Anchoring of an immunogenic Plasmodium falciparum circumsporozoite protein on the surface of Dictyostelium discoideum.

The circumsporozoite protein (CSP), a major antigen of Plasmodium falciparum, was expressed in the slime mold Dictyostelium discoideum. Fusion of the parasite protein to a leader peptide derived from Dictyostelium contact site A was essential for expression. The natural parasite surface antigen, however, was not detected at the slime mold cell surface as expected but retained intracellularly. Removal of the last 23 amino acids resulted in secretion of CSP, suggesting that the C-terminal segment of the CSP, rather than an ectoplasmic domain, was responsible for retention. Cell surface expression was obtained when the CSP C-terminal segment was replaced by the D. discoideum contact site A glycosyl phosphatidylinositol anchor signal sequence. Mice were immunized with Dictyostelium cells harboring CSP at their surface. The raised antibodies recognized two different regions of the CSP. Anti-sporozoite titers of these sera were equivalent to anti-peptide titers detected by enzyme-linked immunosorbent assay. Thus, cell surface targeting of antigens can be obtained in Dictyostelium, generating sporozoite-like cells having potentials for vaccination, diagnostic tests, or basic studies involving parasite cell surface proteins.

Constitutively active alpha-1b adrenergic receptor mutants display different phosphorylation and internalization features.

We compared the phosphorylation and internalization properties of constitutively active alpha-1b adrenergic receptor (AR) mutants carrying mutations in two distant receptor domains, i.e., at A293 in the distal part of the third intracellular loop and at D142 of the DRY motif lying at the end of the third transmembrane domain. For the A293E and A293I mutants the levels of agonist-independent phosphorylation were 150% and 50% higher than those of the wild-type alpha-1b AR, respectively. On the other hand, for the constitutively active D142A and D142T mutants, the basal levels of phosphorylation were similar to those of the wild-type alpha-1b AR and did not appear to be further stimulated by epinephrine. Overexpression of the guanyl nucleotide binding regulatory protein-coupled receptor kinase GRK2 further increases the basal phosphorylation of the A293E mutant, but not that of D142A mutant. Both the wild-type alpha-1b AR and the A293E mutant could undergo beta-arrestin-mediated internalization. The epinephrine-induced internalization of the constitutively active A293E mutant was significantly higher than that of the wild-type alpha-1b AR. In contrast, the D142A mutant was impaired in its ability to interact with beta-arrestin and to undergo agonist-induced internalization. Interestingly, a double mutant A293E/D142A retained very high constitutive activity and regulatory properties of both the A293E and D142A receptors. These findings demonstrate that two constitutively activating mutations occurring in distant receptor domains of the alpha-1b AR have divergent effects on the regulatory properties of the receptor.

Historical review: Negative efficacy and the constitutive activity of G-protein-coupled receptors.

The idea that a receptor can produce signalling without agonist intervention and that several antagonists can be 'active' in repressing such spontaneous activity is contained in the concept of ligand-induced conformational changes. Yet, this idea was neglected by pharmacologists for many years. In this article, we review the events that brought inverse agonism and constitutive activity to general attention and made this phenomenon a topic of current research. We also suggest a classification of antagonists based on the cooperativity that links their primary site of interaction with other functional domains of the receptor.

Role and regulation of islet-Brain 1 in pancreatic β-cells

Résumé : L'insuline est produite et sécrétée par la cellule ß-pancréatique. Son rôle est de régler le taux de sucre dans le sang. Si ces cellules meurent ou échouent à produire suffisamment de l'insuline, les sujets développent le diabète de type 2 (DT2), une des maladies les plus communes dans les pays développés. L'excès chronique des lipoprotéines LDL oxydés (oxLDL) et/ou des cytokines pro-inflammatoires comme l'interleukine-1ß (IL-1ß) participent au dérèglement et à la mort des cellules ß. Nous avons montré qu'une chute des niveaux d'expression de la protéine nommée «mitogen activated protein kinase 8 interacting protein 1» ou «islet brain 1 (IB 1)» est en partie responsable des effets provoqués par les oxLDL ou IL-1ß. IB1 régule l'expression de l'insuline et la survie cellulaire en inhibant la voie de signalisation « c-jun N-terminal Kinase (JNK)». La réduction des niveaux d'expression d'IB1 provoque l'activation de la voie JNK en réponse aux facteurs environnementaux, et ainsi initie la réduction de l'expression de l'insuline et l'induction du programme de mort cellulaire. Les mimétiques de l'hormone "Glucagon-like peptide 1", tel que l'exendin-4 (ex-4), sont une nouvelle classe d'agents hypoglycémiants utilisés dans le traitement du DT2. Les effets bénéfiques de l'ex-4 sont en partie accomplis en préservant l'expression de l'insuline et la survie des cellules ß contre les stress associés au DT2. La restauration des niveaux d'expression d'IB1 est un des mécanismes par lequel l'ex-4 prodigue son effet sur la cellule. En effet, cette molécule stimule l'activité du promoteur du gène et ainsi compense la réduction du contenu en IB1 causée par le stress. Outre ce rôle anti-apoptotique, dans ce travail de thèse nous avons mis en évidence une autre fonction d'IB1 dans la cellule ß. La réduction de l'activité ou des niveaux d'expression d'IB1 induisent une réduction importante de la sécrétion de l'insuline en réponse au glucose. Le mécanisme par lequel IB1 régule la sécrétion de l'insuline implique à la fois le métabolisme du glucose et éventuellement le transport vésiculaire en contrôlant l'expression de la protéine annexin A2. En résumé, IB 1 est une molécule clé à travers laquelle l'environnement du diabétique pourrait exercer un effet délétère sur la cellule ß. L'amélioration de l'activité d'IB1 et/ou de son expression devrait être considérée dans les approches thérapeutiques futures visant à limiter la perte des cellules ß dans le diabète. Abstract : ß-cells of the pancreatic islets of Langerhans produce and secrete insulin when blood glucose rises. In turn, insulin ensures that plasma glucose concentrations return within a relatively narrow physiological range. If ß-cells die or fail to produce enough insulin, individuals develop one of the most common diseases in Western countries, namely type 2 diabetes (T2D). Chronic excess of oxidized low density lipoproteins (oxLDL) and/or pro-inflammatory cytokines such as interleukin 1-ß (IL-1ß) contribute to decline of ß-cells and thereby are thought to accelerate progression of the disease overtime. We showed that profound reduction in the levels of the mitogen activated protein kinase 8 interacting protein 1 also called islet brain 1 (IB1) causes ß-cell failure accomplished by oxLDL or IL-1 ß. IB1 regulates insulin expression and cell survivals by inhibiting the c-Jun N-terminal Kinase pathway. Diminution in IB 1 levels leads to an increase in activation of the JNK pathway induced by environmental stressors, and thus initiates loss of insulin expression and programmed cell death. The mimetic agents of the glucoincretin glucagon-like peptide 1 such as exendin-4 (ex-4) are new class of hypoglycaemic medicines for treatment of T2D. The beneficial property is in part achieved by preserving insulin expression and ß-cell survival against stressors related to diabetes. Restored levels in IB 1 account for the cytoprotective effect of the ex-4. In fact, the latter molecule .stimulates the promoter activity of the gene and thus compensates loss of IB1 content triggered by stress. Beside of the anti-apoptotic role, an additional leading function for IB 1 in ß-cells was highlighted in this thesis. Impairment in IB1 activity or silencing of the gene in ß-cells revealed a major reduction in insulin secretion elicited by glucose. The mechanisms whereby IB 1 couples glucose to insulin release involve glucose metabolism and potentially, vesicles trafficking by maintaining the levels of annexin A2. IB 1 is therefore a key molecule through which environmental factors related to diabetes may exert harmful effects on ß-cells. Improvement in IB 1 activity and/or expression should be considered as a target for therapeutic purpose.

Demyelination induced by protein kinase C-activating tumor promoters in aggregating brain cell cultures.

The plasticity of mature oligodendrocytes was studied in aggregating brain cell cultures at the period of maximal expression of myelin marker proteins. The protein kinase C (PKC)-activating tumor promoters mezerein and phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), but not the inactive phorbol ester analog 4alpha-PMA, caused a pronounced decrease of myelin basic protein (MBP) content and 2',3'-cyclic nucleotide 3'-phosphohydrolase (CNP) activity. In contrast, myelin/oligodendrocyte protein (MOG) content was affected relatively little. Northern blot analyses showed a rapid reduction of MBP and PLP gene expression induced by mezerein, and both morphological and biochemical findings indicate a drastic loss of compact myelin. During the acute phase of demyelination, only a relatively small increase in cell death was perceptible by in situ end labeling and in situ nick translation. Basic fibroblast growth factor (bFGF) also reduced the levels of the oligodendroglial differentiation markers and enhanced the demyelinating effects of the tumor promoters. The present results suggest that PKC activation resulted in severe demyelination and partial loss of the oligodendrocyte-differentiated phenotype.

An isoform of microtubule-associated protein 2 (MAP2) containing four repeats of the tubulin-binding motif.

Microtubule-associated protein 2 (MAP2) exists in both high- and low-molecular mass isoforms, each of which has a tubulin-binding domain consisting of 3 imperfect tandem repeats of 31 amino acids containing a more highly conserved 18 amino acid 'core' sequence. We describe here a novel form of low molecular mass MAP2 (MAP2c) that contains an additional 4th repeat of this tubulin-binding motif. Like the 3 previously known repeat sequences, this 4th copy is highly conserved between MAP2 and the two other known members of the same gene family, tau and MAP4. In each of these three genes the additional 4th repeat is inserted between the 1st and 2nd repeats of the 3-repeat form of the molecule. Experiments with brain cell cultures, in which the relative proportions of neurons and glia had been manipulated by drug treatment, showed that 4-repeat MAP2c is associated with glial cells whereas 3-repeat MAP2c is expressed in neurons. Whereas 3-repeat MAP2c is expressed early in development and then declines, the level of 4-repeat MAP2c increases later in development, corresponding to the relatively late differentiation of glial cells compared to neurons. When transfected into non-neuronal cells, the 4-repeat version of MAP2c behaved indistinguishably from the 3-repeat form in stabilising and rearranging cellular microtubules. The presence of an additional 4th repeat of the tubulin-binding motif in all three members of the MAP2 gene family suggests that this variant arose prior to their differentiation from an ancestral gene.

Remorin, a uronide binding protein with physical properties similar to the tobacco mosaic virus movement protein

The extracellular pectic matrix is a rich source of oligogalacturonic acid (OGA), one of the most abundant polymeric regulatory molecules on the earth's surface. OGAs regulate the expression of a variety of defense genes and have also been implicated in developmental processes. Little is known about how cells perceive OGAs and we have been attempting to characterise proteins capable of interacting with these molecules. We recently succeeded in cloning a cDNA encoding a small OGA-binding protein, remorin. OGA-binding to remorin is not highly specific, the protein binds homogalacturonides, complex pectic polymers and the animal polyuronide heparin. This lack of specificity contrasts with that often observed with classical receptors and the function of remorin remains to be discovered. Remorin copurifies with the plasma membrane but is a very hydrophilic polypeptide. Its behavior during cell fractionation, as well as a number of properties including the OGA-stimulated in vitro phosphorylation and preliminary localization studies, all suggest parallels with some viral movement proteins. Some of these comparisons will be presented. Experiments to directly test for the possible role of this protein in cell-to-cell signalling are in progress. EEF is supported by FNRS grant 31-3672-92.

High-mobility group box-1 protein determination in postmortem samples.

The aims of this study were to assess whether high-mobility group box-1 protein can be determined in biological fluids collected during autopsy and evaluate the diagnostic potential of high-mobility group box-1 protein in identifying sepsis-related deaths. High-mobility group box-1 protein was measured in serum collected during hospitalization as well as in undiluted and diluted postmortem serum and pericardial fluid collected during autopsy in a group of sepsis-related deaths and control cases with noninfectious causes of death. Inclusion criteria consisted of full biological sample availability and postmortem interval not exceeding 6h. The preliminary results indicate that high-mobility group box-1 protein levels markedly increase after death. Concentrations beyond the upper limit of the calibration curve were obtained in undiluted postmortem serum in septic and traumatic control cases. In pericardial fluid, concentrations beyond the upper limit of the calibration curve were found in all cases. These findings suggest that the diagnostic potential of high-mobility group box-1 protein in the postmortem setting is extremely limited due to molecule release into the bloodstream after death, rendering antemortem levels difficult or impossible to estimate even after sample dilution.

Molecular evidence for a functional ecdysone signaling system in Brugia malayi.

BACKGROUND: Filarial nematodes, including Brugia malayi, the causative agent of lymphatic filariasis, undergo molting in both arthropod and mammalian hosts to complete their life cycles. An understanding of how these parasites cross developmental checkpoints may reveal potential targets for intervention. Pharmacological evidence suggests that ecdysteroids play a role in parasitic nematode molting and fertility although their specific function remains unknown. In insects, ecdysone triggers molting through the activation of the ecdysone receptor: a heterodimer of EcR (ecdysone receptor) and USP (Ultraspiracle). METHODS AND FINDINGS: We report the cloning and characterization of a B. malayi EcR homologue (Bma-EcR). Bma-EcR dimerizes with insect and nematode USP/RXRs and binds to DNA encoding a canonical ecdysone response element (EcRE). In support of the existence of an active ecdysone receptor in Brugia we also cloned a Brugia rxr (retinoid X receptor) homolog (Bma-RXR) and demonstrate that Bma-EcR and Bma-RXR interact to form an active heterodimer using a mammalian two-hybrid activation assay. The Bma-EcR ligand-binding domain (LBD) exhibits ligand-dependent transactivation via a GAL4 fusion protein combined with a chimeric RXR in mammalian cells treated with Ponasterone-A or a synthetic ecdysone agonist. Furthermore, we demonstrate specific up-regulation of reporter gene activity in transgenic B. malayi embryos transfected with a luciferase construct controlled by an EcRE engineered in a B. malayi promoter, in the presence of 20-hydroxy-ecdysone. CONCLUSIONS: Our study identifies and characterizes the two components (Bma-EcR and Bma-RXR) necessary for constituting a functional ecdysteroid receptor in B. malayi. Importantly, the ligand binding domain of BmaEcR is shown to be capable of responding to ecdysteroid ligands, and conversely, ecdysteroids can activate transcription of genes downstream of an EcRE in live B. malayi embryos. These results together confirm that an ecdysone signaling system operates in B. malayi and strongly suggest that Bma-EcR plays a central role in it. Furthermore, our study proposes that existing compounds targeting the insect ecdysone signaling pathway should be considered as potential pharmacological agents against filarial parasites.

Phosphorylation of Phytochrome B Inhibits Light-Induced Signaling via Accelerated Dark Reversion in Arabidopsis.

The photoreceptor phytochrome B (phyB) interconverts between the biologically active Pfr (λmax = 730 nm) and inactive Pr (λmax = 660 nm) forms in a red/far-red-dependent fashion and regulates, as molecular switch, many aspects of light-dependent development in Arabidopsis thaliana. phyB signaling is launched by the biologically active Pfr conformer and mediated by specific protein-protein interactions between phyB Pfr and its downstream regulatory partners, whereas conversion of Pfr to Pr terminates signaling. Here, we provide evidence that phyB is phosphorylated in planta at Ser-86 located in the N-terminal domain of the photoreceptor. Analysis of phyB-9 transgenic plants expressing phospho-mimic and nonphosphorylatable phyB-yellow fluorescent protein (YFP) fusions demonstrated that phosphorylation of Ser-86 negatively regulates all physiological responses tested. The Ser86Asp and Ser86Ala substitutions do not affect stability, photoconversion, and spectral properties of the photoreceptor, but light-independent relaxation of the phyB(Ser86Asp) Pfr into Pr, also termed dark reversion, is strongly enhanced both in vivo and in vitro. Faster dark reversion attenuates red light-induced nuclear import and interaction of phyB(Ser86Asp)-YFP Pfr with the negative regulator PHYTOCHROME INTERACTING FACTOR3 compared with phyB-green fluorescent protein. These data suggest that accelerated inactivation of the photoreceptor phyB via phosphorylation of Ser-86 represents a new paradigm for modulating phytochrome-controlled signaling.

Characterization of a protein of the plastid inner envelope having homology to animal inorganic phosphate, chloride and organic-anion transporters.

A protein from Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. showing homology to animal proteins of the NaPi-1 family, involved in the transport of inorganic phosphate, chloride, glutamate and sialic acid, has been characterized. This protein, named ANTR2 (for anion transporters) was shown by chloroplast subfractionation to be localized to the plastid inner envelope in both A. thaliana and Spinacia oleracea (L.). Immunolocalization revealed that ANTR2 was expressed in the leaf mesophyll cells as well as in the developing embryo at the upturned-U stage. Five additional homologues of ANTR2 are found in the Arabidopsis genome, of which one was shown by green fluorescent protein (GFP) fusion to be also located in the chloroplast. All ANTR proteins share homology to the animal NaPi-1 family, as well as to other organic-anion transporters that are members of the Anion:Cation Symporter (ACS) family, and share the main features of transporters from this family, including the presence of 12 putative transmembrane domains and of a 7-amino acid motif in the fourth putative transmembrane domain. ANTR2 thus represent a novel protein of the plastid inner envelope that is likely to be involved in anion transport.

Exendin-(9-39) is an inverse agonist of the murine glucagon-like peptide-1 receptor: implications for basal intracellular cyclic adenosine 3',5'-monophosphate levels and beta-cell glucose competence.

The effect of exendin-(9-39), a described antagonist of the glucagon-like peptide-1 (GLP-1) receptor, was evaluated on the formation of cAMP- and glucose-stimulated insulin secretion (GSIS) by the conditionally immortalized murine betaTC-Tet cells. These cells have a basal intracellular cAMP level that can be increased by GLP-1 with an EC50 of approximately 1 nM and can be decreased dose dependently by exendin-(9-39). This latter effect was receptor dependent, as a beta-cell line not expressing the GLP-1 receptor was not affected by exendin-(9-39). It was also not due to the endogenous production of GLP-1, because this effect was observed in the absence of detectable preproglucagon messenger RNA levels and radioimmunoassayable GLP-1. Importantly, GSIS was shown to be sensitive to this basal level of cAMP, as perifusion of betaTC-Tet cells in the presence of exendin-(9-39) strongly reduced insulin secretion. This reduction of GSIS, however, was observed only with growth-arrested, not proliferating, betaTC-Tet cells; it was also seen with nontransformed mouse beta-cells perifused in similar conditions. These data therefore demonstrated that 1) exendin-(9-39) is an inverse agonist of the murine GLP-1 receptor; 2) the decreased basal cAMP levels induced by this peptide inhibit the secretory response of betaTC-Tet cells and mouse pancreatic islets to glucose; 3) as this effect was observed only with growth-arrested cells, this indicates that the mechanism by which cAMP leads to potentiation of insulin secretion is different in proliferating and growth-arrested cells; and 4) the presence of the GLP-1 receptor, even in the absence of bound peptide, is important for maintaining elevated intracellular cAMP levels and, therefore, the glucose competence of the beta-cells.

Equine herpesvirus-2 E10 gene product, but not its cellular homologue, activates NF-kappaB transcription factor and c-Jun N-terminal kinase.

We have previously reported on the death effector domain containing E8 gene product from equine herpesvirus-2, designated FLICE inhibitory protein (v-FLIP), and on its cellular homologue, c-FLIP, which inhibit the activation of caspase-8 by death receptors. Here we report on the structure and function of the E10 gene product of equine herpesvirus-2, designated v-CARMEN, and on its cellular homologue, c-CARMEN, which contain a caspase-recruiting domain (CARD) motif. c-CARMEN is highly homologous to the viral protein in its N-terminal CARD motif but differs in its C-terminal extension. v-CARMEN and c-CARMEN interact directly in a CARD-dependent manner yet reveal different binding specificities toward members of the tumor necrosis factor receptor-associated factor (TRAF) family. v-CARMEN binds to TRAF6 and weakly to TRAF3 and, upon overexpression, potently induces the c-Jun N-terminal kinase (JNK), p38, and nuclear factor (NF)-kappaB transcriptional pathways. c-CARMEN or truncated versions thereof do not appear to induce JNK and NF-kappaB activation by themselves, nor do they affect the JNK and NF-kappaB activating potential of v-CARMEN. Thus, in contrast to the cellular homologue, v-CARMEN may have additional properties in its unique C terminus that allow for an autonomous activator effect on NF-kappaB and JNK. Through activation of NF-kappaB, v-CARMEN may regulate the expression of the cellular and viral genes important for viral replication.

Function and regulation of the scaffold protein IB1/JIP-1 in the uro-genital tract.

RESUME Ce mémoire de thèse traite de l'étude de la « scaffold »protéine ou protéine «échafaud», « Islet-Brain1/ JNK Interacting Protein 1 » (IB1/JIP-1) dans la vessie et la prostate, deux organes importants de l'appareil uro-genital. Cette protéine, mise en évidence dans notre laboratoire à la fin des année 90, a été reconnue pour réguler la voie de signalisation des « Mitogen-Activated Protein Kinases » (MAPKs), et en particulier de la MAPK appelée c-Jun N-terminal Kinase (JNK). Le réseau de voie de signalisation permet aux cellules de percevoir les changements dans le milieu extracellulaire et de permettre une réponse appropriée à ces différents stimuli. La connaissance des voies de signalisation a permis de mettre en évidence leur rôle crucial tant dans l'homéostase des tissus sains que dans des processus pathologiques comme l'oncogenèse. Parmi une vingtaine de voie de signalisation, la voie de signalisation des «MAPKinases » est une des plus importantes et a été montrée pour participer à diverses fonctions cellulaires telles que la différentiation, la motilité, la division et la mort cellulaire. La voie de signalisation des « MAPKinases » est typiquement constituée d'un module de trois kinases qui s'activent séquentiellement par phosphorylation. On note la présence d'une MAPK, d'un activateur de MAPK et d'un activateur de l'activateur de MAPK. Une fois la MAPK activée, elle permettra la régulation de différentes cibles dont certain facteur de transcription. Chez les mammifères, il existe 3 grands groupes de MAPKs : the extracellular signal-regulated kinase 1 and 2 (ERK 1/2) cascade, qui régule préférentiellement la croissance et la différentiation cellulaire, ainsi que les cascades JNK et p38 qui régulent préférentiellement la réponse à différents stress cellulaires telle que l'inflammation ou l'apoptose. JNK est activé par différents stress cellulaire telle que les cytokines inflammatoires. JNK est également requis au cours du développement embryonnaire et contribue à la mort (apoptose) ou à la prolifération cellulaire. Plusieurs études ont mis en évidence le rôle de JNK durant le processus tumoral, sans que son rôle soit clairement identifié. JNK pourrait avoir des fonctions différentes durant l'initiation puis de la progression tumorale. Chez les mammifères, les voies de signalisation intracellulaires forment un réseau complexe et elles interagissent entre elles, ce qui permet aux cellules une réponse adéquate aux multitudes de stimuli existants dans les organismes pluricellulaires. Parmi plusieurs mécanismes de régulation, les protéines dites « scaffold » ou «échafaud » jouent un rôle crucial dans l'homéostase de la voie de signalisation des «MAPKinase ». L'introduction revoit brièvement ces différents aspects, de la voie de signalisation des «MAPKinase et des connaissance sur IB1/JIP-1. Les premières études effectuées sur IB1/JIP-1 ont montré une expression relativement spécifique de cette protéine dans certains types de neurones ainsi que dans la cellule beta-sécrétrice d'insuline. IB1/JIP-1 régule la voie de signalisation JNK par interaction avec les différents composants du module, modifiant ainsi le spectre de substrats activés par JNK. La fonction précise de IB1/JIP-1 n'était pas encore élucidée, mais plusieurs travaux mettaient en lumière un rôle dans la régulation, et la sous-location cellulaire des composants de la voie de signalisation JNK, ainsi que dans la survie cellulaire à certain stress. Cette expression relativement spécifique est intrigante car elle suggère que sa présence serait nécessaire à une régulation spécifique de la MAPKinase JNK ou à certaines autres fonctions cellulaires également spécifiques de certains tissus. Le premier but de ce travail a consisté à mettre en évidence l'expression de IB1/JIP-1 dans l'appareil uro-génital et plus particulièrement dans la vessie et la prostate. Nos résultats ont montré que IB1/JIP-1 est spécifiquement exprimé au niveau de l'urothélium vésical, mais pas dans le muscle lisse. Il en est de même au niveau de la prostate où IB1/JIP-1 est exprimé spécifiquement au niveau de l'épithélium sécrétoire et absent au niveau du stroma fibro-musculaire. La vessie et la prostate sont des organes ou l'activité JNK pourrait être crucial tant dans l' homeostase tissulaire que dans le développement de pathologies bénignes ou malignes. La vessie et la prostate sont le siège fréquent de tumeur. La base pour le développement du cancer est complexe et implique plusieurs anomalies génétiques. Ce processus complexe lié au développement tumoral est encore loin d`être complètement élucidé, raison pour laquelle il est crucial de poursuivre l'étude des différents gènes pouvant être impliqué dans ces processus ou pouvant être utilisé comme outil thérapeutique. Dans l'urothelium de la vessie, la fonction de la MAPK JNK n'a été que très peu étudiée. Il existe quelques études, in vitro, suggérant une implication possible de cette voie de signalisation dans des processus telle que le développement ou la progression tumorale. Le chapitre 1 décrit une étude in vivo dans la vessie un modèle de stress mécanique, connu pour activer les MAPKinase. La dilatation vésicale, due à une obstruction urétrale, a mis en évidence une diminution de l'expression de IB1/JIP-1 ainsi qu'une activation de la MAPKinase JNK. Dans ce modèle, la régulation de IB1/JIP-1, par l'intermédiaire d'un vecteur viral, a permis de démontrer que IB1/JIP-1 régulait l'activité de JNK dans ce tissu. Pour poursuivre l'étude de cette fonction d' IB1/JIP-1 dans l'urothélium, nous avons investigué l'activité JNK dans des souris génétiquement modifiées et porteuse d'une délétion de 1 des 2 allèles du gène codant pour IB1/JIP-1, avec un contenu en IB1/JIP-1 diminué de moitié. L'activation de JNK est également augmentée dans l'urothelium au repos de ces souris, ce qui confirme la fonction régulatrice de JNK par IB1/JIP-1. Ces résultats ont permis de mettre en évidence un rôle critique de celle-ci dans l'homéostase de I`urothelium et suggère une nouvelle cible pour réguler la voie de signalisation dans ce tissu. En outre, la modulation des niveaux d'expression d'IB1/JIP-1 dans la vessie, in vivo, par l'intermédiaire de vecteurs viraux s'est révélée réalisable et indique un moyen élégant pour développer une thérapie génique dans cet organe. Un autre élément de ce travail de thèse, révélée au chapitre 2, a été d'étudier la régulation dans la vessie de rat de la communication intercellulaire de type « GAP ». Les cellules adjacentes partagent des ions, messagers secondaires et des petits métabolites par l'intermédiaire de canaux intercellulaire qui forment les jonctions de type « GAP ». Ce type de communications intercellulaire permet une activité cellulaire coordonnée, une caractéristique importante pour l'homéostase des organismes multicellulaire. Ce type de communication intercellulaire est formé de 2 demi-canaux appelés connexons. Chaque connexon est formé de six protéines appelées connexins (Cx). Il existe environ vingt connexines différentes nommées par leur poids moléculaire respectif. Les jonctions de type canaux "GAP" permettent aux cellules de communiquer avec les cellules voisines au quelles elles sont mécaniquement ou électriquement couplées. La vessie peut être particulièrement dépendante de la communication intercellulaire par les canaux « Gap » qui permettrait de coordonner la réponse de la musculature ainsi que de l'urothélium à l'augmentation de la pression transmurale du à l'accumulation d'urine, situation fréquemment observée dans le cadre de l'hyperplasie bénigne de la prostate. Dans la vessie de rat, la connexine26 est exprimée uniquement dans l'urothelium. La Cx26, a été montrée pour être un possible « tumor suppressor gene » dans le cancer de vessie. Une augmentation de la Cx26 ainsi que du couplage des cellules urothéliales a été démontré dans notre modèle de stress mécanique sur la vessie de rat et est dépendante de 2 éléments de réponses connues pour interagir avec AP-1. La régulation de IB1/JIP-1 a permis de montrer que celle-ci régulait l'activité JNK, ainsi que l'activité du facteur de transcription AP-1, composé de c-Jun lui-même cible de JNK. Cette réduction de l'activité de AP-1 est associée à une diminution de l'expression du transcipt de la Cx26. En résumé, la Cx26 pourrait être régulée par le complexe AP-1 lui-même dépendant du contenu en IB1/JIP-1. Dans le chapitre 3, l'étude de IB1/J1P-1 s'est portée sur la prostate. Cet organe, siège fréquent de pathologie telle que le cancer ou l'hyperplasie bénigne de la prostate, exprime IB1/JIP-1 au niveau de son épithélium sécrétoire. Cette expression est maintenue dans une lignée cellulaire humaine largement étudiée est reconnue comme un modèle adéquat de cellules tumorales de type androgène-sensible. IB1/JIP-1 a été investigué dans un modèle in vitro d'apoptose en réponse à un agent appelé N-(4-hydroxyphenyl)retinamide (4-HPR) qui induit une activation de la MAPK JNK ainsi que également un diminution du contenu en IB1/JIP-1. La surexpression de IB1/JIP-1 en utilisant à nouveau des virus comme vecteur a démontré que IB1/JIP-1 était capable de réguler l'activité de JNK ainsi que les taux d'apoptose. Dans le cancer de la prostate, certains travaux ont montré que la différentiation neuroendocrine des cellules tumorales est associée à la progression tumorale et à la perte de sensibilité aux androgènes. Ce travail a permis de dévoiler l'augmentation d'expression de IB1/JIP-1 dans un modèle de neurodifferentiation des cellules d'une lignée prostatique humaine (LNCaP). Les mécanismes qui permettent une expression spécifique de IB1/JIP-1 ont été partiellement investiguée dans notre laboratoire. Son promoteur humain contient un « Neuron Restricive Silencer Element » (NRSE) connu pour se lier a répresseur transcriptionel appelé « RE-1 Silencer Transcription Factor » ou « Neuron Restrictive Silencer Factor » (REST/NRSF). NRSF/REST est capable de réprimer l'expression de gènes neuronaux en dehors du système neuronal. Il prend part à la différentiation terminale des gènes neuronaux. Dans le chapitre 3, on observe que l'activité de REST/NRSF est diminuée dans les cellules LNCaP qui se transdifferencient de manière neuroendocrine, et que REST/NRSF est capable de moduler l'expression de ces gènes cibles dans ce type cellulaire. Ces travaux laissent suggérer que NRSF/REST participe à l'acquisition du phénotype neuroendocrinien et pourrait être une cible pour réguler ce phénomène. En conclusion, ce travail de thèse présente l'expression de IB1/JIP-1 dans 2 organes de l'appareil uro-génital ; la vessie et la prostate. La fonction de IB1/JIP-1 a été étudiée in vivo dans la vessie de rat, ce qui a mis en évidence sa fonction régulatrice de l'activité de la MAPKinase JNK, et de l'activité du facteur de transcription AP-1 ; ainsi que sa possible implication régulatrice de gène cible tel que la Connexin 26 (Cx26). AP-1 et la Cx26 pourraient jouer un rôle dans le processus oncologique, tant dans le control de l'invasion cellulaire ou le control de la croissance cellulaire. Dans la prostate, IB1/JIP-1 régule également l'activité JNK; crucial dans la transmission de certains stimulis pro-apoptotiques. Dans un modèle de transdifférenciation neuroendocrinienne, phénotype possiblement lié au caractère agressif du cancer de la prostate, l'expression de IB1/JIP-1 est augmenté, suggérant soit un rôle possible dans le développement du phénotype neuronal ou une implication dans une fonction anti-apoptotique. Ce travail a donc permis d'élargir nos connaissances sur la régulation et le control de la voie de signalisation des MAPKinases par IB1/JIP-1, qui pourrait avoir encore d'autres fonctions dans ces tissus.

The roles of PKCδ and Src kinases in the glucocorticoid induction and the TGF-β superinduction of the mouse mammary tumor virus transcription in B lymphocytes

Résumé : Le virus tumoral de la glande mammaire de la souris (MMTV) est un rétrovirus provoquant le développement de tumeurs dans les glandes mammaires des souris susceptibles femelles. Au cours de son évolution, le virus s'est adapté et s'exprime dans des cellules spécialisées. Les lymphocytes B sont les premières cellules infectées et elles sont essentielles pour la propagation de l'infection aux glandes mammaires. Dans notre étude, le virus MMTV a été utilisé afin d'examiner les voies de signalisation induites par les glucocorticoïdes (dexaméthasone (dex), une hormone stéroïdienne) et le transforming growth factor-f3 (TGF-P, une cytokine), deux molécules impliquées dans l'activation de la transcription à partir du promoteur du MMTV dans les cellules B. Le TGF-P seul n'influence pas l'activité du promoteur du MMTV. Par contre, en synergie avec dex, le TGF-P provoque une super-induction de l'expression du promoteur par rapport à une stimulation par le glucocorticoïde seul. Cette super-induction est régulée par une famille de protéines, les Smads. Ainsi, dans les lymphocytes B, l'utilisation du MMTV a permis de mettre en évidence une nouvelle synergie entre les glueocortieoïdes et le TGF-p. pans ce travail, l'utilisation d'inhibiteurs pharmacologiques et de mutants « dominant-négatifs » nous a pet mis de démontrer qu'une Protéine Kinase C delta (PKC5) active est impliquée dans la transduction du signal lors de la réponse au dex ainsi que celle au TGF-P. Néanmoins, la PKC5 est régulée différemment dans chaque voie spécifique : la voie du TGF-p nécessitait l'activation du PKC5 par diacylglycerol (DAG) et la phosphorylation de tyrosines spécifiques, alors que la voie impliquant les glucocorticoïdes ne le nécessitait pas. Nous avons aussi démontré qu'une tyrosine kinase de la famille Src est responsable de la phosphorylation des tyrosines sur la PKC5. Les essais de kinase in vitro nous ont permis de découvrir que plusieurs Src kinases peuvent phosphoryler la PKC6 dans les cellules B et qu'elles étaient constitutivement actives. Enfin, nous avons montré qu'il existe une interaction protéine - protéine induite par dex, entre le récepteur aux glucocorticoïdes (GR) et la PKC5 dans les cellules B, une association qui n'a pas été démontrée auparavant. Par ailleurs, nous avons analysé les domaines d'interactions entre PKC5 et GR en utilisant les essais de «GST pull-down». Nos résultats montrent que le domaine régulateur de la PKC5 et celui qui interagit avec l'ADN du GR sont impliqués. En résumé, nous avons trouvé que dans une lignée lymphocytaire B, le virus MMTV utilise des mécanismes pour réguler à la fois la transcription et la voie de signalisation qui sont différents de ceux utilisés dans les cellules mammaires épithéliales et les fibroblastes. Nos découvertes pourraient être utilisées comme modèles pour l'étude de gènes cellulaires impliqués dans des processus tels qu'inflammation, immunité ou cancérogénèse. Summary: Mouse Mammary Tumor Virus (MMTV) is a retrovirus that causes tumors in the mammary glands of susceptible female mice and has adapted evolutionarily to be expressed in specialized cells. The B lymphocytes are the first cells to be infected by the MMTV and are essential for the spread of infection to the mammary glands. Here, we used the MMTV as a model system to investigate the signalling cascade induced by giucocorticoids (dexamethasone, "dex", a steroid hormone), and by Transforming Growth Factor-beta (TGF-P, a cytokine) leading to its transcriptional activation in B lymphocytes. By itself, TGF-I3 does not affect the basal activity of the MMTV promoter. However, TGF-13 significantly increases glucocorticoid-induced expression, through its effectors, the Smad factors. Thus, MMTV in B cells demonstrates a novel synergism between glucocorticoids and TGF-16. In this thesis project, we present evidence, based on the use of pharmacological inhibitors and of dominant-negative mutants, that an active Protein Kinase C delta (PKC6) is required as a signal transducer for the dex response and for the TGF-P superinduction as well. The PKC6 is differentially regulated in each specific pathway: whereas the TGF-13 superinduction required PKC6 to be activated by diacylglycerol (DAG) and to be phosphorylated at specific tyrosine residues, the glueocorticoid-induced pathway did not. We also showed that a protein tyrosine kinase of the Src family is responsible for the phosphorylation of tyrosines on PKC6. By performing in vitro kinase assays, we found that several Src kinases of B cells were able to phosphorylate PKC6 and that they were constitutively active. Finally, we demonstrate a dex-dependent functional protein-protein interaction between the glucocorticoid receptor (GR) and PKC6 in B cells, an association that has not been previously described. We further analysed the interacting domains of PKG6 and GR using in vitro GST pull-down assays, whereby the regulatory domain of PKC6 and the extended DNA-binding domain of the GR were involved. In summary, we found that in B-lymphoid cell lines, MMTV uses novel mechanisms of transcriptional control and signal transduction that are different from those at work in mammary epithelial or fibroblastic cells. These findings will be used as model for cellular genes involved in cellular processes such as immune functions, inflammation, or oncogenic transformation that may have a similar pattern of regulation.