Cloning and functional expression of the human islet GLP-1 receptor. Demonstration that exendin-4 is an agonist and exendin-(9-39) an antagonist of the receptor.

A complementary DNA for a glucagon-like peptide-1 receptor was isolated from a human pancreatic islet cDNA library. The isolated clone encoded a protein with 90% identity to the rat receptor. In stably transfected fibroblasts, the receptor bound [125I]GLP-1 with high affinity (Kd = 0.5 nM) and was coupled to adenylate cyclase as detected by a GLP-1-dependent increase in cAMP production (EC50 = 93 pM). Two peptides from the venom of the lizard Heloderma suspectum, exendin-4 and exendin-(9-39), displayed similar ligand binding affinities to the human GLP-1 receptor. Whereas exendin-4 acted as an agonist of the receptor, inducing cAMP formation, exendin-(9-39) was an antagonist of the receptor, inhibiting GLP-1-induced cAMP production. Because GLP-1 has been proposed as a potential agent for treatment of NIDDM, our present data will contribute to the characterization of the receptor binding site and the development of new agonists of this receptor.

Peroxisome proliferator activated receptor BETA/DELTA as a central player in the skin response to ultra-violets radiation

Previous studies in the lab of Dr. Liliane Michalik, have shown thai the nuclear hormone receptor Peroxisome Proliferator Activated Receptor beta/delta (PPARß/ö) is an important regulator of skin homeostasis, being involved in the regulation of keratinocyte differentiation, inflammation, apoptosis, arid mouse skin wound healing. Studies of PPARß/ö knock out mice have suggested a possible role for this receptor in cancer. However, contradictory observations of the role for PPARß/ö on tumor growth have been published, depending on cellular contexts and biological models. Given the controversial role of PPARß/ö in skin carcinoma development, the main aim of this PhD work has been to further explore the implication of PPARß/ö in skin response to UV and skin tumor growth. This PhD dissertation is divided in four chapters. The first chapter describes the core part of the project, where I explored the changes in miRNA expression in the skin upon chronic UV irradiation of PPARß/ö wild type and knock-out mice. This analysis shed light on a miRNA- PPARß/ö signature and also predicted thai miR-21-3p (previously named miR-21*) is a key regulator of the PPARß/ö-dependent UV response in the pre-lesiona! skin. Using mice acutely UV-irradiated, ! further demonstrated that miR-21-3p is indirectly regulated by PPARß/ö through activation of Transforming Growth Factor (TGFß)-1 under UV exposure. I also show that miR-21-3p is deregulated in human cutaneous squamous celi carcinoma. In cultured keratinocytes, application of a miR-21 -3p mimic oligonucleotide sequence leads to the regulation of lipid metabolism-related pathway. In the second chapter, I demonstrate that the usage of an mRNA/miRNA combined bioinformatics analysis leads to the discovery of important pathways involved in the PPARß/ö-miRNA response of the skin to chronic UV irradiation, indeed, I validated angiogenesis and lipid metabolism as important functions regulated by PPARß/ö in this context. In the third chapter, we demonstrate that PPARß/5 knockout mice have decreased cutaneous squamous cell carcinomas incidence compared to wild type mice and that PPARß/5 directly activates the cSrc kinase gene. In the last chapter, we review novel insights into PPAR functions in keratinocytes and liver, with emphasis on PPARß/ö but also on PPARa. In summary, this PhD study shows that i) PPARß/5 is able to regulate biological function through regulation of miRNAs, and specifically through miR-21-3p, the passenger miRNA of the oncomiR miR-21, and that ii) the PPARß/5-dependent skin response to UV involves the regulation of angiogenesis and lipid metabolism. Furthermore, the bioinformatics study highlights the relevance of performing integrated mRNA and miRNA genome-wide studies in order to better screen mRNAs and/or miRNAs of interest in the biological context of diseases. - Des études préalables dans le laboratoire du Dr. Liliane Michalik ont démontré que le récepteur nucléaire PPARß/5 est un régulateur important de l'homéostasie de la peau, étant impliqué dans la régulation de la différenciation des keratinocytes, dans l'inflammation, dans l'apoptose et dans la cicatrisation de la peau chez !a souris. L'étude de souris knock-out pour le gène PPARß/5, ont suggérées un rôle possible de ce récepteur dans le cancer. Cependant, des observations opposées ont été publiées suggérant un rôle pro- ou anti- cancer selon le tissue impliqué et le type- cellulaire. En considérant cette controverse autour du rôle de PPARß/5 dans le développement des cancers de la peau, le but principal de mon projet de recherche aura été d'approfondir l'exploration du rôle de PPARß/5 dans la réponse de la peau aux UVs et dans le développement du cancer. Cette dissertation de thèse est divisée en quatre parties. Une première partie, représentant le coeur de mon travail de recherche, décrit la découverte de l'implication des microRNAs (rniRNAs) dans la réponse aux UVs de PPARß/ö et plus spécifiquement l'implication du miRNA miR- 21 -3p (précédemment nommé miR-21*). En étudiant un modèle de souris irradiées de manière aigüe aux UVs, nous montrons que ia régulation de miR-21-3p est PPARß/ö-däpenaante et que cette régulation à lieu par l'intermédiaire du facteur de transcription TGFß-1. Dans des cultures de keratinocytes Humains, la transfecticn d'une séquence oligonucléotidique similaire à celle de miR-21-3p (mimic), montre l'implication de rniR-21-3p dans des fonctions importantes pour le développement des cancers telles que le métabolisme des lipides. Dans un second chapitre, nous montrons que l'usage d'une méthode bioinformatique combinant l'expression des ARN messagers et des miRNAs permet de mettre en évidence des fonctions biologiques importantes lors de ia réponse de PPARß/ö à l'irradiation chronique. L'angiogenèse, le stress oxydatif et le métabolisme des lipides font partie de ces fonctions régulées par PPARß/5 dans la peau irradiée aux UVs. Nous mettons également en évidence la régulation du gène LpcatS par PPARß/5 dans la peau irradiée aux UV ainsi que dans des keratinocytes humains suggérant un rôle pour PPARß/5 dans le remodelage des lipides membranaires. Dans une troisième partie, nous établissons un lien entre la régulation de l'oncogène Src et l'activation de PPARß/5 dans les carcinomes spinocellulaires de la peau. Finalement dans un quatrième chapitre, nous faisons une revue des dernières recherches portées sur le rôle de PPARß/5 et de PPARa dans le foie et ia peau. En résumé ce projet de thèse représente un avancement pour la recherche sur rimplication de PPARß/5 dans la réponse aux UVs de la peau. Pour la première fois, un lien est établi entre ce facteur de transcription et la régulation de microRNAs dans le cadre du carcinome spinocellulare. Jusqu'alors resté dans l'ombre de rniR-21-5p, miR-21-3p est en fait fortement augmenté à la fois dans un modèle de souris d'irradiation aux UVs ainsi que dans ie carcinome spinocellulare chez i'humain. De nouvelles fonctions biologiques pour PPARß/5 ont été également mises en évidence dans ce travail, comme la régulation de l'angiogenèse ou du métabolisme des lipides dans Sa peau. De plus cette dissertation valorise l'intérêt d'une association entre le travail de laboratoire et celui de la bioinformatique.

The IL-4 rapidly produced in BALB/c mice after infection with Leishmania major down-regulates IL-12 receptor beta 2-chain expression on CD4+ T cells resulting in a state of unresponsiveness to IL-12.

Within 1 day of infection with Leishmania major, susceptible BALB/c mice produce a burst of IL-4 in their draining lymph nodes, resulting in a state of unresponsiveness to IL-12 in parasite-specific CD4+ T cells within 48 h. In this report we examined the molecular mechanism underlying this IL-12 unresponsiveness. Extinction of IL-12 signaling in BALB/c mice is due to a rapid down-regulation of IL-12R beta2-chain mRNA expression in CD4+ T cells. In contrast, IL-12R beta2-chain mRNA expression was maintained on CD4+ T cells from resistant C57BL/6 mice. The down-regulation of the IL-12R beta2-chain mRNA expression in BALB/c CD4+ T cells is a consequence of the early IL-4 production. In this murine model of infection, a strict correlation is shown in vivo between expression of the IL-12R beta2-chain in CD4+ T cells and the development of a Th1 response and down-regulation of the mRNA beta2-chain expression and the maturation of a Th2 response. Treatment of BALB/c mice with IFN-gamma, even when IL-4 has been produced for 48 h, resulted in maintenance of IL-12R beta2-chain mRNA expression and IL-12 responsiveness. The data presented here support the hypothesis that the genetically determined susceptibility of BALB/c mice to infection with L. major is primarily based on an up-regulation of IL-4 production, which secondarily induces extinction of IL-12 signaling.

Requirement for CARMA1 in antigen receptor-induced NF-kappa B activation and lymphocyte proliferation.

Ligation of antigen receptors (TCR, BCR) on T and B lymphocytes leads to the activation of new transcriptional programs and cell cycle progression. Antigen receptor-mediated activation of NF-kappa B, required for proliferation of B and T cells, is disrupted in T cells lacking PKC theta and in B and T cells lacking Bcl10, a caspase recruitment domain (CARD)-containing adaptor protein. CARMA1 (also called CARD11 and Bimp3), the only lymphocyte-specific member in a family of membrane-associated guanylate kinase (MAGUK) scaffolding proteins that interact with Bcl10 by way of CARD-CARD interactions, is required for TCR-induced NF-kappa B activation in Jurkat T lymphoma cells. Here we show that T cells from mice lacking CARMA1 expression were defective in recruitment of Bcl10 to clustered TCR complexes and lipid rafts, in activation of NF-kappa B, and in induction of IL-2 production. Development of CD5(+) peritoneal B cells was disrupted in these mice, as was B cell proliferation in response to both BCR and CD40 ligation. Serum immunoglobulin levels were also markedly reduced in the mutant mice. Together, these results show that CARMA1 has a central role in antigen receptor signaling that results in activation and proliferation of both B and T lymphocytes.

Activity-dependent phosphorylation of SNAP-25 in hippocampal organotypic cultures.

Synaptosomal-associated protein of 25 kDa (SNAP-25) is thought to play a key role in vesicle exocytosis and in the control of transmitter release. However, the precise mechanisms of action as well as the regulation of SNAP-25 remain unclear. Here we show by immunoprecipitation that activation of protein kinase C (PKC) by phorbol esters results in an increase in SNAP-25 phosphorylation. In addition, immunochemical analysis of two-dimensional sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis gels shows that SNAP-25 focuses as three or four distinct spots in the expected range of molecular weight and isoelectric point. Changing the phosphorylation level of the protein by incubating the slices in the presence of either a PKC agonist (phorbol 12,13-dibutyrate) or antagonist (chelerythrine) modified the distribution of SNAP-25 among these spots. Phorbol 12,13-dibutyrate increased the intensity of the spots with higher molecular weight and lower isoelectric point, whereas chelerythrine produced the opposite effect. This effect was specific for regulators of PKC, as agonists of other kinases did not produce similar changes. Induction of long-term potentiation, a property involved in learning mechanisms, and production of seizures with a GABA(A) receptor antagonist also increased the intensity of the spots with higher molecular weight and lower isoelectric point. This effect was prevented by the PKC inhibitor chelerythrine. We conclude that SNAP-25 can be phosphorylated in situ by PKC in an activity-dependent manner.

Protection from lethal Gram-negative bacterial sepsis by targeting Toll-like receptor 4

Rapport de synthèse : L'immunité innée regroupe les mécanismes moléculaires et cellulaires formant la première ligne de défense contre les infections microbiennes. La détection des micro-organismes pathogènes est assurée par des cellules sentinelles (cellules dendritiques et macrophages) qui jouent un rôle fondamental dans l'initiation des mécanismes de défense de l'hôte. Au contact de produits microbiens, ces cellules produisent un large échantillonnage de molécules, dont des cytokines, impliquées dans le développement de la réponse inflammatoire. La régulation de cette réponse relève d'un équilibre délicat, son insuffisance tant que son excès pouvant compromettre le devenir des patients infectés. La sepsis sévère et le choc septique représentent les formes les plus sévères d'infection, et leur mortalité demeure élevée (25 à 30% pour la sepsis sévère et 50 à 60% pour le choc septique). De plus, l'incidence de la sepsis tend à augmenter, atteignant en 2000 plus de 240 cas pour 100'000 personnes en Grande-Bretagne. La sepsis est caractérisée dans sa phase aiguë par une réponse inflammatoire exubérante. La plupart des thérapies visant à la bloquer ont toutefois montré des bénéfices incertains lors de leur application clinique. Il est donc impératif d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Les "Toll-like receptors" (TLRs) sont une famille de récepteurs qui jouent un rôle fondamental dans la détection des micro-organismes par les cellules du système immunitaire inné. Parmi eux, TLR4 est indispensable à la reconnaissance du lipopolysaccharide (LPS) des bactéries Gram-négatives. L'interaction entre TLR4 et le LPS représentant un élément précoce de la réponse de l'hôte à l'infection, nous avons émit l'hypothèse que TLR4 pourrait représenter une cible de choix en vue du développement de nouvelles thérapies contre la sepsis. Dans l'objectif de valider ce concept, nous avons, dans un premier temps, démontré que des souris génétiquement déficientes en TLR4 étaient totalement résistantes au choc septique induit par Escherichia coli (E. coli), une bactérie Gram-négative fréquemment responsable de sepsis. Forts de cette observation, nous avons développé une molécule recombinante composée du domaine extracellulaire de TLR4 fusionné à la partie IgGi-Fc. Cette molécule soluble, qui inhibait la réponse des macrophages au LPS in vitro, a été utilisée pour générer des anticorps anti-TLR4 chez le lapin. La spécificité et l'efficacité de ces anticorps ont été prouvées en démontrant que les anti-TLR4 bloquaient les signaux d'activation intracellulaire et la production de TNF et d'IL-6 en réponse au LPS et aux bactéries Gram-négatives in vitro et in vivo. Enfin, l'efficacité des ces anticorps a été testée dans des modèles de sepsis chez la souris. Ainsi, l'injection prophylactique (-lh) ou thérapeutique (+3h) d'anticorps anti-TLR4 réduisait la production de TNF et protégeait les animaux de la mort. De manière spectaculaire, ces anticorps réduisaient également la production de TNF et protégeaient de la sepsis à E. coli lorsqu'ils étaient administrés de manière prophylactique (-4h) et thérapeutique, jusqu'à 13 heures après l'initiation de l'infection. Ces résultats indiquent donc qu'il est possible de bloquer le développement de la réponse inflammatoire et de protéger du choc septique à bactéries Gram-négatives en utilisant des thérapies ciblant TLR4. Par ailleurs, ils suggèrent qu'une fenêtre d'opportunité de plusieurs heures pourrait être mise à profit pour initier un traitement chez les patients septiques. Ces résultats devraient encourager la poursuite des essais cliniques en cours qui visent à tester l'efficacité de thérapies dirigées contre TLR4 comme traitement complémentaire de la sepsis.

Clinical pharmacology of the angiotensin II receptor antagonist losartan potassium in healthy subjects

INTRODUCTION: The evaluation of a new drug in normotensive volunteers provides important pharmacodynamic and pharmacokinetic information as long as the compound has a specific mechanism of action which can be evaluated in healthy subjects as well as in patients. The purpose of the present paper is to discuss the results that have been obtained in normal volunteers with the specific angiotensin II receptor antagonist, losartan potassium. DOSE-FINDING: Over the last few years, studies in normotensive subjects have demonstrated that the minimal dose of losartan that produces maximal efficacy is 40-80 mg. Losartan has a long duration of action and its ability to produce a sustained blockade of the renin-angiotensin system is due almost exclusively to the active metabolite E3174. HORMONAL EFFECTS: Angiotensin II receptor blockade with losartan induces an expected increase in plasma renin activity and plasma angiotensin II levels. A decrease in plasma aldosterone levels has been found only with a high dose of losartan (120 mg). RENAL AND BLOOD PRESSURE EFFECTS: In normotensive subjects, losartan has little or no effect on blood pressure unless the subjects are markedly salt-depleted. Losartan causes no change in the glomerular filtration rate and either no modification or only a slight increase in renal blood flow. Losartan significantly increases urinary sodium excretion, however, and surprisingly produces a transient rise in urinary potassium excretion. Finally, losartan increases uric acid excretion and lowers plasma uric acid levels. CONCLUSIONS: These results suggest that losartan is an effective angiotensin II receptor antagonist in normal subjects. Its safety and clinical efficacy in hypertensive patients will be addressed in large clinical trials.

Receptor activator for NF-κB ligand in acute myeloid leukemia: expression, function, and modulation of NK cell immunosurveillance.

The TNF family member receptor activator for NF-κB ligand (RANKL) and its receptors RANK and osteoprotegerin are key regulators of bone remodeling but also influence cellular functions of tumor and immune effector cells. In this work, we studied the involvement of RANK-RANKL interaction in NK cell-mediated immunosurveillance of acute myeloid leukemia (AML). Substantial levels of RANKL were found to be expressed on leukemia cells in 53 of 78 (68%) investigated patients. Signaling via RANKL into the leukemia cells stimulated their metabolic activity and induced the release of cytokines involved in AML pathophysiology. In addition, the immunomodulatory factors released by AML cells upon RANKL signaling impaired the anti-leukemia reactivity of NK cells and induced RANK expression, and NK cells of AML patients displayed significantly upregulated RANK expression compared with healthy controls. Treatment of AML cells with the clinically available RANKL Ab Denosumab resulted in enhanced NK cell anti-leukemia reactivity. This was due to both blockade of the release of NK-inhibitory factors by AML cells and prevention of RANK signaling into NK cells. The latter was found to directly impair NK anti-leukemia reactivity with a more pronounced effect on IFN-γ production compared with cytotoxicity. Together, our data unravel a previously unknown function of the RANK-RANKL molecule system in AML pathophysiology as well as NK cell function and suggest that neutralization of RANKL with therapeutic Abs may serve to reinforce NK cell reactivity in leukemia patients.