Mapping interaction sites within the N-terminus of the calcitonin gene-related peptide receptor; the role of residues 23-60 of the calcitonin receptor-like receptor

The calcitonin receptor-like receptor (CLR) acts as a receptor for the calcitonin gene-related peptide (CGRP) but in order to recognize CGRP, it must form a complex with an accessory protein, receptor activity modifying protein 1 (RAMP1). Identifying the protein/protein and protein/ligand interfaces in this unusual complex would aid drug design. The role of the extreme N-terminus of CLR (Glu23-Ala60) was examined by an alanine scan and the results were interpreted with the help of a molecular model. The potency of CGRP at stimulating cAMP production was reduced at Leu41Ala, Gln45Ala, Cys48Ala and Tyr49Ala; furthermore, CGRP-induced receptor internalization at all of these receptors was also impaired. Ile32Ala, Gly35Ala and Thr37Ala all increased CGRP potency. CGRP specific binding was abolished at Leu41Ala, Ala44Leu, Cys48Ala and Tyr49Ala. There was significant impairment of cell surface expression of Gln45Ala, Cys48Ala and Tyr49Ala. Cys48 takes part in a highly conserved disulfide bond and is probably needed for correct folding of CLR. The model suggests that Gln45 and Tyr49 mediate their effects by interacting with RAMP1 whereas Leu41 and Ala44 are likely to be involved in binding CGRP. Ile32, Gly35 and Thr37 form a separate cluster of residues which modulate CGRP binding. The results from this study may be applicable to other family B GPCRs which can associate with RAMPs.

Influence of diabetes on natriuretic peptide thresholds in screening for Stage B heart failure

CONTEXT: Natriuretic peptide (NP) has been shown to be an effective screening tool to identify patients with Stage B heart failure and to have clinical value in preventing heart failure progression. The impact of associated metabolic confounders on the screening utility of NP needs clarification.

OBJECTIVE: To assess the impact of diabetes mellitus (DM) on NP screening for asymptomatic Stage B heart failure.

MATERIALS AND METHODS: The study population consisted of 1368 asymptomatic patients with cardiovascular risk factors recruited from general practice as part of the STOP-HF trial. B-type NP (BNP) was quantified at point-of-care.

RESULTS: BNP was found to be as accurate for detecting Stage B heart failure in DM patients compared to non-DM patients (AUC 0.75 [0.71,0.78] and 0.77 [0.72,0.82], respectively). However, different BNP thresholds are required to achieve the same level of diagnostic sensitivity in DM compared with non-DM patients. To achieve 80% sensitivity a difference of 5-ng/L lower is required for patients with DM.

CONCLUSION: Although a significantly different BNP threshold is detected for patients with DM, the BNP concentration difference is small and unlikely to warrant a clinically different diagnostic threshold.

Cost-effectiveness of natriuretic peptide-based screening and collaborative care: a report from the STOP-HF (St Vincent's Screening TO Prevent Heart Failure) study

AIMS: Prevention of cardiovascular disease and heart failure (HF) in a cost-effective manner is a public health goal. This work aims to assess the cost-effectiveness of the St Vincent's Screening TO Prevent Heart Failure (STOP-HF) intervention.

METHODS AND RESULTS: This is a substudy of 1054 participants with cardiovascular risk factors [median age 65.8 years, interquartile range (IQR) 57.8:72.4, with 4.3 years, IQR 3.4:5.2, follow-up]. Annual natriuretic peptide-based screening was performed, with collaborative cardiovascular care between specialist physicians and general practitioners provided to patients with BNP levels >50 pg/mL. Analysis of cost per case prevented and cost-effectiveness per quality-adjusted life year (QALY) gained was performed. The primary clinical endpoint of LV dysfunction (LVD) with or without HF was reduced in intervention patients [odds ratio (OR) 0.60; 95% confidence interval (CI) 0.38-0.94; P = 0.026]. There were 157 deaths and/or emergency hospitalizations for major adverse cardiac events (MACE) in the control group vs. 102 in the intervention group (OR 0.68; 95% CI 0.49-0.93; P = 0.01). The cost per case of LVD/HF prevented was €9683 (sensitivity range -€843 to €20 210), whereas the cost per MACE prevented was €3471 (sensitivity range -€302 to €7245). Cardiovascular hospitalization savings offset increased outpatient and primary care costs. The cost per QALY gain was €1104 and the intervention has an 88% probability of being cost-effective at a willingness to pay threshold of €30 000.

CONCLUSION: Among patients with cardiovascular risk factors, natriuretic peptide-based screening and collaborative care reduced LVD, HF, and MACE, and has a high probability of being cost-effective.

TRIAL REGISTRATION: NCT00921960.

Associates of an elevated natriuretic peptide level in stable heart failure patients:implications for targeted management

BACKGROUND: Persistently elevated natriuretic peptide (NP) levels in heart failure (HF) patients are associated with impaired prognosis. Recent work suggests that NP-guided therapy can improve outcome, but the mechanisms behind an elevated BNP remain unclear. Among the potential stimuli for NP in clinically stable patients are persistent occult fluid overload, wall stress, inflammation, fibrosis, and ischemia. The purpose of this study was to identify associates of B-type natriuretic peptide (BNP) in a stable HF population.

METHODS: In a prospective observational study of 179 stable HF patients, the association between BNP and markers of collagen metabolism, inflammation, and Doppler-echocardiographic parameters including left ventricular ejection fraction (LVEF), left atrial volume index (LAVI), and E/e prime (E/e') was measured.

RESULTS: Univariable associates of elevated BNP were age, LVEF, LAVI, E/e', creatinine, and markers of collagen turnover. In a multiple linear regression model, age, creatinine, and LVEF remained significant associates of BNP. E/e' and markers of collagen turnover had a persistent impact on BNP independent of these covariates.

CONCLUSION: Multiple variables are associated with persistently elevated BNP levels in stable HF patients. Clarification of the relative importance of NP stimuli may help refine NP-guided therapy, potentially improving outcome for this at-risk population.

Natriuretic peptide-based screening and collaborative care for heart failure:the STOP-HF randomized trial

IMPORTANCE: Prevention strategies for heart failure are needed.

OBJECTIVE: To determine the efficacy of a screening program using brain-type natriuretic peptide (BNP) and collaborative care in an at-risk population in reducing newly diagnosed heart failure and prevalence of significant left ventricular (LV) systolic and/or diastolic dysfunction.

DESIGN, SETTING, AND PARTICIPANTS: The St Vincent's Screening to Prevent Heart Failure Study, a parallel-group randomized trial involving 1374 participants with cardiovascular risk factors (mean age, 64.8 [SD, 10.2] years) recruited from 39 primary care practices in Ireland between January 2005 and December 2009 and followed up until December 2011 (mean follow-up, 4.2 [SD, 1.2] years).

INTERVENTION: Patients were randomly assigned to receive usual primary care (control condition; n=677) or screening with BNP testing (n=697). Intervention-group participants with BNP levels of 50 pg/mL or higher underwent echocardiography and collaborative care between their primary care physician and specialist cardiovascular service.

MAIN OUTCOMES AND MEASURES: The primary end point was prevalence of asymptomatic LV dysfunction with or without newly diagnosed heart failure. Secondary end points included emergency hospitalization for arrhythmia, transient ischemic attack, stroke, myocardial infarction, peripheral or pulmonary thrombosis/embolus, or heart failure.

RESULTS: A total of 263 patients (41.6%) in the intervention group had at least 1 BNP reading of 50 pg/mL or higher. The intervention group underwent more cardiovascular investigations (control, 496 per 1000 patient-years vs intervention, 850 per 1000 patient-years; incidence rate ratio, 1.71; 95% CI, 1.61-1.83; P<.001) and received more renin-angiotensin-aldosterone system-based therapy at follow-up (control, 49.6%; intervention, 56.5%; P=.01). The primary end point of LV dysfunction with or without heart failure was met in 59 (8.7%) of 677 in the control group and 37 (5.3%) of 697 in the intervention group (odds ratio [OR], 0.55; 95% CI, 0.37-0.82; P = .003). Asymptomatic LV dysfunction was found in 45 (6.6%) of 677 control-group patients and 30 (4.3%) of 697 intervention-group patients (OR, 0.57; 95% CI, 0.37-0.88; P = .01). Heart failure occurred in 14 (2.1%) of 677 control-group patients and 7 (1.0%) of 697 intervention-group patients (OR, 0.48; 95% CI, 0.20-1.20; P = .12). The incidence rates of emergency hospitalization for major cardiovascular events were 40.4 per 1000 patient-years in the control group vs 22.3 per 1000 patient-years in the intervention group (incidence rate ratio, 0.60; 95% CI, 0.45-0.81; P = .002).

CONCLUSION AND RELEVANCE: Among patients at risk of heart failure, BNP-based screening and collaborative care reduced the combined rates of LV systolic dysfunction, diastolic dysfunction, and heart failure.

TRIAL REGISTRATION: clinicaltrials.gov Identifier: NCT00921960.

Long-term statin therapy in patients with systolic heart failure and normal cholesterol:effects on elevated serum markers of collagen turnover, inflammation, and B-type natriuretic peptide

BACKGROUND: The role of statin therapy in heart failure (HF) is unclear. The amino-terminal propeptide of procollagen type III (PIIINP) predicts outcome in HF, and yet there are conflicting reports of statin therapy effects on PIIINP.

OBJECTIVES: This study determined whether there was an increase in serum markers of inflammation, fibrosis (including PIIINP), and B-type natriuretic peptide (BNP) in patients with systolic HF and normal total cholesterol and determined the effects of long-term treatment with atorvastatin on these markers.

METHODS: Fifty-six white patients with systolic HF and normal cholesterol levels (age 72 [13] years; 68% male; body mass index 27.0 [7.3] kg/m(2); ejection fraction 35 [13]%; 46% with history of smoking) were randomly allocated to atorvastatin treatment for 6 months, titrated to 40 mg/d (A group) or not (C group). Age- and/or sex-matched subjects without HF (N group) were also recruited. Biomarkers were measured at baseline (all groups) and 6 months (A and C groups).

RESULTS: Serum markers of collagen turnover, inflammation, and BNP were significantly elevated in HF patients compared with normal participants (all P < 0.05). There were correlations between these markers in HF patients but not in normal subjects. Atorvastatin treatment for 6 months caused a significant reduction in the following biomarkers compared with baseline: BNP, from median (interquartile range) 268 (190-441) pg/mL to 185 (144-344) pg/mL; high-sensitivity C-reactive protein (hs-CRP), from 5.26 (1.95 -9.29) mg/L to 3.70 (2.34-6.81) mg/L; and PIIINP, from 4.65 (1.86) to 4.09 (1.25) pg/mL (all P < 0.05 baseline vs 6 months). Between-group differences were significant for PIIINP only (P = 0.027). There was a positive interaction between atorvastatin effects and baseline hs-CRP and PIIINP (P < 0.01).

CONCLUSIONS: Long-term statin therapy reduced PIIINP in this small, selected HF population with elevated baseline levels. Further evaluation of statin therapy in the management of HF patients with elevated PIIINP is warranted.

Renal and vascular effects of the natriuretic peptide isolated from Crotalus durissus cascavella venom

Crotalus durissus cascavella is a snake that is usually found in the scrublands of northeast Brazil. The components of its venom may have effects on the vascular and renal systems. Recently, a new bradykinin inhibitory peptide has been identified in the venom of the Crotalinae family. The aim of the present study was to investigate the renal and vascular effects of the natriuretic peptide isolated from the venom of Crotalus durissus cascavella (NP2_Casca). The chromatographic profile showed the fractionation of substances identified as convulxin, gyroxin, crotoxin and crotamine, as well as fractions V and VI. The electrophoretic profile of fraction V consisted of several bands ranging from approximately 6 kDa to 13 kDa, while fraction VI showed only two main electrophoretic bands with molecular weights of approximately 6 and 14 kDa. Reverse-phase chromatography showed that NP2_Casca corresponds to about 18% of fraction VI and that this fraction is the main natriuretic peptide. NP2_Casca was compared to other natriuretic peptides from other sources of snake venom. All amino acid sequences that were compared showed a consensus region of XGCFGX, XLDRIX and XSGLGCX. The group treated with NP2-Casca showed an increase in perfusion pressure, renal vascular resistance, urinary flow and glomerular filtration rate. The percent of total and proximal tubular transport of sodium was reduced significantly after administration of the peptide. The mean arterial pressure showed a dose-dependent decrease after infusion of NP2_Casca, and an increase in nitrite production. In the aortic ring assay, NP2_Casca caused a relaxant effect in endothelium-intact thoracic aortic rings precontracted with phenylephrine in the presence and absence of isatin. NP2_Casca failed to relax the aortic rings precontracted with an isosmotic potassium Krebs-Henseleit solution. In conclusion, the natriuretic peptide isolated from Crotalus durissus cascavella venom produced renal and vascular effects. NP2_Casca reduced total and proximal sodium tubular transport, leading to an increase in sodium excretion, thereby demonstrating a diuretic action. A hypotensive effect was displayed in an arterial pressure assay, with an increase in nitrite production, suggesting a possible vasoactive action. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

cDNA microarray analysis of differentially expressed genes in penile tissue after treatment with tadalafil

To evaluate differential gene expression in penile tissue after treatment with the phosphodiesterase 5 (PDE5) inhibitor tadalafil, as of the three clinically available PDE5 inhibitors (sildenafil, tadalafil, and vardenafil) used for the treatment of erectile dysfunction (ED), tadalafil has a long half-life and low incidence of side-effects. In all, 32 adult rats were divided into two groups. The control group received 0.5 mL of drinking water alone, while the tadalafil group was treated with tadalafil at a dose of 0.27 mg/kg. At 4 h after treatment with water or tadalafil the rats were killed and the penile tissue was removed. The total RNA was isolated from the penile tissue from both groups and differentially expressed genes were identified by cDNA microarray analysis. To validate the expression data from the microarray analysis, quantitative real-time polymerase chain reaction (PCR) and immunohistochemistry were used. In all, 153 genes were differentially expressed between the control group and the tadalafil group. We validated the microarray results by quantitative PCR for the insulin-like growth factor binding protein 6 (IGFBP-6) gene and the neuronal calcium sensor 1 (NCS-1) gene, both of which were up-regulated in the tadalafil group, and for the natriuretic peptide receptor 1 (NPR-1) gene that was down-regulated in this group. Immunohistochemistry showed localization of the NCS-1 protein in sinusoid trabeculae of the corpus cavernosum in control and tadalafil-treated rats. There was differential expression in 153 genes after tadalafil treatment. Some of these genes such as IGFBP-6, NPR-1 and NCS-1, might result in new targets in the treatment of ED.

Mécanismes moléculaires d’activation du récepteur A des peptides natriurétiques

Le récepteur A des peptides natriurétiques (NPRA) fait partie de la famille des guanylates cyclases membranaires. L’activation du NPRA par ses agonistes naturels, ANP et BNP, induit une production de GMPc qui est responsable de leur rôle dans l’homéostasie cardiovasculaire, l’inhibition de l’hypertrophie et de la fibrose cardiaques et la régulation de la lipolyse. Le NPRA est un homodimère non covalent composé d’un domaine extracellulaire de liaison du ligand (ECD), d’un unique domaine transmembranaire (TM), d’un domaine d’homologie aux kinases et d’un domaine guanylate cyclase. Bien que le NPRA ait un rôle physiologique important, les mécanismes moléculaires régissant son processus d’activation restent inconnus. Nous avons donc analysé les premières étapes du processus d’activation du NPRA. Nous avons d'abord étudié le rôle de la dimérisation des ECD dans l’activation du récepteur. Nous avons utilisé les techniques de liaison de radioligand, de FRET et de modélisation moléculaire, pour caractériser la liaison à l’ECD des agonistes naturels, d’un superagoniste et d’un antagoniste. L’ANP se lie à un dimère d’ECD préformé et la dimérisation spontanée est l’étape limitante du processus de liaison. De plus, comme le démontrent nos études de FRET, tous les peptides, incluant l’antagoniste, stabilisent le récepteur sous sa forme dimérique. Cependant, l’antagoniste A71915 stabilise le dimère d’ECD dans une conformation différente de celle induite par l’ANP. La dimérisation du NPRA semble donc nécessaire, mais non suffisante à l’activation du récepteur. L’état d’activation du NPRA dépend plutôt de l’orientation des sous unités dans le dimère. Nous avons ensuite étudié le mécanisme moléculaire de transduction du signal à travers la membrane. Plusieurs études ont suggéré que l’activation du NPRA implique un changement de conformation du domaine juxtamembranaire (JM). Cependant, les études de cristallographie de l’ECD soluble de NPRA n’ont pas permis de documenter la structure du JM et le changement de conformation impliqué dans la transduction du signal reste inconnu. Pour analyser ce changement de conformation, nous avons d’abord séquentiellement substitué les neuf acides aminés du JM par une cystéine. En étudiant la capacité des mutants à former des dimères covalents de façon constitutive ou induite par l’ANP, nous avons pu évaluer la proximité relative des résidus du JM, avant et après activation du NPRA. Ces résultats ont démontré la proximité élevée de certains résidus spécifiques et sont en contradiction avec les données cristallographiques. Nous avons également démontré que le domaine intracellulaire impose une contrainte conformationnelle au JM à l’état de base, qui est levée après liaison de l’ANP. En introduisant de 1 à 5 alanines dans l’hélice-α transmembranaire, nous avons montré qu’une rotation des TM de 40° induit une activation constitutive du NPRA. Le signal d’activation pourrait donc être transmis à travers la membrane par un mécanisme de rotation des TM. En utilisant nos données expérimentales, nous avons généré le premier modèle moléculaire illustrant la conformation active du NPRA, où les domaines JM et TM sont représentés. Dans son ensemble, cette étude apporte une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires régissant les premières étapes du processus complexe d’activation du NPRA.

Régulation du cycle cellulaire par le récepteur natriurétique de type C dans les cellules du muscle lisse vasculaire : mécanismes moléculaires

Nous avons précédemment montré que l’activation du récepteur natriurétique de type C (NPR-C) par son agoniste spécifique, le C-ANP4-23, atténue l’augmentation de la prolifération des cellules du muscle lisse vasculaire (CMLV) induite par les peptides vasoactifs (Ang II, ET-1 et l’AVP). Puisque les CMLV provenant de rats spontanément hypertendus (SHR) montrent elles aussi un taux de prolifération plus élevé que leur contrôle, les CMLV de rats Wystar-Kyoto (WKY), nous avons entrepris cette étude dans le but de déterminer si C-ANP4-23 peut également diminuer le taux élevé de prolifération des CMLV de SHR et, le cas échéant déterminer les mécanismes responsables de cette réponse. Nos résultats montrent que le taux de prolifération des CMLV de SHR est significativement plus élevé que celui des CMLV de WKY et que la présence de C-ANP4-23 diminue de manière-dose dépendante le taux de prolifération des CMLV de SHR. En plus, l’expression des protéines de la phase G1 du cycle cellulaire, la cycline D1, la kinase dépendante des cyclines 2 (cdk2) et la forme phosphorylée de la protéine du rétinoblastome (pRb) est augmentée dans les CMLV de SHR comparativement aux CMLV de WKY et est atténué par C-ANP4-23. De plus, nos résultats montrent que les inhibiteurs du complexe cycline D1/cdk4 (NSC 625987) et cdk2 (NU2058) diminue le taux de prolifération élevé des CMLV de SHR. Les CMLV de SHR montrent également un taux de phosphorylation de ERK1/2 et d’AKT et est atténué par C-ANP4-23. De plus, le taux d’expression élevé des protéines cycline D1, cdk2 et pRb des CMLV de SHR est diminué par la toxine pertussis qui inactive la protéine Giα, le PD 98095, un inhibiteur de MEK de la voie des MAPK, du wortmannin, un inhibiteur de la PI3-K et finalement du losartan, un antagoniste du récepteur AT1. Ces résultats suggèrent que l’activation du récepteur NPR-C par C-ANP4-23 diminue le taux de prolifération élevé des CMLV de SHR par une régulation à la baisse des composantes du cycle cellulaire via l’inhibition de la protéine Giα et des voies signalétique MAP kinase/PI3-K.

Le syndrome métabolique chez les congéniques du rat Dahl : influence de la diète et rôle du récepteur de l'ANP

L’hypertension artérielle et l’obésité sont deux composantes conjointement reliées du syndrome métabolique. Les récepteurs de l’ANP (GCA) et de l’oxyde nitrique (GCs) ont des propriétés diurétiques, natriurétiques, vasodilatatrices et sont liés au contrôle de la pression. Des études récentes ont démontré leur implication dans l’obésité. Hypothèse : Une différence génétique au niveau du gène GCA pourrait contribuer à des différences physiologiques. La composante lipidique et/ou sodique de la diète pourrait influencer la fonction rénale, cardiaque et les valeurs anthropométriques différemment chez les souches congéniques. Objectifs : (1) Déterminer l’effet de la composante lipidique et sodique des diètes; (2) Évaluer l’influence de GCA sur la réponse physiologique des souches congéniques; (3) Expliquer les mécanismes physiologiques procurant une réduction de la pression artérielle chez la souche SM9. Méthodologie : Des modèles congéniques du rat Dahl (DSS) hypertendu, nourri avec une diète riche en gras (HF) ou normale (NF), ont été utilisés pour démontrer l’impact d’un segment chromosomique d’origine normotendue. Résultats : La souche SM9 a une prise de poids plus importante que SM12 et DSS sur diète HF malgré un apport alimentaire équivalent. La souche SM9 présente également un ratio masse adipeuse/masse maigre plus élevé que SM12 et DSS. Nous n’avons observé aucune augmentation de la pression artérielle en réponse à la diète HF pour les 3 souches malgré une augmentation du dommage rénal pour les 3 souches. Le dommage rénal est plus important chez DSS que pour les 2 congéniques. La réponse diurétique à l’ANP est plus élevée chez SM9 et est influencée par le contenu en sel dand la diète. La perte glomérulaire plus importante chez le rat DSS semble compensée par une augmentation de la réponse à l’ANP par les glomérules résiduels. Il y a une corrélation entre l’activité de GCA en réponse à l’ANP, les niveaux d’ARNm et le nombre de répétition du dinucléotide TA dans son promoteur. Le rat DSS présente une hypertrophie cardiaque plus importante que les deux souches congénique et ceci n’est pas modifié par la diète HF. Conclusion : Nos études ont permis de mettre en évidence un effet génétique impliquant le segment chromosomique normotendu contenant GCA dans la réponse à une diète HF chez le rat DSS.

GREBP, un nouveau facteur de transcription contrôlant l’expression de la guanylate cyclase A, récepteur de l’ANP, via l’élément de réponse au cGMP

La découverte du système des peptides natriurétiques (NP), au début des années 80, fut une découverte majeure qui révéla le rôle endocrinien du cœur. Les connaissances sur la relaxation vasculaire, la diurèse et la natriurèse provoquées par ce système ont évolué vers un niveau de complexité insoupçonné à cette époque. Nous savons à présent que les NP sont impliqués dans plusieurs autres mécanismes dont la prolifération cellulaire, l’apoptose, l’inhibition du système rénine-angiotensine-aldostérone (RAAS) et le métabolisme des adipocytes. Le métabolisme des lipides est maintenant devenu une cible de choix dans la lutte contre l’obésité. Cette condition aux proportions pandémiques est un facteur de risque majeur dans l’apparition de l’hypertension et du syndrome métabolique (MetS). La compréhension des mécanismes et des défauts de la voie des NP pourrait avoir un impact positif sur le contrôle du MetS et de l’hypertension. L’expression du récepteur des peptides natriuretiques de type 1 (NPR1/GCA) est contrôlée par plusieurs agents incluant son propre ligand, le peptide natriurétique de l’oreillette (ANP). La découverte d’une boucle de retro-inhibition, dans les années 90, a été un événement majeur dans le domaine des NP. En effet, suite à une stimulation à l’ANP, le NPR1/GCA peut inhiber l’activité transcriptionnelle de son propre gène par un mécanisme dépendant du cGMP. Notre groupe a identifié un élément cis-régulateur responsable de cette sensibilité au cGMP et mon projet consistait à identifier la ou les protéine(s) liant cet élément de réponse au cGMP (cGMP-RE). Nous avons identifié un clone liant le cGMP-RE en utilisant la technique du simple hybride chez la levure et une banque d’ADN complémentaire (ADNc) de rein humain. Ce clone provient d’un ADNc de 1083-bp dont le gène est localisé sur le chromosome 1 humain (1p33.36) et codant pour une protéine dont la fonction était inconnue jusqu’ici. Nous avons nommé cette nouvelle protéine GREBP en raison de sa fonction de cGMP Response Element Binding Protein. Des essais de liaison à l’ADN ont montré que cette protéine possède une affinité 18 fois plus élevée pour le cGMP-RE que le contrôle, tandis que des expériences de retard sur gel (EMSA) ont confirmé la spécificité des interactions protéine-ADN. De plus, l’immuno-précipitation de la chromatine (ChIP) a prouvé que GREBP lie le cGMP-RE dans des conditions physiologiques. La liaison de GREBP au cGMP-RE inhibe l’expression du gène rapporteur luciférase sous contrôle du promoteur de npr1/gca. L’inhibition de GREBP à l’aide d’ARN interférant active le promoteur de npr1/gca. Dans les cellules NCI-H295R, l’ANP stimule l’expression de grebp de 60% après seulement 3 heures et inhibe l’expression de npr1/gca de 30%. GREBP est une protéine nucléaire surtout exprimée dans le cœur et ayant le facteur eIF3F comme partenaire. Les variations nucléotidiques du gène sont plus fréquentes chez les patients hypertendus que chez des patients normotendus ou hypertendus souffrant de MetS. Nous rapportons ici l’existence d’un gène spécifique à l’humain qui agit comme répresseur transcriptionnel de npr1/gca et potentiellement impliqué dans le développement de l’hypertension.

Genistein affects the expression of genes involved in blood pressure regulation and angiogenesis in primary human endothelial cells

Background: Several lines of evidence suggest that the dietary isoflavone genistein (Gen) has beneficial effects with regard to cardiovascular disease and in particular on aspects related to blood pressure and angiogenesis. The biological action of Gen may be, at Least in part, attributed to its ability to affect cell signalling and response. However, so far, most of the molecular mechanisms underlying the activity of Gen in the endothelium are unknown. Methods and results: To examine the transcriptional response to 2.5 mu M Gen on primary human endothelial cells (HUVEC), we applied cDNA array technology both under baseline condition and after treatment with the pro-atherogenic stimulus, copper-oxidized LDL. The alteration of the expression patterns of individual transcripts was substantiated using either RT-PCR or Northern blotting. Gen significantly affected the expression of genes encoding for proteins centrally involved in the vascular tone such as endothelin-converting enzyme-1, endothetin-2, estrogen related receptor a and atria[ natriuretic peptide receptor A precursor. Furthermore, Gen countered the effect of oxLDL on mRNA levels encoding for vascular endothelial growth factor receptor 165, types 1 and 2. Conclusions: Our data indicate that physiologically achievable levels of Gen change the expression of mRNA encoding for proteins involved in the control of blood pressure under baseline conditions and reduce the angiogenic response to oxLDL in the endothelium. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Modulation of endothelial cell KCa3.1 Channels during endothelium-derived hyperpolarizing factor signaling in mesenteric resistance arteries

Arterial hyperpolarization to acetylcholine (ACh) reflects coactivation of KCa3.1 (IKCa) channels and KCa2.3 (SKCa) channels in the endothelium that transfers through myoendothelial gap junctions and diffusible factor(s) to affect smooth muscle relaxation (endothelium-derived hyperpolarizing factor [EDHF] response). However, ACh can differentially activate KCa3.1 and KCa2.3 channels, and we investigated the mechanisms responsible in rat mesenteric arteries. KCa3.1 channel input to EDHF hyperpolarization was enhanced by reducing external [Ca2+]o but blocked either with forskolin to activate protein kinase A or by limiting smooth muscle [Ca2+]i increases stimulated by phenylephrine depolarization. Imaging [Ca2+]i within the endothelial cell projections forming myoendothelial gap junctions revealed increases in cytoplasmic [Ca2+]i during endothelial stimulation with ACh that were unaffected by simultaneous increases in muscle [Ca2+]i evoked by phenylephrine. If gap junctions were uncoupled, KCa3.1 channels became the predominant input to EDHF hyperpolarization, and relaxation was inhibited with ouabain, implicating a crucial link through Na+/K+-ATPase. There was no evidence for an equivalent link through KCa2.3 channels nor between these channels and the putative EDHF pathway involving natriuretic peptide receptor-C. Reconstruction of confocal z-stack images from pressurized arteries revealed KCa2.3 immunostain at endothelial cell borders, including endothelial cell projections, whereas KCa3.1 channels and Na+/K+-ATPase {alpha}2/{alpha}3 subunits were highly concentrated in endothelial cell projections and adjacent to myoendothelial gap junctions. Thus, extracellular [Ca2+]o appears to modify KCa3.1 channel activity through a protein kinase A-dependent mechanism independent of changes in endothelial [Ca2+]i. The resulting hyperpolarization links to arterial relaxation largely through Na+/K+-ATPase, possibly reflecting K+ acting as an EDHF. In contrast, KCa2.3 hyperpolarization appears mainly to affect relaxation through myoendothelial gap junctions. Overall, these data suggest that K+ and myoendothelial coupling evoke EDHF-mediated relaxation through distinct, definable pathways.