Estrogen receptor regulates MyoD gene expression by preventing AP-1-mediated repression.

Cell growth and differentiation are opposite events in the myogenic lineage. Growth factors block the muscle differentiation program by inducing the expression of transcription factors that negatively regulate the expression of muscle regulatory genes like MyoD. In contrast, extracellular clues that induce cell cycle arrest promote MyoD expression and muscle differentiation. Thus, the regulation of MyoD expression is critical for muscle differentiation. Here we show that estrogen induces MyoD expression in mouse skeletal muscle in vivo and in dividing myoblasts in vitro by relieving the MyoD promoter from AP-1 negative regulation through a mechanism involving estrogen receptor/AP-1 protein-protein interactions but independent of the estrogen receptor DNA binding activity.

The AP-1 transcription factor c-Jun prevents stress-imposed maladaptive remodeling of the heart.

Systemic hypertension increases cardiac workload and subsequently induces signaling networks in heart that underlie myocyte growth (hypertrophic response) through expansion of sarcomeres with the aim to increase contractility. However, conditions of increased workload can induce both adaptive and maladaptive growth of heart muscle. Previous studies implicate two members of the AP-1 transcription factor family, junD and fra-1, in regulation of heart growth during hypertrophic response. In this study, we investigate the function of the AP-1 transcription factors, c-jun and c-fos, in heart growth. Using pressure overload-induced cardiac hypertrophy in mice and targeted deletion of Jun or Fos in cardiomyocytes, we show that c-jun is required for adaptive cardiac hypertrophy, while c-fos is dispensable in this context. c-jun promotes expression of sarcomere proteins and suppresses expression of extracellular matrix proteins. Capacity of cardiac muscle to contract depends on organization of principal thick and thin filaments, myosin and actin, within the sarcomere. In line with decreased expression of sarcomere-associated proteins, Jun-deficient cardiomyocytes present disarrangement of filaments in sarcomeres and actin cytoskeleton disorganization. Moreover, Jun-deficient hearts subjected to pressure overload display pronounced fibrosis and increased myocyte apoptosis finally resulting in dilated cardiomyopathy. In conclusion, c-jun but not c-fos is required to induce a transcriptional program aimed at adapting heart growth upon increased workload.

Critical role for Ets, AP-1 and GATA-like transcription factors in regulating mouse Toll-like receptor 4 (Tlr4) gene expression.

TLR4 (Toll-like receptor 4) is essential for sensing the endotoxin of Gram-negative bacteria. Mutations or deletion of the TLR4 gene in humans or mice have been associated with altered predisposition to or outcome of Gram-negative sepsis. In the present work, we studied the expression and regulation of the Tlr4 gene of mouse. In vivo, TLR4 levels were higher in macrophages compared with B, T or natural killer cells. High basal TLR4 promoter activity was observed in RAW 264.7, J774 and P388D1 macrophages transfected with a TLR4 promoter reporter vector. Analysis of truncated and mutated promoter constructs identified several positive [two Ets (E twenty-six) and one AP-1 (activator protein-1) sites] and negative (a GATA-like site and an octamer site) regulatory elements within 350 bp upstream of the transcriptional start site. The myeloid and B-cell-specific transcription factor PU.1 bound to the proximal Ets site. In contrast, none among PU.1, Ets-1, Ets-2 and Elk-1, but possibly one member of the ESE (epithelium-specific Ets) subfamily of Ets transcription factors, bound to the distal Ets site, which was indispensable for Tlr4 gene transcription. Endotoxin did not affect macrophage TLR4 promoter activity, but it decreased TLR4 steady-state mRNA levels by increasing the turnover of TLR4 transcripts. TLR4 expression was modestly altered by other pro- and anti-inflammatory stimuli, except for PMA plus ionomycin which strongly increased promoter activity and TLR4 mRNA levels. The mouse and human TLR4 genes were highly conserved. Yet, notable differences exist with respect to the elements implicated in gene regulation, which may account for species differences in terms of tissue expression and modulation by microbial and inflammatory stimuli.

Role of AP-1 family members in lymphomagenesis

Constitutive activation of the nuclear factor-KB (NF-KB) transcriptional pathway is the main characteristic of the activated B-cell-like (ABC) subtype of diffuse large B- cell lymphoma (DLBCL). This has been attributed to oncogenic mutations in the CARMA1, CD79A/B, MyD88 or RNF31 signaling proteins, which control NF-kB activation at different levels. Since several of these mutations lead to a state that mimics chronically antigen receptor-stimulated B-cells, and since the antigen receptor also triggers other transcription pathways, these might be important in ABC DLBCL malignancy too. In this study we analyzed whether abnormal expression and activity of members of the AP-1 transcription factor family could contribute to the pathogenesis of ABC DLBCL. Here, we identified activation of Jun as well as ATF members of the dimeric AP-1 transcription factor family, as a hallmark of ABC but not of germinal center B- cell-like (GCB) DLBCL cell lines. ABC DLBCL cell lines harbored an upregulated expression of c-Jun, JunB, JunD and ATF3 proteins. We could show that the upregulation of c-Jun, JunB and ATF3 was dependent on constitutive BCR and MyD88 signaling. Since AP-1 transcription factors need to dimerize to be active, Jun binding partners were investigated and we could demonstrate the presence of several ATF/Jun heterodimers (including c-Jun/ATF2, c-Jun/ATF3, c-Jun/ATF7, JunB/ATF2, JunB/ATF3, JunB/ATF7, JunD/ATF2, JunD/ATF3 and JunD/ATF7 heterodimers). The disruption of ATF/Jun heterodimers by A-Fos, a dominant negative form of Jun members, was toxic to ABC but not to GCB DLBCL cell lines. Finally, ATF3 immunohistochemistry on DLBCL patient samples revealed that samples classified as non-GCB had more intense and preferentially nuclear staining of ATF3, which could be of diagnostic relevance since the histological classification of the ABC and GCB DLBCL subtypes is difficult in clinical practice. In conclusion, we could show that ABC DLBCL are not only addicted to NF-KB signaling, but also to signaling by some members of the AP-1 transcription factor family. Thus, the AP-1 pathway might be a promising therapeutic target for the treatment of ABC DLBCL. Additionally, monitoring ATF3 levels could improve the diagnosis of ABC DLBCL by IHC. -- L'activation constitutive du facteur de transcription NF-KB est l'une des caractéristiques principales des lymphomes B du type ABC-DLBCL. Cette addiction est dépendante de mutations oncogéniques de CARMA1, CD79A/B, MyD88 et RNF31 qui contrôlent NF-KB à différents niveaux. Etant donné que la plupart de ces mutations mène à un état d'activation chronique du récepteur des cellules B (BCR) et que le BCR active d'autres voies de signalisation, d'autres facteurs de transcription pourraient être impliqués dans la lymphomagénèse des ABC-DLBCL. Dans cette étude, nous nous sommes demandé si les membres de la famille du facteur de transcription AP-1 contribuaient à la pathogénèse de ce type de lymphome. Dans des lignées cellulaires de lymphomes du type ABC-DLBCL en comparaison avec le type GCB-DLBCL, nous avons pu identifier une activation anormale de plusieurs membres de la famille Jun et ATF, deux sous-familles du facteur de transcription AP-1. Les lignées cellulaires dérivées de lymphomes du type ABC-DLBCL surexpriment les facteurs de transcription c-Jun, JunB, JunD et ATF3. Leur surexpression dépend de l'activation constitutive de la voie du BCR et de MyD88. Etant donné qu'AP-1 requiert la formation de dimères pour être actif, nous nous sommes intéressés aux partenaires d'interactions de c-Jun, JunB et JunD et avons pu montrer la formation de plusieurs hétérodimères Jun/ATF (incluant les hétérodimères c-Jun/ATF2, c-Jun/ATF3, c-Jun/ATF7, JunB/ATF2, JunB/ATF3, JunB/ATF7, JunD/ATF2, JunD/ATF3 et JunD/ATF7). Lorsque l'on empêche la formation de ces hétérodimères avec A-Fos, un dominant négatif des membres Jun, la survie des lignées cellulaires du type ABC-DLBCL est diminuée, tandis que les lignées cellulaires GCB-DLBCL ne sont pas affectées. Pour finir, des immunohistochimies (IHC) pour ATF3 sur des échantillons de patients classifiés comme GCB et non-GCB ont pu montrer une coloration d'ATF3 nucléaire et beaucoup plus intense que les échantillons du type GCB. Ainsi, ATF3 pourrait être potentiellement utile en clinique pour différencier le sous type non-GCB des GCB. En conclusion, nous avons pu montrer que les lymphomes du type ABC- DLBCL ne présentent pas uniquement une addiction à NF-KB, mais également de certains membres de la famille de facteur de transcription AP-1. Par conséquent, AP- 1 pourrait être une cible thérapeutique prometteuse pour le développement de futures stratégies. En outre, la détermination des niveaux d'ATF3 par IHC pourraient améliorer le diagnostic des patients du type ABC DLBCL.

Association of the Epstein-Barr virus latent membrane protein 1 with lipid rafts is mediated through its N-terminal region.

The latent membrane protein 1 (LMP1) encoded by the Epstein-Barr virus acts like a constitutively activated receptor of the tumor necrosis factor receptor (TNFR) family and is enriched in lipid rafts. We showed that LMP1 is targeted to lipid rafts in transfected HEK 293 cells, and that the endogenous TNFR-associated factor 3 binds LMP1 and is recruited to lipid rafts upon LMP1 expression. An LMP1 mutant lacking the C-terminal 55 amino acids (Cdelta55) behaves like the wild-type (WT) LMP1 with respect to membrane localization. In contrast, a mutant with a deletion of the 25 N-terminal residues (Ndelta25) does not concentrate in lipid rafts but still binds TRAF3, demonstrating that cell localization of LMP1 was not crucial for TRAF3 localization. Moreover, Ndelta25 inhibited WT LMP1-mediated induction of the transcription factors NF-kappaB and AP-1. Morphological data indicate that Ndelta25 hampers WT LMP1 plasma membrane localization, thus blocking LMP1 function.

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 scaffold protein IB1/JIP-1 controls the activation of JNK in rat stressed urothelium.

The c-Jun N-terminal kinase (JNK) is critical for cell survival, differentiation, apoptosis and tumorigenesis. This signalling pathway requires the presence of the scaffold protein Islet-Brain1/c-Jun N-terminal kinase interacting protein-1 (IB1/JIP-1). Immunolabeling and in situ hybridisation of bladder sections showed that IB1/JIP-1 is expressed in urothelial cells. The functional role of IB1/JIP-1 in the urothelium was therefore studied in vivo in a model of complete rat bladder outlet obstruction. This parietal stress, which is due to urine retention, reduced the content of IB1/JIP-1 in urothelial cells and consequently induced a drastic increase in JNK activity and AP-1 binding activity. Using a viral gene transfer approach, the stress-induced activation of JNK was prevented by overexpressing IB1/JIP-1. Conversely, the JNK activity was increased in urothelial cells where the IB1/JIP-1 content was experimentally reduced using an antisense RNA strategy. Furthermore, JNK activation was found to be increased in non-stressed urothelial cells of heterozygous mice carrying a selective disruption of the IB1/JIP-1 gene. These data established that mechanical stress in urothelial cells in vivo induces a robust JNK activation as a consequence of regulated expression of the scaffold protein IB1/JIP-1. This result highlights a critical role for that scaffold protein in the homeostasis of the urothelium and unravels a new potential target to regulate the JNK pathway in this tissue.

Activation of c-Jun in the nuclei of neurons of the CA-1 in thrombin preconditioning occurs via PAR-1.

Recently it has been shown that the c-Jun N-terminal kinase (JNK) plays a role in thrombin preconditioning (TPC) in vivo and in vitro. To investigate further the pathways involved in TPC, we performed an immunohistochemical study in hippocampal slice cultures. Here we show that the major target of JNK, the AP-1 transcription factor c-Jun, is activated by phosphorylation in the nuclei of neurons of the CA1 region by using phospho-specific antibodies against the two JNK phosphorylation sites. The activation is early and transient, peaking at 90 min and not present by 3 hr after low-dose thrombin administration. Treatment of cultures with a synthetic thrombin receptor agonist results in the same c-Jun activation profile and protection against subsequent OGD, both of which are prevented by specific JNK inhibitors, showing that thrombin signals through PAR-1 to JNK. By using an antibody against the Ser 73 phosphorylation site of c-Jun, we identify possible additional TPC substrates.

Connexin26 is regulated in rat urothelium by the scaffold protein IB1/JIP-1.

Proper function of the wall of bladder requires gap junctional communication for coordinating the responses of smooth muscle (SMC) and urothelial cells exposed to urine pressure. In the rat bladder, Cx43 is expressed by SMC and urothelial cells, whereas Cx26 expression is restricted to the epithelium. We used a model of bladder outlet obstruction, in which a ligature is placed around the urethra to increase voiding pressure. Increased fluid pressure was associated with increased Cx43 and Cx26 mRNA expression and with the activation of a signaling cascade including the transcription factor c-Jun, which is a component of the AP-1 complex. The signaling pathway of the c-Jun NH2 terminal kinase (JNK) requires the presence of the scaffold protein Islet-Brain1/c-Jun amino-terminal kinase Interacting Protein-1 (IB1/JIP-1). Under stress conditions resulting from urine retention, we have found a reduced content of IB1/JIP-1 in urothelial cells, which in turn induced a drastic increase of JNK and AP-1 binding activities. The stress-induced activation of JNK was prevented by overexpressing IB1/JIP-1, using a viral gene transfer approach, a condition which also resulted in a decrease in Cx26 mRNA. The data show that: 1) mechanical stress of urothelial cells activates in vivo JNK, as a consequence of a regulated expression of IB1/JIP-1 and 2) that urothelial Cx26 may be directly regulated by the AP-1 complex.

Activation of c-Jun in the nuclei of neurons of the CA-1 in thrombin preconditioning occurs via PAR-1.

Recently it has been shown that the c-Jun N-terminal kinase (JNK) plays a role in thrombin preconditioning (TPC) in vivo and in vitro. To investigate further the pathways involved in TPC, we performed an immunohistochemical study in hippocampal slice cultures. Here we show that the major target of JNK, the AP-1 transcription factor c-Jun, is activated by phosphorylation in the nuclei of neurons of the CA1 region by using phospho-specific antibodies against the two JNK phosphorylation sites. The activation is early and transient, peaking at 90 min and not present by 3 hr after low-dose thrombin administration. Treatment of cultures with a synthetic thrombin receptor agonist results in the same c-Jun activation profile and protection against subsequent OGD, both of which are prevented by specific JNK inhibitors, showing that thrombin signals through PAR-1 to JNK. By using an antibody against the Ser 73 phosphorylation site of c-Jun, we identify possible additional TPC substrates.

Regulation of epithelial-mesenchymal IL-1 signaling by PPARbeta/delta is essential for skin homeostasis and wound healing.

Skin morphogenesis, maintenance, and healing after wounding require complex epithelial-mesenchymal interactions. In this study, we show that for skin homeostasis, interleukin-1 (IL-1) produced by keratinocytes activates peroxisome proliferator-activated receptor beta/delta (PPARbeta/delta) expression in underlying fibroblasts, which in turn inhibits the mitotic activity of keratinocytes via inhibition of the IL-1 signaling pathway. In fact, PPARbeta/delta stimulates production of the secreted IL-1 receptor antagonist, which leads to an autocrine decrease in IL-1 signaling pathways and consequently decreases production of secreted mitogenic factors by the fibroblasts. This fibroblast PPARbeta/delta regulation of the IL-1 signaling is required for proper wound healing and can regulate tumor as well as normal human keratinocyte cell proliferation. Together, these findings provide evidence for a novel homeostatic control of keratinocyte proliferation and differentiation mediated via PPARbeta/delta regulation in dermal fibroblasts of IL-1 signaling. Given the ubiquitous expression of PPARbeta/delta, other epithelial-mesenchymal interactions may also be regulated in a similar manner.

MAP kinase pathways in UV-induced apoptosis of retinal pigment epithelium ARPE19 cells.

The retinal pigment epithelium (RPE) is constantly exposed to external injuries which lead to degeneration, dysfunction or loss of RPE cells. The balance between RPE cells death and proliferation may be responsible for several diseases of the underlying retina, including age-related macular degeneration (AMD) and proliferative vitreoretinopathy (PVR). Signaling pathways able to control cells proliferation or death usually involve the MAPK (mitogen-activated protein kinases) pathways, which modulate the activity of transcription factors by phosphorylation. UV exposure induces DNA breakdown and causes cellular damage through the production of reactive oxygen species (ROS) leading to programmed cell death. In this study, human retinal pigment epithelial cells ARPE19 were exposed to 100 J/m(2) of UV-C and MAPK pathways were studied. We first showed the expression of the three major MAPK pathways. Then we showed that activator protein-1 (AP-1) was activated through phosphorylation of cJun and cFos, induced by JNK and p38, respectively. Specific inhibitors of both kinases decreased their respective activities and phosphorylation of their nuclear targets (cJun and cFos) and reduced UV-induced cell death. The use of specific kinases inhibitors may provide excellent tools to prevent RPE apoptosis specifically in RPE diseases involving ROS and other stress-related compounds such as in AMD.

PPARs as drug targets to modulate inflammatory responses?

The three peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) isotypes (PPAR alpha, beta/delta and gamma) belong to the nuclear hormone receptor family. During the last decade, they have been identified as anti-inflammatory transcription factors. Part of this regulation antiinflammatory is mediated through negative interference between PPARs and other nuclear factors such as NFkB, AP-1 and C/EBP, which regulate innate as well as adaptative immunity. In addition, the PPARs control the functions of macrophages, B cells and T cells. In this review, we summarise the pathways through which the PPARs control inflammatory responses. We also discuss the potential utilisation of PPAR specific ligands in the treatment of inflammatory diseases, such as inflammatory bowel diseases, atherosclerosis, Parkinson's and Alzheimer's diseases.

Biliverdin inhibits Toll-like receptor-4 (TLR4) expression through nitric oxide-dependent nuclear translocation of biliverdin reductase.

The cellular response to an inflammatory stressor requires a proinflammatory cellular activation followed by a controlled resolution of the response to restore homeostasis. We hypothesized that biliverdin reductase (BVR) by binding biliverdin (BV) quells the cellular response to endotoxin-induced inflammation through phosphorylation of endothelial nitric oxide synthase (eNOS). The generated NO, in turn, nitrosylates BVR, leading to nuclear translocation where BVR binds to the Toll-like receptor-4 (TLR4) promoter at the Ap-1 sites to block transcription. We show in macrophages that BV-induced eNOS phosphorylation (Ser-1177) and NO production are mediated in part by Ca(2+)/calmodulin-dependent kinase kinase. Furthermore, we show that BVR is S-nitrosylated on one of three cysteines and that this posttranslational modification is required for BVR-mediated signaling. BV-induced nuclear translocation of BVR and inhibition of TLR4 expression is lost in macrophages derived from Enos(-/-) mice. In vivo in mice, BV provides protection from acute liver damage and is dependent on the availability of NO. Collectively, we elucidate a mechanism for BVR in regulating the inflammatory response to endotoxin that requires eNOS-derived NO and TLR4 signaling in macrophages.

The gene for the ligand binding chain of the human interferon gamma receptor.

In order to characterize the gene encoding the ligand binding (1(st); alpha) chain of the human IFN-gamma receptor, two overlapping cosmid clones were analyzed. The gene spans over 25 kilobases (kb) of the genomic DNA and has seven exons. The extracellular domain is encoded by exons 1 to 5 and by part of exon 6. The transmembrane region is also encoded by exon 6. Exon 7 encodes the intracellular domain and the 3' untranslated portion. The gene was located on chromosome 6q23.1, as determined by in situ hybridization. The 4 kb region upstream (5') of the gene was sequenced and analyzed for promoter activity. No consensus-matching TATA or CAAT boxes in the 5' region were found. Potential binding sites for Sp1, AP-1, AP-2, and CREB nuclear factors were identified. Compatible with the presence of the Sp1/AP-2 sites and the lack of TATA box, S1-nuclease mapping experiments showed multiple transcription initiation sites. Promoter activity of the 5' flanking region was analyzed with two different reporter genes: the Escherichia coli chloramphenicol acetyltransferase and human growth hormone. The smallest 5' region of the gene that still had full promoter activity was 692 base pairs in length. In addition, we found sequences belonging to the oldest family of Alu repeats, 2 - 3 kb upstream of the gene, which could be useful for genetic studies.