C/EBP homologous protein contributes to cytokine-induced pro-inflammatory responses and apoptosis in β-cells.

Induction of the C/EBP homologous protein (CHOP) is considered a key event for endoplasmic reticulum (ER) stress-mediated apoptosis. Type 1 diabetes (T1D) is characterized by an autoimmune destruction of the pancreatic β-cells. Pro-inflammatory cytokines are early mediators of β-cell death in T1D. Cytokines induce ER stress and CHOP overexpression in β-cells, but the role for CHOP overexpression in cytokine-induced β-cell apoptosis remains controversial. We presently observed that CHOP knockdown (KD) prevents cytokine-mediated degradation of the anti-apoptotic proteins B-cell lymphoma 2 (Bcl-2) and myeloid cell leukemia sequence 1 (Mcl-1), thereby decreasing the cleavage of executioner caspases 9 and 3, and apoptosis. Nuclear factor-κB (NF-κB) is a crucial transcription factor regulating β-cell apoptosis and inflammation. CHOP KD resulted in reduced cytokine-induced NF-κB activity and expression of key NF-κB target genes involved in apoptosis and inflammation, including iNOS, FAS, IRF-7, IL-15, CCL5 and CXCL10. This was due to decreased IκB degradation and p65 translocation to the nucleus. The present data suggest that CHOP has a dual role in promoting β-cell death: (1) CHOP directly contributes to cytokine-induced β-cell apoptosis by promoting cytokine-induced mitochondrial pathways of apoptosis; and (2) by supporting the NF-κB activation and subsequent cytokine/chemokine expression, CHOP may contribute to apoptosis and the chemo attraction of mononuclear cells to the islets during insulitis.

Modulation du métabolisme du glucose astrocytaire par les cytokines pro-inflammatoires et le peptide beta-amyloïde. A la recherche d'une composante gliale aux processus neurodégénératifs

Résumé large public: Une altération localisée du métabolisme du glucose, le substrat énergétique préférentiellement utilisé dans le cerveau, est un trait caractéristique précoce de la maladie d'Alzheimer (MA). Il est maintenant largement admis que le beta-amyloïde, la neuroinflammation et le stress oxydatif participent au développement de la MA. Cependant les mécanismes cellulaires de la pathogenèse restent à identifier. Le métabolisme cérébral a ceci de remarquable qu'il repose sur la coopération entre deux types cellulaires, ainsi les astrocytes et les neurones constituent une unité métabolique. Les astrocytes sont notamment responsables de fournir aux neurones des substrats énergétiques, ainsi que des précurseurs du glutathion pour la défense contre le stress oxydatif. Ces fonctions astrocytaires sont essentielles au bon fonctionnement et à la survie neuronale; par conséquent, une altération de ces fonctions astrocytaires pourrait participer au développement de certaines maladies cérébrales. Le but de ce travail est, dans un premier temps, d'explorer les effets de médiateurs de la neuroinflammation (les cytokines pro-inflammatoires) et du peptide beta-amyloïde sur le métabolisme des astrocytes corticaux, en se focalisant sur les éléments en lien avec le métabolisme énergétique et le stress oxydatif. Puis, dans un second temps, de caractériser les conséquences pour les neurones des modifications du métabolisme astrocytaire induites par ces substances. Les résultats obtenus ici montrent que les cytokines pro-inflammatoires et le beta-amyloïde induisent une profonde altération du métabolisme astrocytaire, selon deux profils distincts. Les cytokines pro-inflammatoires, particulièrement en combinaison, agissent comme « découpleurs » du métabolisme énergétique du glucose, en diminuant l'apport potentiel de substrats énergétiques aux neurones. En plus de son effet propre, le peptide beta-amyloïde potentialise les effets des cytokines pro-inflammatoires. Or, dans le cerveau de patients atteints de la MA, les astrocytes sont exposés simultanément à ces deux types de substances. Les deux types de substances ont un effet ambivalent en termes de stress oxydatif. Ils induisent à la fois une augmentation de la libération de glutathion (potentiellement protecteur pour les neurones voisins) et la production d'espèces réactives de l'oxygène (potentiellement toxiques). Etant donné l'importance de la coopération entre astrocytes et neurones, ces modulations du métabolisme astrocytaire pourraient donc avoir un retentissement majeur sur les cellules environnantes, et en particulier sur la fonction et la survie neuronale. Résumé Les astrocytes et les neurones constituent une unité métabolique. Les astrocytes sont notamment responsables de fournir aux neurones des substrats énergétiques, tels que le lactate, ainsi que des précurseurs du glutathion pour la défense contre le stress oxydatif. Une altération localisée du métabolisme du glucose, le substrat énergétique préférentiellement utilisé dans le cerveau, est un trait caractéristique, précoce, de la maladie d'Alzheimer (MA). Il est maintenant largement admis que le beta-amyloïde, la neuroinflammation et le stress oxydatif participent au développement de la MA. Cependant, les mécanismes cellulaires de la pathogenèse restent à identifier. Le but de ce travail est d'explorer les effets des cytokines pro-inflammatoires (Il-1 ß et TNFα) et du beta-amyloïde (Aß) sur le métabolisme du glucose des astrocytes corticaux en culture primaire ainsi que de caractériser les conséquences, pour la viabilité des neurones voisins, des modifications du métabolisme astrocytaire induites par ces substances. Les résultats obtenus montrent que les cytokines pro-inflammatoires et le beta-amyloïde induisent une profonde altération du métabolisme astrocytaire, selon deux profils distincts. Les cytokines pro-inflammatoires, particulièrement en combinaison, agissent comme « découpleurs » du métabolisme glycolytique astrocytaire. Après 48 heures, le traitement avec TNFα et Il-lß cause une augmentation de la capture de glucose et de son métabolisme dans la voie des pentoses phosphates et dans le cycle de Krebs. A l'inverse, il cause une diminution de la libération de lactate et des stocks cellulaires de glycogène. En combinaison avec les cytokines tel qu'in vivo dans les cerveaux de patients atteints de MA, le peptide betaamyloïde potentialise les effets décrits ci-dessus. Isolément, le Aß cause une augmentation coordonnée de la capture de glucose et de toutes les voies de son métabolisme (libération de lactate, glycogenèse, voie des pentoses phosphate et cycle de Krebs). Les traitements altèrent peu les taux de glutathion intracellulaires, par contre ils augmentent massivement la libération de glutathion dans le milieu extracellulaire. A l'inverse, les deux types de traitements augmentent la production intracellulaire d'espèces réactives de l'oxygène (ROS). De plus, les cytokines pro-inflammatoires en combinaison augmentent massivement la production des ROS dans l'espace extracellulaire. Afin de caractériser l'impact de ces altérations métaboliques sur la viabilité des neurones environnants, un modèle de co-culture et des milieux conditionnés astrocytaires ont été utilisés. Les résultats montrent qu'en l'absence d'une source exogène d'antioxydants, la présence d'astrocytes favorise la viabilité neuronale ainsi que leur défense contre le stress oxydatif. Cette propriété n'est cependant pas modulée par les différents traitements. D'autre part, la présence d'astrocytes, et non de milieu conditionné, protège les neurones contre l'excitotoxicité due au glutamate. Les astrocytes prétraités (aussi bien avec le beta-amyloïde qu'avec les cytokines pro-inflammatoires) perdent cette propriété. Cet élément suggère que la perturbation du métabolisme astrocytaire causé par les cytokines pro-inflammatoires ou le beta-amyloïde pourrait participer à l'atteinte de la viabilité neuronale associée à certaines pathologies neurodégénératives.

Am I shrinking? On clothing size and body size.

Comment on: Hughes LA, Schouten LJ, Goldbohm RA, van den Brandt PA, Weijenberg MP. Self-reported clothing size as a proxy measure for body size. Epidemiology. 2009 Sep;20(5):673-6. PMID: 19451821

Pro-inflammatory cytokines induce the transcription factors C/EBPbeta and C/EBPdelta in astrocytes.

The transcription factors CCAAT/enhancer binding protein (C/EBP)-beta and -delta are key regulators for the expression of the acute phase genes in the liver, such as complement component C3 and antichymotrypsin. In the brain, these acute phase proteins are produced in response to pro-inflammatory cytokines by the reactive astrocytes, in particular those surrounding the amyloid plaques of Alzheimer's disease brains. Here we show that lipopolysaccharides (LPS), IL-1beta, and TNFalpha induce the expression of the c/ebpbeta and -delta genes in mouse primary astrocytes. This induction precedes the expression of the acute phase genes coding for the complement component C3 and the mouse homologue of antichymotrypsin. The induction of these two acute phase genes by LPS is blocked by cycloheximide, whereas this protein synthesis inhibitor does not affect the expression of the c/ebp genes. Altogether, our data support a role as immediate-early genes for c/ebpbeta and -delta, whose expression is induced by pro-inflammatory cytokines in mouse cortical astrocytes. In the liver, these transcription factors are known to play an important role in inflammation and energy metabolism regulation. Therefore, C/EBPbeta and -delta could be pivotal transcription factors involved in brain inflammation, in addition to their previously demonstrated role in brain glycogen metabolism regulation (Cardinaux and Magistretti. J Neurosci 16:919-929, 1996).

Patent foramen ovale in patients with ischaemic stroke of unknown cause: to close? "pro closure" position

There is ample epidemiological and anecdotal evidence that a PFO increases the risk of stroke both in young and elderly patients, although only in a modest way: PFOs are more prevalent in patients with cryptogenic (unexplained) stroke than in healthy subjects, and are more prevalent in cryptogenic stroke than in strokes of other causes. Furthermore, multiple case series confirm an association of paradoxical embolism across a PFO in patients with deep vein thrombosis and/or pulmonary emboli.2. Is stroke recurrence risk in PFO-patients really not elevated when compared to PFO-free patients, as suggested by traditional observational studies? This finding is an epidemiological artifact called "the paradox of recurrence risk research" (Dahabreh & Kent, JAMA 2011) and is due to one (minor) risk factor, such as PFO, being wiped out by other, stronger risk factors in the control population.3. Having identified PFO as a risk factor for a first stroke and probably also for recurrences, we have to treat it, because treating risk factors always has paid off. No one would nowadays question the aggressive treatment of other risk factors of stroke such as hypertension, atrial fibrillation, smoking, or hyperlipidemia.4. In order to be effective, the preventive treatment has to control the risk factor (i.e. close effectively the PFO), and has to have little or no side effects. Both these conditions are now fulfilled thanks to increasing expertise of cardiologists with technically advanced closure devices and solid back up by multidisciplinary stroke teams.5. Closing a PFO does not dispense us from treating other stroke risk factors aggressively, given that these are cumulative with PFO.6. The most frequent reason why patients have a stroke recurrence after PFO closure is not that closure is ineffective, but that the initial stroke etiology is insufficiently investigated and not PFO related, and that the recurrence is due to another mechanism because of poor risk factor control.7. Similarly, the randomized CLOSURE study was negative because a) patients were included who had a low chance that their initial event was due to the PFO, b) patients were selected with a low chance that a PFO-related recurrence would occur, c) there was an unacceptable high rate of closure-related side effects, and d) the number of randomized patients was too small for a prevention trial.8. It is only a question of time until a sufficiently large randomized clinical trial with true PFO-related stroke patients and a high PFO-related recurrence risk will be performed and show the effectiveness of this closure9. PFO being a rather modest risk factor for stroke does not mean we should prevent our patients from getting the best available prevention by the best physicians in the best stroke centers Therefore, a PFO-closure performed by an excellent cardiologist following the recommendation of an expert neurovascular specialist after a thorough workup in a leading stroke center is one of the most effective stroke prevention treatments available in 2011.

Laubers Vorlagen. Vermutungen zur Beschaffenheit ihres Textes - Beobachtungen zu ihrer Verwaltung im Kontext der Produktion. Am Beispiel der Überlieferungen von "Flore und Blanscheflur" und "Parzival"

Der Aufsatz gilt den ,,Texten hinter den Texten" der aus dem elsässischen Produktionszusammenhang um Diebold Lauber im 15. Jahrhundert überlieferten Handschriften. Dass das rekonstruktive Potential dieses im deutschsprachigen Mittelalter einmaligen Corpus einer so grossen Gruppe von Handschriften eines einzelnen Skriptoriums bisher nahezu ungenutzt blieb, wird als Resultat einer unbemerkten perspektivischen Verschränkung zweier Wissenschaftsgruppen beschrieben: Wo die Texte der Handschriften überhaupt in den Blick gerieten, geschah dies entweder aus editorisch-kritischem Erkenntnisinteresse oder, den Impulsen jüngerer kunstgeschichtlicher Lauber-Forschung folgend, auf der Suche nach bewusstem, gar gestaltendem Umgang mit dem Text durch das Lauber-Team. Beiden Zugriffen liegen diametral entgegengesetzte Begriffe von textueller ,,Qualität" zugrunde, die schon auf terminologischer Ebene wiederholt zu Missverständnissen geführt haben. Was die systematische, vergleichende Untersuchung der Texte Lauberscher Handschriften - hier anhand von Mehrfachüberlieferungen - sowohl für die Erschliessung von Informationen über den elsässischen Betrieb als auch für den Census der älteren volkssprachigen Überlieferung im deutschen Südwesten zu leisten vermag, zeigen die Beispielanalysen der Lauber-Texte von ,Flore und Blanscheflur' (H, B) und ,Parzival' (m, n, o). In beiden Fällen lassen sprachliche Untersuchungen und paläographische Fehleranalysen der erhaltenen Textzeugen eine Vorlage mit frühem, aus kritischer Perspektive bemerkenswert gutem - von den Lauber-Redaktoren nach diesen Kriterien gewähltem? - Text erkennen. Im Fall von ,Flore und Blanscheflur' stammte mit hoher Wahrscheinlichkeit die Vorlagenhandschrift selber aus dem 13. oder spätestens frühen 14. Jahrhundert; den ,Parzival'-Abschriften dagegen lagen zwei verschiedene zeitgenössische Handschriften zugrunde. Erhellt wird auch der praktische Umgang mit Vorlagenhandschriften im Herstellungsprozess, der bisher im Dunkeln lag: Der Aufsatz belegt, dass in beiden untersuchten Beispielen Handschriften fremder Provenienz als Vorlagenexemplare zur wiederholten Benutzung aufbereitet und dauerhaft verwahrt wurden. Dabei müssen die laubertypischen, gliedernden Zwischenüberschriften auf einem separaten Anweisungsblatt bzw. Faszikel notiert gewesen sein. Ihre vorgesehene Positionierung wurde dem Schreiber vermutlich durch Randmarkierungen im Vorlagenexemplar angezeigt. Besondere Umstände galten für die Vorlagen der drei erhaltenen ,Parzival'-Handschriften: Lauber benutzte offenbar zunächst eine den Lauber-Produkten im Typ ähnliche Bilderhandschrift, die er, da sie beschädigt war, später durch ein anderes Exemplar ersetzte. Dabei handelte es sich wieder um eine Bilderhandschrift gleichen Typs, die nun allerdings nach werkstattüblichem Verfahren über ein separates Anweisungsblatt so aufbereitet wurde, dass sich die Zahl der Illustrationen und Zwischenüberschriften erhöhte. Als wahrscheinlichste Quelle dieser zweimal verfügbaren, textlich zusammengehörenden bebilderten Handschriften ist die sogenannte ,Werkstatt von 1418' auszumachen. Auch andere Hinweise deuten darauf, dass ab etwa den 1440er Jahren eine grössere Gruppe von Handschriften aus dieser älteren Produktion, deren Schwerpunkt die höfische Literatur des 13. Jahrhunderts bildete, in den Bestand Laubers geriet und dessen Programm erweiterte. Die ab dieser Phase in der jüngeren Forschung (Saurma-Jeltsch) beobachtete, scheinbar marktorientiert gezielte Neugestaltung des Programms erweist sich so möglicherweise nur als Folge einer plötzlich verfügbaren neuen Vorlagengruppe.

Specific targeting of pro-death NMDA receptor signals with differing reliance on the NR2B PDZ ligand.

NMDA receptors (NMDARs) mediate ischemic brain damage, for which interactions between the C termini of NR2 subunits and PDZ domain proteins within the NMDAR signaling complex (NSC) are emerging therapeutic targets. However, expression of NMDARs in a non-neuronal context, lacking many NSC components, can still induce cell death. Moreover, it is unclear whether targeting the NSC will impair NMDAR-dependent prosurvival and plasticity signaling. We show that the NMDAR can promote death signaling independently of the NR2 PDZ ligand, when expressed in non-neuronal cells lacking PSD-95 and neuronal nitric oxide synthase (nNOS), key PDZ proteins that mediate neuronal NMDAR excitotoxicity. However, in a non-neuronal context, the NMDAR promotes cell death solely via c-Jun N-terminal protein kinase (JNK), whereas NMDAR-dependent cortical neuronal death is promoted by both JNK and p38. NMDAR-dependent pro-death signaling via p38 relies on neuronal context, although death signaling by JNK, triggered by mitochondrial reactive oxygen species production, does not. NMDAR-dependent p38 activation in neurons is triggered by submembranous Ca(2+), and is disrupted by NOS inhibitors and also a peptide mimicking the NR2B PDZ ligand (TAT-NR2B9c). TAT-NR2B9c reduced excitotoxic neuronal death and p38-mediated ischemic damage, without impairing an NMDAR-dependent plasticity model or prosurvival signaling to CREB or Akt. TAT-NR2B9c did not inhibit JNK activation, and synergized with JNK inhibitors to ameliorate severe excitotoxic neuronal loss in vitro and ischemic cortical damage in vivo. Thus, NMDAR-activated signals comprise pro-death pathways with differing requirements for PDZ protein interactions. These signals are amenable to selective inhibition, while sparing synaptic plasticity and prosurvival signaling.

Emerging paradigms and questions on pro-angiogenic bone marrow-derived myelomonocytic cells.

Cancer-related inflammation has emerged in recent years as a major event contributing to tumor angiogenesis, tumor progression and metastasis formation. Bone marrow-derived and inflammatory cells promote tumor angiogenesis by providing endothelial progenitor cells that differentiate into mature endothelial cells, and by secreting pro-angiogenic factors and remodeling the extracellular matrix to stimulate angiogenesis though paracrine mechanisms. Several bone marrow-derived myelonomocytic cells, including monocytes and macrophages, have been identified and characterized by several laboratories in recent years. While the central role of these cells in promoting tumor angiogenesis, tumor progression and metastasis is nowadays well established, many questions remain open and new ones are emerging. These include the relationship between their phenotype and function, the mechanisms of pro-angiogenic programming, their contribution to resistance to anti-angiogenic treatments and to metastasis and their potential clinical use as biomarkers of angiogenesis and anti-angiogenic therapies. Here, we will review phenotypical and functional aspects of bone marrow-derived myelonomocytic cells and discuss some of the current outstanding questions.