ET-1 and NOS III gene expression regulation by plaque-free and plaque-prone hemodynamic conditions

Résumé: Les environnements hémodynamiques, favorisant ou protégeant contre la formation de la plaque, induisent tout deux une augmentation de la production d'anion superoxide dans les cellules endothéliales (ECs). Par ailleurs, une régulation différente de l'expression des gènes a été décrite dans les cellules exposées à ces différentes conditions. Dans le but d'investiguer le rôle de l'augmentation du stress oxydatif dans l'expression des gènes régulée par le flux, nous avons d'abord exposé les EC à un flux unidirectionnel, non pulsé. Dans ces conditions, l'état oxydatif des cellules endothéliales est augmenté de façon transitoire. L'expression du gène de l'endothéline 1 (ET-1) est aussi induite de façon transitoire par un tel flux, alors que l'expression du gène de la nitiric oxyde synthase endothéliale (NOS III) est stimulé de façon durable. Au contraire, un flux unidirectionnel pulsé, qui induit une augmentation durable de la production d'anion superoxide, augmente aussi de façon durable l'expression des gènes de ET-1 comme de NOS III. Un flux oscillatoire (favorisant la plaque), qui lui aussi ,a des effets à long terme sur la production d'anion superoxide, a uniquement augmenté l'expression de ET-1. De plus, l'utilisation d'un antioxydant, a seulement partiellement inhibé la stimulation de l'expression du gène NOS III par le flux unidirectionnel pulsé, alors qu'il a complètement abrogé la stimulation de l'expression du gène ET-1 par le flux unidirectionnel pulsé et oscillatoire. Ceci suggère que les forces mécaniques régulent l'expression des gènes dans les EC par un double mécanisme dépendant et indépendant du stress oxidatif des cellules. Par ailleurs, ces résultats supportent ultérieurement l'hypothèse que la balance entre la réponse oxidative et anti-oxidante dans les cellules endothéliales exposées à un environnement hémodynamique est une des clés de la prédisposition à un dysfonctionnement endothélial observé dans des régions exposées à des flux perturbés. Abstract: Both plaque-free and plaque-prone hemodynamic environments induce an increase in the oxidative state of endothelial cells (ECs), whereas differential gene expression regulation was described in cells exposed to these conditions. In order to investigate the role of the increased oxidative state in flow-regulation of gene expression, we first exposed EC to non-pulsed unidirectional shear stress. These conditions only slightly increases ECs oxidative state and endothelin-1 (ET-1) mRNA expression, whereas endothelial nitric oxide synthase (NOS III) mRNA level were significantly up-regulated. On the contrary, both ET-1 and NOS III gene expression were significantly induced in EC exposed to pulsed-unidirectional flow (plaque-free). Only ET-1 gene expression was up-regulated by oscillatory flow (plaque-prone). Moreover, use of an antioxidant only partially inhibited NOS III gene up-regulation by unidirectional flow, whereas it completely abrogated ET-1 gene up-regulation by unidirectional and oscillatory flows. Thus suggesting that mechanical forces regulate gene expression in ECs both via oxidative stress-dependent and -independent mechanisms.

Role of lipase in the regulation of upper gastrointestinal function in humans.

The role of lipase in the regulation of upper gastrointestinal function is poorly understood. We studied the effect of orlistat, a new, potent, and highly specific lipase inhibitor, on gastric emptying, cholecystokinin (CCK) release, and pancreaticobiliary secretion. Three groups of studies were performed in nine healthy volunteers, using the double-indicator technique with a triple-lumen duodenal tube, polyethylene glycol 4000 as a duodenal perfusion marker, and 99mTc-diethylenetriamine pentaacetic acid as a meal marker. Gastric emptying, pancreaticobiliary output, and postprandial plasma CCK levels were measured after ingestion of the following isocaloric 500-ml liquid meals with or without 200 mg orlistat: 1) a pure fat meal (10% Intralipid), 2) a meal containing free fatty acids, or 3) an albumin-glucose meal. All experiments were performed in a randomized, placebo-controlled, crossover design. Orlistat markedly inhibited lipase activity in all three experiments. Orlistat given with the fat meal reduced CCK release and output of lipase, trypsin, and bilirubin and accelerated the rate of gastric emptying (P < 0.05). After ingestion of the free fatty acid or albumin-glucose meal, orlistat had no significant effect on any of these parameters. We conclude that lipase plays an important, nutrient-specific role in the regulation of gastric emptying and pancreaticobiliary secretion after ingestion of fatty meals in humans.