TIMP-1 mediates the inhibitory effect of interleukin-6 on the proliferation of a hepatocarcinoma cell line in a STAT3-dependent manner

The tissue inhibitor of metalloproteinases (TIMP)-1 is a multifunctional protein which is not only an inhibitor of matrix metalloproteinases (MMPs) but also to have a possible "cytokine-like" action. Here, we first compared mRNA expression of TIMP-1 and MMP-9 in BEL-7402 (a hepatocellular carcinoma cell line), L-02 (a normal liver cell line) and QSG-7701 (a cell line derived from peripheral tissue of liver carcinoma) using real-time quantitative RT-PCR. By evaluating the variation of the MMP-9/TIMP-1 ratio as an index of reciprocal changes of the expression of the two genes, we observed that the MMP-9/TIMP-1 ratio was about 13- and 5-fold higher in BEL-7402 than in L-02 and QSG-7701, respectively. Significantly, overexpression of TIMP-1 decreased the MMP-9/TIMP-1 ratio in BEL-7402 and then inhibited the cell growth to 60% and reduced the migration to about 30%. Meanwhile, our data showed that interleukin-6 (IL-6) (100 ng/mL) could also inhibited the cell growth of BEL-7402. Further studies indicated that TIMP-1 mediated the inhibitory effect of IL-6 on BEL-7402 cell proliferation in a STAT3-dependent manner, which could further accelerate the expression of the cyclin-dependent kinase inhibitor p21. A dominant negative STAT3 mutant totally abolished IL-6-induced TIMP-1 expression and its biological functions. The present results demonstrate that TIMP-1 may be one of the mediators that regulate the inhibitory effect of IL-6 on BEL-7402 proliferation in which STAT3 signal transduction and p21 up-regulation also play important roles.

A DNA enzyme targeting Egr-1 inhibits rat vascular smooth muscle cell proliferation by down-regulation of cyclin D1 and TGF-β1

We have demonstrated that a synthetic DNA enzyme targeting early growth response factor-1 (Egr-1) can inhibit neointimal hyperplasia following vascular injury. However, the detailed mechanism of this inhibition is not known. Thus, the objective of the present study was to further investigate potential inhibitory mechanisms. Catalytic DNA (ED5) and scrambled control DNA enzyme (ED5SCR) were synthesized and transfected into primary cultures of rat vascular smooth muscle cells (VSMCs). VSMC proliferation and DNA synthesis were analyzed by the MTT method and BrdU staining, respectively. Egr-1, TGF-β1, p53, p21, Bax, and cyclin D1 expression was detected by RT-PCR and Western blot. Apoptosis and cell cycle assays were performed by FACS. Green fluorescence could be seen localized in the cytoplasm of 70.6 ± 1.52 and 72 ± 2.73% VSMCs 24 h after transfection of FITC-labeled ED5 and ED5SCR, respectively. We found that transfection with ED5 significantly inhibited cultured VSMC proliferation in vitro after 24, 48, and 72 h of serum stimulation, and also effectively decreased the uptake of BrdU by VSMC. ED5 specifically reduced serum-induced Egr-1 expression in VSMCs, further down-regulated the expression of cyclin D1 and TGF-β1, and arrested the cells at G0/G1, inhibiting entry into the S phase. FACS analysis indicated that there was no significant difference in the rate of apoptosis between ED5- and ED5SCR-transfected cells. Thus, ED5 can specifically inhibit Egr-1 expression, and probably inhibits VSMC proliferation by down-regulating the expressions of cyclin D1 and TGF-β1. However, ED5 has no effect on VSMC apoptosis.

Hypoxic-ischemic injury decreases anxiety-like behavior in rats when associated with loss of tyrosine-hydroxylase immunoreactive neurons of the substantia nigra

Neonatal Sprague-Dawley rats were randomly divided into normal control, mild hypoxia-ischemia (HI), and severe HI groups (N = 10 in each group at each time) on postnatal day 7 (P7) to study the effect of mild and severe HI on anxiety-like behavior and the expression of tyrosine hydroxylase (TH) in the substantia nigra (SN). The mild and severe HI groups were exposed to hypoxia (8% O2/92% N2) for 90 and 150 min, respectively. The elevated plus-maze (EPM) test was performed to assess anxiety-like behavior by measuring time spent in the open arms (OAT) and OAT%, and immunohistochemistry was used to determine the expression of TH in the SN at P14, P21, and P28. OAT and OAT% in the EPM were significantly increased in both the mild (1.88-, 1.99-, and 2.04-fold, and 1.94-, 1.51-, and 1.46-fold) and severe HI groups (1.69-, 1.68-, and 1.87-fold, and 1.83-, 1.43-, and 1.39-fold, respectively; P < 0.05). The percent of TH-positive cells occupying the SN area was significantly and similarly decreased in both the mild (17.7, 40.2, and 47.2%) and severe HI groups (16.3, 32.2, and 43.8%, respectively; P < 0.05). The decrease in the number of TH-positive cells in the SN and the level of protein expression were closely associated (Pearson correlation analysis: r = 0.991, P = 0.000 in the mild HI group and r = 0.974, P = 0.000 in the severe HI group) with the impaired anxiety-like behaviors. We conclude that neonatal HI results in decreased anxiety-like behavior during the juvenile period of Sprague-Dawley rats, which is associated with the decreased activity of TH in the SN. The impairment of anxiety and the expression of TH are not likely to be dependent on the severity of HI.

REGγ is a strong candidate for the regulation of cell cycle, proliferation and the invasion by poorly differentiated thyroid carcinoma cells

REGγ is a proteasome activator that facilitates the degradation of small peptides. Abnormally high expression of REGγ has been observed in thyroid carcinomas. The purpose of the present study was to explore the role of REGγ in poorly differentiated thyroid carcinoma (PDTC). For this purpose, small interfering RNA (siRNA) was introduced to down-regulate the level of REGγ in the PDTC cell line SW579. Down-regulation of REGγ at the mRNA and protein levels was confirmed by RT-PCR and Western blot analyses. FACS analysis revealed cell cycle arrest at the G1/S transition, the MTT assay showed inhibition of cell proliferation, and the Transwell assay showed restricted cell invasion. Furthermore, the expression of the p21 protein was increased, the expression of proliferating cell nuclear antigen (PCNA) protein decreased, and the expression of the p27 protein was unchanged as shown by Western blot analyses. REGγ plays a critical role in the cell cycle, proliferation and invasion of SW579 cells. The alteration of p21 and PCNA proteins related to the down-regulation of REGγ suggests that p21 and PCNA participate in the process of REGγ regulation of cell cycle progression and cell proliferation. Thus, targeting REGγ has a therapeutic potential in the management of PDTC patients.

Depressed nNOS expression during spine transition in the developing hippocampus of FMR1 KO mice

Nitric oxide (NO), synthesized as needed by NO synthase (NOS), is involved in spinogenesis and synaptogenesis. Immature spine morphology is characteristic of fragile X syndrome (FXS). The objective of this research was to investigate and compare changes of postnatal neuronal NOS (nNOS) expression in the hippocampus of male fragile X mental retardation 1 gene knockout mice (FMR1 KO mice, the animal model of FXS) and male wild-type mice (WT) at postnatal day 7 (P7), P14, P21, and P28. nNOS mRNA levels were analyzed by real-time quantitative PCR (N = 4-7) and nNOS protein was estimated by Western blot (N = 3) and immunohistochemistry (N = 1). In the PCR assessment, primers 5’-GTGGCCATCGTGTCCTACCATAC-3’ and 5’-GTTTCGAGGCAGGTGGAAGCTA-3’ were used for the detection of nNOS and primers 5’-CCGTTTCTCCTGGCTCAGTTTA-3’ and 5’-CCCCAATACCACATCATCCAT-3’ were used for the detection of β-actin. Compared to the WT group, nNOS mRNA expression was significantly decreased in FMR1 KO mice at P21 (KO: 0.2857 ± 0.0150, WT: 0.5646 ± 0.0657; P < 0.05). Consistently, nNOS immunoreactivity also revealed reduced staining intensity at P21 in the FMR1 KO group. Western blot analysis validated the immunostaining results by demonstrating a significant reduction in nNOS protein levels in the FMR1 KO group compared to the WT group at P21 (KO: 0.3015 ± 0.0897, WT: 1.7542 ± 0.5455; P < 0.05). These results suggest that nNOS was involved in the postnatal development of the hippocampus in FXS and impaired NO production may retard spine maturation in FXS.

Análise da tendência temporal de dano renal agudo entre pacientes graves conforme polimorfi smos I/D e -262A > T da enzima conversora da angiotensina

A síndrome de disfunção de múltiplos órgãos e sistemas (DMOS) e a disfunção renal aguda compartilham muitos dos fatores fisiológicos envolvidos em seu desenvolvimento. Estudos recentes correlacionam suscetibilidades individuais, determinadas geneticamente, à disfunção de órgãos em pacientes criticamente enfermos, situação em que o gene da enzima conversora da angiotensina (ECA) poderia ser um candidato para elucidar predisposição ou risco genético. Nosso objetivo foi examinar os efeitos da presença de dois polimorfismos, I/D e -262A > T, na disfunção renal em pacientes agudamente graves do Sul do Brasil. O escore SOFA (sequential organ failure assessment) à admissão e a tendência da função renal (medida pelo escore renal diário do SOFA) foram determinados em pacientes de unidade de terapia intensiva (UTI). Um total de 153 pacientes adultos (79 homens) foi incluído no estudo. Houve monitoração diária da função renal durante toda a permanência na UTI e também pós-UTI. Observou-se a progressão para insuficiência renal (SOFA 3 e 4) nos primeiros sete dias de internação em UTI, bem como necessidade de diálise. As frequências genotípicas gerais em nossa amostra foram II = 0,17; ID = 0,46; DD = 0,37; e AA = 0,30; AT = 0,55; TT = 0,15; e as frequências alélicas foram I = 0,40, D = 0,60; e A = 0,56; T = 0,44. Este é o primeiro estudo para verificar a influência de polimorfismos I/D e -262A > T da ECA em disfunção renal aguda em pacientes críticos. Nenhuma associação significativa foi encontrada entre os genótipos ou as frequências alélicas e a evolução da função renal. Os polimorfismos I/D e -262A > T da ECA não têm impacto significativo sobre a evolução da função renal durante a primeira semana de internação na UTI nem exercem qualquer influência sobre a mortalidade em pacientes graves.

Microangiopatias trombóticas: púrpura trombocitopênica trombótica e síndrome hemolítico-urêmica

As microangiopatias trombóticas (MATs) são condições caracterizadas por oclusão microvascular generalizada por trombos de plaquetas, trombocitopenia, e anemia hemolítica microangiopática. Duas manifestações fenotípicas típicas das MATs são a síndrome hemolítica urêmica (SHU) e a púrpura trombocitopênica trombótica (PTT). Outras doenças ocasionalmente apresentam manifestações similares. Na dependência de prevalecer a lesão renal ou a cerebral, duas entidades patologicamente indistinguíveis, mas de alguma forma clinicamente diferentes, têm sido descritas: a SHU e a PTT. Injúria das células endoteliais é o fator desencadeante central na sequência de eventos que levam a MAT. Perda da trombo resistência fisiológica, adesão de leucócitos no endotélio lesado, consumo de complemento, liberação e fragmentação anormais do fator de von Willebrand (FvW), e aumento do estresse de cisalhamento vascular podem sustentar e ampliar o processo microangiopático. Anormalidades intrínsecas do sistema do complemento e do FvW podem acompanhar a predisposição genética à doença, que pode ter um papel chave, em particular nas formas recorrentes e familiares. Nos casos de SHU associada à diarreia (SHU+D), o dano endotelial renal é mediado (pelo menos em parte) pela Shigatoxina (Stx) bacteriana, uma família de toxinas elaboradas por certas cepas da Escherichia coli e Shigella dysenteriae. A evolução é geralmente boa na criança, na SHU associada a Stx, enquanto sequelas renais e neurológicas são mais frequentemente encontradas em adultos, formas familiares e atípicas da SHU e na PTT. Estudos recentes têm demonstrado que a deficiência na clivagem do FvW pela proteinase ADAMTS13 pode ser genética ou mais comumente adquirida, resultante da produção de anticorpos inibidores da ADAMTS13, causando a PTT. Durante a última década, demonstrou-se que a SHU atípica (SHU-D) é uma doença de desregulação da via alternativa do complemento. Uma série de mutações e polimorfismo em genes que codificam proteínas reguladoras do complemento sozinhas ou em combinação podem levar a SHU atípica. Aproximadamente 60% dos casos de SHU atípica têm mutações do tipo "perda da função" em genes que codificam as proteínas reguladoras do complemento, as quais protegem as células hospedeiras da ativação do complemento: fator H do complemento (FHC), fator I (FIC) e proteína cofator de membrana (PCM ou CD46), ou mutações do tipo "ganho da função" em genes que codificam o FHC ou C3. Além disso, aproximadamente 10% dos pacientes com SHU atípica têm deficiência na função do FHC devido a anticorpos anti-FHC. Mesmo que as MATs sejam condições altamente heterogêneas, um terço dos pacientes tem deficiência severa da ADA-MTS13. Transfusões de plaquetas são contraindicadas nesses pacientes. Infusão de plasma ou plasma exchange (PE) é o único tratamento eficiente.

Inflamação e má resposta ao uso de eritropoetina na doença renal crônica

ResumoA prevalência da doença renal crônica (DRC) tem aumentado nos últimos anos e vários fatores estão associados à instalação e progressão da DRC, tais como obesidade, hipertensão arterial e diabetes mellitus. Uma das complicações da DRC é a anemia causada principalmente pela deficiência de ferro e de eritropoetina (EPO). Um dos tratamentos para este tipo de anemia é uso de eritropoetina exógena. O paciente com DRC submetido à diálise apresenta um estado inflamatório crônico, provocando uma situação de má resposta à ação medular da EPO, causando anemia, desnutrição, agravamento da aterosclerose e aumento da mortalidade. O objetivo deste artigo foi revisar as evidências científicas referentes à associação da má resposta clínica ao uso de EPO e a presença de inflamação na DRC.

Análise numérica dos eletroforegramas de gliadinas de cultivares de triticale

Buscando automatizar o processo de identificação de cultivares pelo método de eletroforese de proteínas, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a viabilidade da utilização de valores de intensidade das bandas como dados adicionais de polimorfismos na discriminação de cultivares e comparar o comportamento de vários coeficientes de similaridade na análise dos eletroforegramas de gliadinas. Os eletroforegramas de gliadinas de quatro cultivares de triticale estreitamente relacionadas foram comparados pela análise computacional utilizando seis coeficientes de similaridade binários (presença/ausência) (Jaccard, Sorensen-Dice, Nei & Li, Simple Matching, Yule e Baroni-Urbani) e cinco quantitativos (Pearson product moment correlation, Spearman, Percent Similarity, Modified Morisita e Gower). As análises quantitativas dos eletroforegramas levaram em conta a intensidade das bandas, disposta em diferentes números de classes, possibilitando avaliar o efeito da variabilidade desse parâmetro. Foram utilizadas cerca de 60 amostras individuais de sementes de cada cultivar. Apesar do baixo polimorfismo intervarietal, os coeficientes médios de similaridade dentro das cultivares sempre foram maiores do que entre cultivares, o que indica o alto poder discriminatório dos testes. O estudo demonstra a viabilidade de identificar cultivares de triticale pela comparação numérica dos dados de eletroforese de gliadinas, obtidos das amostras, com uma biblioteca de eletroforegramas. Esse procedimento garante uma comparação mais objetiva dos eletroforegramas, em relação à análise visual. Foi constatado também, que a intensidade (densidade) das bandas nos eletroforegramas de gliadinas é muito variável, sendo portanto um parâmetro pouco confiável na análise de polimorfismos de gliadinas em triticale. Ainda com relação ao parâmetro intensidade, há uma perda progressiva na confiabilidade dos resultados de comparação com o aumento no número de classes de intensidade.

Sensibilidade dos microssatélites para determinar a pureza varietal em sementes de milho

Em um sistema de produção de sementes, o limite de contaminação varietal em lotes de linhagens de milho é zero, de modo que a presença de apenas uma semente de genótipo estranho acarreta a reprovação do lote. Várias técnicas vêm sendo estudadas para determinar a pureza varietal, incluindo marcadores moleculares baseados em polimorfismo de DNA. Nessa pesquisa foi avaliada a sensibilidade da técnica de microssatélites para detectar a presença de sementes de outros genótipos em lotes de linhagens de milho. Utilizaram-se quatro linhagens (L1, L2, L3 e L4), onde as sementes da L2 eram contaminantes da L1 e, as da L4, contaminantes da L3. Para simulação de diferentes níveis de contaminação, 0, 1, 2, 5 e 10 sementes do genótipo estranho foram misturadas a "bulks" de 100 sementes da linhagem comercial. Em seguida, efetuou-se a extração de DNA das amostras de sementes das quatro amostras preparadas. Por outro lado, para simular níveis inferiores de contaminação, foram misturados DNA do genótipo contaminante em níveis de 0,01; 0,013; 0,02; 0,04; 0,1; 0,2; 1; 2; 5; 10 e 100%. A amplificação dos microssatélites foi realizada utilizando o iniciador BNLG125 para a L1+L2 e o BNLG240 para L3+L4. Observou-se que os marcadores microssatélites foram eficientes para determinar a pureza varietal de lotes de sementes de linhagens de milho, utilizados neste estudo, com sensibilidade para detecção de concentrações de DNA iguais ou superiores a 0,01%, apresentando nitidez e repetibilidade, especialmente com a utilização de gel de poliacrilamida. Ao mesmo tempo, a presença de DNA estranho nas amostras constituídas por "bulks" foi detectada eficientemente por essa técnica, indicando a possibilidade de sua utilização em testes de rotina para avaliar a presença de outras cultivares, em lotes de sementes de milho.

Identificação de cultivares de milho, feijão, algodão e soja por meio de enzimas e proteínas resistentes ao calor

Nesta pesquisa foram avaliados o polimorfismo e a estabilidade de isoenzimas e de proteínas resistentes ao calor em sementes de cultivares de milho, feijão, algodão e soja, com diferentes níveis de qualidade fisiológica. As isoenzimas ,álcool desidrogenase, catalase, esterase e superóxido dismutase analisadas conjuntamente, foram eficientes na separação de oito cultivares de milho. Para as cultivares de feijão, pela enzima peroxidase foi possível diferenciar a cultivar Carioca, no entanto, este padrão mostrou-se variável em sementes com baixa germinação. Não foi possível diferenciar as cultivares de algodão pelas enzimas esterase, superóxido dismutase, diaforase e malato desidrogenase. A cultivar Conquista, de soja, foi diferenciada pelos sistemas enzimáticos esterase e superóxido dismutase e a 'BRS-154' pela esterase. Proteínas resistentes ao calor são polimórficas e estáveis para a identificação de cultivares de milho.

Germinação de sementes e emergência de plântulas de pau-santo: uma análise crítica do uso de correlação

Pau-santo (Kielmeyera coriacea) é a espécie fornecedora de cortiça mais importante do Cerrado, porém apresenta alto grau de polimorfismo entre os indivíduos, o que pode afetar de forma distinta os testes de germinação de sementes e emergência de plântulas. Diante disso, os objetivos foram correlacionar características de germinação de sementes com a emergência de plântulas da espécie e quantificar o impacto da variabilidade entre os indivíduos na correlação e no teste de significância. Nos testes de germinação e emergência, o delineamento experimental foi o de blocos casualizados com sete tratamentos correspondentes aos indivíduos, com três repetições em parcelas compostas de 32 sementes. Dois critérios distintos de avaliação foram adotados, o de protrusão da radícula, no teste de germinação, e de plântula normal, no teste de emergência. Os indivíduos de K. coriacea apresentaram alta capacidade de germinação e emergência, com alto grau de incerteza, baixa sincronia e espalhamento em relação ao tempo médio, embora em ambos os testes os indivíduos tenham apresentado classificação distinta quanto a essas características. As correlações entre medidas de germinação e emergência com dados originais e com resíduos foram diferentes, mostrando que a variabilidade intrínseca do indivíduo interfere no resultado da medida. A significância associada à correlação apenas indicou que o valor encontrado não é zero e, portanto, não pode ser interpretado como relevante na associação entre as características da espécie.