, a thiazolidinedione, rosiglitazone (RG) and the prostaglandin D2 metabolite 15-deoxy-Δ12,14-prostaglandin J2 (15d-PGJ2) on the proliferation of human cultured airway smooth muscle (HASM) was examined.

2. The increases in HASM cell number in response to basic fibroblast growth factor (bFGF, 300 pm) or thrombin (0.3 U ml−1) were significantly inhibited by either RG (1–10 μm) or 15d-PGJ2 (1–10 μm). The effects of RG, but not 15d-PGJ2, were reversed by the selective PPARγ antagonist GW9662 (1 μm).

3. Neither RG nor 15d-PGJ2 (10 μm) decreased cell viability, or induced apoptosis, suggesting that the regulation of cell number was due to inhibition of proliferation, rather than increased cell death.

4. Flow-cytometric analysis of HASM cell cycle distribution 24 h after bFGF addition showed that RG prevented the progression of cells from G1 to S phase. In contrast, 15d-PGJ2 caused an increase in the proportion of cells in S phase, and a decrease in G2/M, compared to bFGF alone.

5. Neither RG nor 15d-PGJ2 inhibited ERK phosphorylation measured 6 h post mitogen addition. The bFGF-mediated increase in cyclin D1 protein levels after 8 h was reduced in the presence of 15d-PGJ2, but not RG.

6. Although both RG and 15d-PGJ2 can inhibit proliferation of HASM irrespective of the mitogen used, only the antiproliferative effects of RG appear to be PPARγ-dependent. The different antimitogenic mechanisms of 15d-PGJ2 and synthetic ligands for PPARγ may be exploited to optimise the potential for these compounds to inhibit airway remodelling in asthma.

NDRG2 promotes myoblast proliferation and caspase 3/7 activities during differentiation, and attenuates hydrogen peroxide - but not palmitate-induced toxicity

The function of the stress-responsive N-myc downstream-regulated gene 2 (NDRG2) in the control of myoblast growth, and the amino acids contributing to its function, are not well characterized. Here, we investigated the effect of increased NDRG2 levels on the proliferation, differentiation and apoptosis in skeletal muscle cells under basal and stress conditions. NDRG2 overexpression increased C2C12 myoblast proliferation and the expression of positive cell cycle regulators, cdk2, cyclin B and cyclin D, and phosphorylation of Rb, while the serine/threonine-deficient NDRG2, 3A-NDRG2, had less effect. The onset of differentiation was enhanced by NDRG2 as determined through the myogenic regulatory factor expression profiles and myocyte fusion index. However, the overall level of differentiation in myotubes was not different. While NDRG2 up-regulated caspase 3/7 activities during differentiation, no increase in apoptosis was measured by TUNEL assay or through cleavage of caspase 3 and PARP proteins. During H2O2 treatment to induce oxidative stress, NDRG2 helped protect against the loss of proliferation and ER stress as measured by GRP78 expression with 3A-NDRG2 displaying less protection. NDRG2 also attenuated apoptosis by reducing cleavage of PARP and caspase 3 and expression of pro-apoptotic Bax while enhancing the pro-survival Bcl-2 and Bcl-xL levels. In contrast, Mcl-1 was not altered, and NDRG2 did not protect against palmitate-induced lipotoxicity. Our findings show that NDRG2 overexpression increases myoblast proliferation and caspase 3/7 activities without increasing overall differentiation. Furthermore, NDRG2 attenuates H2O2-induced oxidative stress and specific serine and threonine amino acid residues appear to contribute to its function in muscle cells.

Lack of Chemopreventive Activity of Agaricus blazei Mushroom on the Development of 1,2-Dimethylhydrazine-Induced Colonic Aberrant Crypt Foci in Rats

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

Cytotoxicity and Regenerative Proliferation as the Mode of Action for Diuron-Induced Urothelial Carcinogenesis in the Rat

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

Proliferation and apoptotic rates and increased frequency of p63-positive cells in the prostate acinar epithelium of alloxan-induced diabetic rats

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Placental glutathione S-transferase correlates with cellular proliferation during rat tonguie carcinogenesis induced by 4-nitroquinoline 1-oxide

Taking into consideration that glutatione S-transferase (GST) and cellular proliferation play a crucial role during carcinogenesis, the goal of this study was to investigate the expression of placental GST, called GST-P, and proliferating cellular nuclear antigen (PCNA) by means of immunohistochemistry during rat tongue carcinogenesis induced by 4-nitroquinoline 1-oxide (4NQO). This is a useful model for studying oral squamous cell carcinoma phase by phase. Male Wistar rats were distributed into three groups of 10 animals each and treated with 50 ppm 4NQO solution by drinking water for 4, 12 or 20 weeks. Ten animals were used as negative control. GST-P positive foci were detected in non-neoplastic oral cells at 4 weeks of 4NQO administration. In the same way, GST-P positive cells were detected in pre-neoplastic lesions and squamous cell carcinomas induced after 12 and 20 weeks-treatment, respectively. None of the control animals expressed GST-P positive cells. Regarding cellular proliferation, PCNA positive nuclei were higher at 12 and 20 weeks following 4NQO exposure (p < 0.05) when compared to negative control. These results suggest that the expression of GST-P is correlated with cellular proliferation, in which GST-P is associated with risk and progression of oral cancer, whereas PCNA is closely involved during neoplastic conversion. (c) 2007 Published by Elsevier GmbH.