Rescue of defective mitogenic signaling by D-type cyclins.

Three gene products, including Myc and the D- and E-type G1 cyclins, are rate limiting for G1 progression in mammalian fibroblasts. Quiescent mouse NIH 3T3 fibroblasts engineered to express a mutant colony-stimulating factor (CSF-1) receptor (CSF-1R 809F) fail to synthesize c-myc and cyclin D1 mRNAs upon CSF-1 stimulation and remain arrested in early G1 phase. Ectopic expression of c-myc or either of three D-type cyclin genes, but not cyclin E, resensitized these cells to the mitogenic effects of CSF-1, enabling them to proliferate continuously in liquid culture and to form colonies in agar in response to the growth factor. Rescue by cyclin D1 was enhanced by c-myc but not by cyclin E and was reversed by infecting cyclin D1-reconstituted cells with a retroviral vector encoding catalytically inactive cyclin-dependent kinase 4. Induction of cyclin D1 mRNA by CSF-1 was restored in cells forced to express c-myc, and vice versa, suggesting that expression of the two genes is interdependent. Cells reconstituted with c-myc were prevented from entering S phase when microinjected with a monoclonal antibody to cyclin D1, and conversely, those rescued by cyclin D1 were inhibited from forming CSF-1-dependent colonies when challenged with a dominant-negative c-myc mutant. Cyclin D mutants defective in binding to the retinoblastoma protein were impaired in rescuing mitogenic signaling. Therefore, Myc and D-type cyclins collaborate during the mitogenic response to CSF-1, whereas cyclin E functions in a separate pathway.

Modularisation épistatique des loci à trait quantitatif associés à la pression artérielle et identification de gènes candidats pour l’hypertension

Problématique: L’hypertension artérielle essentielle, facteur de risque majeur dans le développement des maladies cardiovasculaires, est un trait multigénique complexe dont les connaissances sur le déterminisme génétique nécessitent d’être approfondies. De nombreux loci à trait quantitatif (QTLs); soit des gènes responsables de faire varier la pression artérielle (PA), ont été identifiés chez l’humain et le modèle animal. Cependant, le mystère plane encore sur la façon dont ces gènes fonctionnent ensemble pour réguler la PA. Hypothèse et objectif: Plutôt qu’une addition de QTLs ayant chacun une action infinitésimale sur la PA, une interaction épistatique entre les gènes serait responsable du phénotype hypertendu. Ainsi, l’étude de cette épistasie entre les gènes impliqués, directement ou indirectement, dans l’homéostasie de la PA nous permettrait d’explorer de nouvelles voies de régulation moléculaire en cause dans cette maladie. Méthodes: Via la réalisation de souches congéniques de rats, où un segment chromosomique provenant d’une souche receveuse hypertendue (Dahl Salt Sensitive, SS/Jr) est remplacé par son homologue provenant d’une souche donneuse normotendue (Lewis, LEW), des QTLs peuvent être mis en évidence. Dans ce contexte, la combinaison de QTLs via la création de doubles ou multiples congéniques constitue la première démonstration fonctionnelle des interactions intergéniques. Résultats: Vingt-sept combinaisons au total nous ont menés à l’appréciation d’une modularisation des QTLs. Ces derniers ont été catégorisés selon deux principaux modules épistatiques (EMs) où les QTLs appartenant à un même EM sont épistatiques entre eux et participent à une même voie régulatrice. Les EMs/cascades agissent alors en parallèle pour réguler la PA. Grâce à l’existence de QTLs ayant des effets opposés sur la PA, nous avons pu établir l’ordre hiérarchique entre trois paires de QTLs. Cependant, lorsque cette suite régulatrice ne peut être déterminée, d’autres approches sont nécessaires. Nos travaux nous ont mené à l’identification d’un QTL situé sur le chromosome 16 du rat (C16QTL), appartenant au EM1 et qui révélerait une nouvelle voie de l’homéostasie de la PA. Le gène retinoblastoma-associated protein 140 (Rap140)/family with sequence similarity 208 member A (Fam208a), présentant une mutation non synonyme entre SS/Jr et LEW est le gène candidat le plus plausible pour représenter C16QTL. Celui-ci code pour un facteur de transcription et semblerait influencer l’expression de Solute carrier family 7 (cationic amino acid transporter, y+ system) member 12 (Slc7a12), spécifiquement et significativement sous exprimé dans les reins de la souche congénique portant C16QTL par rapport à la souche SS/Jr. Rap140/Fam208a agirait comme un inhibiteur de la transcription de Slc7a12 menant à une diminution de la pression chez Lewis. Conclusions: L’architecture complexe de la régulation de la PA se dévoile mettant en scène de nouveaux acteurs, pour la plupart inconnus pour leur implication dans la PA. L’étude de la nouvelle voie de signalisation Rap140/Fam208a - Slc7a12 nous permettra d’approfondir nos connaissances quant à l’homéostasie de la pression artérielle et de l’hypertension chez SS/Jr. À long terme, de nouveaux traitements anti-hypertenseurs, ciblant plus d’une voie de régulation à la fois, pourraient voir le jour.

Structural basis for the specificity of bipartite nuclear localization sequence binding by importin-α

Importin-alpha is the nuclear import receptor that recognizes cargo proteins carrying conventional basic monopartite and bipartite nuclear localization sequences (NLSs) and facilitates their transport into the nucleus. Bipartite NLSs contain two clusters of basic residues, connected by linkers of variable lengths. To determine the structural basis of the recognition of diverse bipartite NLSs by mammalian importin-alpha, we co-crystallized a non-autoinhibited mouse receptor protein with peptides corresponding to the NLSs from human retinoblastoma protein and Xenopus laevis phosphoprotein N1N2, containing diverse sequences and lengths of the linker. We show that the basic clusters interact analogously in both NLSs, but the linker sequences adopt different conformations, whereas both make specific contacts with the receptor. The available data allow us to draw general conclusions about the specificity of NLS binding by importin-alpha and facilitate an improved definition of the consensus sequence of a conventional basic/bipartite NLS (KRX10-12KRRK) that can be used to identify novel nuclear proteins.

Exploiting novel cell cycle targets in the development of anticancer agents

In this review we provide a brief background on the cell cycle and then focus on two novel and emerging areas of cell cycle research that may prove to have significant relevance to the development of novel anticancer agents. In particular, we review the emerging evidence to suggest that histone deacetylase inhibitors may possess cancer cell-specific cytotoxicity due to their ability to target a novel G2/M checkpoint. We also review the recent literature supporting the proposition that inhibition of E2F activity in epithelial cancer cells may prove to be a useful differentiation therapy that operates via cell cycle-dependent and cell cycle-independent mechanisms.

Silencing of integrated human papillomavirus type 18 oncogene transcription in cells expressing SerpinB2

The serine protease inhibitor SerpinB2 (PAI-2), a major product of differentiating squamous epithelial cells, has recently been shown to bind and protect the retinoblastoma protein (Rb) from degradation. In human papillomavirus type 18 (HPV-18) -transformed epithelial cells the expression of the E6 and E7 oncoproteins is controlled by the HPV-18 upstream regulatory region (URR). Here we illustrate that PAI-2 expression in the HPV-18-transformed cervical carcinoma line HeLa resulted in the restoration of Rb expression, which led to the functional silencing of transcription from the HPV-18 URR. This caused loss of E7 protein expression and restoration of multiple E6- and E7-targeted host proteins, including p53, c-Myc, and c-Jun. Rb expression emerged as sufficient for the transcriptional repression of the URR, with repression mediated via the C/EB beta-YY1 binding site (URR 7709 to 7719). In contrast to HeLa cells, where the C/EBP beta-YY1 dimer binds this site, in PAI-2- and/or Rb-expressing cells the site was occupied by the dominant-negative C/EBP beta isoform liver-enriched transcriptional inhibitory protein (LIP). PAI-2 expression thus has a potent suppressive effect on HPV-18 oncogene transcription mediated by Rb and LIP, a finding with potential implications for prognosis and treatment of HPV-transformed lesions.

Inhibition of S/G(2) phase CDK4 reduces mitotic fidelity

Cyclin-dependent kinase 4 (CDK4)/cyclin D has a key role in regulating progression through late G(1) into S phase of the cell cycle. CDK4-cyclin D complexes then persist through the latter phases of the cell cycle, although little is known about their potential roles. We have developed small molecule inhibitors that are highly selective for CDK4 and have used these to define a role for CDK4-cyclin D in G(2) phase. The addition of the CDK4 inhibitor or small interfering RNA knockdown of cyclin D3, the cyclin D partner, delayed progression through G(2) phase and mitosis. The G(2) phase delay was independent of ATM/ATR and p38 MAPK but associated with elevated Wee1. The mitotic delay was because of failure of chromosomes to migrate to the metaphase plate. However, cells eventually exited mitosis, with a resultant increase in cells with multiple or micronuclei. Inhibiting CDK4 delayed the expression of the chromosomal passenger proteins survivin and borealin, although this was unlikely to account for the mitotic phenotype. These data provide evidence for a novel function for CDK4-cyclin D3 activity in S and G(2) phase that is critical for G(2)/M progression and the fidelity of mitosis.

Further evidence of linkage at 7p22 with familial hyperaldosteronism type II and exclusion of genetic defects in the RBAK coding regions

Once thought rare, primary aldosteronism (PAL) is now reported to be responsible for 5–10% of hypertension. Unlike familial hyperaldosteronism type I (FH-I), FH-II is not glucocorticoidremediable and not associated with the hybrid CYP11B1/CYP11B2 gene mutation. At least five times more common than FH-I, FH-II is clinically indistinguishable from apparently sporadic PAL, suggesting an even higher incidence. Studies performed in collaboration with C Stratakis (NIH, Bethesda) on our largest Australian family (eight affected members) demonstrated linkage at chromosome 7p22. Linkage at this region was also found in a South American family (DNA provided by MI New, Mount Sinai School of Medicine, New York) and in a second Australian family. The combined multipoint LOD score for these 3 families is 4.61 (q = 0) with markers D7S462 and D7S517, providing strong support for this locus harbouring mutations responsible for FH-II. A newly identified recombination event in our largest Australian family has narrowed the region of linkage by 1.8 Mb, permitting exclusion of approximately half the genes residing in the originally reported 5 Mb linked locus. Candidate genes that are involved in cell cycle control are of interest as adrenal hyperplasia and adrenal adenomas are common in FH-II patients. A novel candidate gene in this linked region produces the retinoblastoma-associated Kruppel-associated box protein (RBaK) which interacts with the retinoblastoma gene product to repress the expression of genes activated by members of the E2F family of transcription factors.

MRI-based assessment of the pineal gland in a large population of children aged 0-5 years and comparison with pineoblastoma: part I, the solid gland.

INTRODUCTION: Differentiation between normal solid (non-cystic) pineal glands and pineal pathologies on brain MRI is difficult. The aim of this study was to assess the size of the solid pineal gland in children (0-5 years) and compare the findings with published pineoblastoma cases. METHODS: We retrospectively analyzed the size (width, height, planimetric area) of solid pineal glands in 184 non-retinoblastoma patients (73 female, 111 male) aged 0-5 years on MRI. The effect of age and gender on gland size was evaluated. Linear regression analysis was performed to analyze the relation between size and age. Ninety-nine percent prediction intervals around the mean were added to construct a normal size range per age, with the upper bound of the predictive interval as the parameter of interest as a cutoff for normalcy. RESULTS: There was no significant interaction of gender and age for all the three pineal gland parameters (width, height, and area). Linear regression analysis gave 99 % upper prediction bounds of 7.9, 4.8, and 25.4 mm(2), respectively, for width, height, and area. The slopes (size increase per month) of each parameter were 0.046, 0.023, and 0.202, respectively. Ninety-three percent (95 % CI 66-100 %) of asymptomatic solid pineoblastomas were larger in size than the 99 % upper bound. CONCLUSION: This study establishes norms for solid pineal gland size in non-retinoblastoma children aged 0-5 years. Knowledge of the size of the normal pineal gland is helpful for detection of pineal gland abnormalities, particularly pineoblastoma.

Distracción ósea y cirugía ortognática en paciente previamente radiado

Introducción: Presentamos a un paciente que recibió tratamiento radioterápico en la infancia por un retinoblastoma. Como principal secuela presenta una severa hipoplasia ósea hemifacial, alteración de la dentición y atrofia muscular. Se realiza cirugía correctora facial mediante distracción ósea, cirugía ortognática y lipoescultura facial con un resultado estético y funcional excelente y estable hasta el momento actual. Caso clínico: Varón de 15 años con hipoplasia témporo-parieto-frontal, orbitaria izquierda y del tercio medio facial con un plano oclusal inclinado, resalte de más de 25 mm y múltiples piezas dentales con microdoncia y rizólisis. A los 19 años, inicia ortodoncia prequirúrgica y la colocación de distractores tipo Zurich en el maxilar superior. Se consigue un avance maxilar de 25 mm. A los 21 años se realiza cirugía ortognática bimaxilar y lipoescultura facial. Resultados: Paciente con mejoría de la simetría facial, oclusión en clase I con plano oclusal alineado. Resultados estables hasta el momento actual, con 23 años. Continúa con ortodoncia posquirúrgica y rehabilitación dental. Discusión: Se obtuvo una buena consolidación, con una calidad ósea excelente desde el punto de vista clínico y radiológico, sin presentar complicaciones. Otro beneficio de la distracción es el efecto expansor de los tejidos blandos. La distracción ósea y la cirugía ortognática bimaxilar son métodos prometedores en la reconstrucción del territorio maxilofacial en pacientes radiados con una deformidad dentofacial como secuela oncológica.

Régulation de la prolifération des cellules musculaires lisses vasculaires par l’activation in vivo du récepteur natriurétique de type C.

Le remodelage vasculaire dû à l’hyper-prolifération cellulaire des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLVs) observé chez les rats spontanément hypertendus (RSH) est associé à l’hypertension artérielle. Nous avons précédemment démontré que le traitement in vivo des RSH par l’agoniste spécifique du récepteur du peptide natriurétique de type C (NPR-C), le C-ANP4-23 atténue l’hyper-prolifération des CMLVs. Nous avons entrepris cette étude afin d’investiguer si l’effet antiprolifératif du C-ANP4-23 agit par l’entremise de l’inhibition de la surexpression des protéines du cycle cellulaire, et afin d’en explorer les mécanismes sous-jacents. Pour cette étude, des RSH et des rats Wistar Kyoto (WKYs) âgés de deux semaines ont été injectés en intra-péritonéale par le C-ANP4-23 de 2 jusqu’à 8 semaines d’âge, deux fois par semaine et sacrifiés à la 9ème semaine. La pression artérielle a été mesurée par méthode Queue-coiffe, la prolifération des CMLVs a été déterminée par incorporation de thymidine et par test MTT, et l’expression des protéines a été quant à elle déterminée par technique d’immunobuvardage de type Western. Les CMLVs des RSH ont démontré une prolifération élevée en comparaison avec celles des WKYs, et le traitement par le C-ANP4-23 a atténué l’hyperprolifération à un niveau de contrôle. De plus, la surexpression des cyclines D1/A/E, des kinases cyclines dépendantes 2 et 4 (cdk2, cdk4), de la forme phosphorylée de la protéine du rétinoblastome et des protéines Gαi des CMLV des RSH a été atténuée à un niveau de contrôle. Par ailleurs, l’hyperphosphorylation d’ERK1/2, AKT, EGF-R, PDGF-R, IGF-R et de c-Src a significativement diminué par le traitement au C-ANP4-23. En outre, le niveau élevé de l’anion superoxyde (O2-), l’activité de la NADP(H) oxydase et de ses sous unités chez les RSH ont été atténués par le C-ANP4-23 .Ces résultats indiquent que l’activation in vivo de NPR-C atténue la surexpression des protéines du cycle cellulaire via l’inhibition de l’activité élevée du stress oxydatif, de c-Src et de l’activation de EGF-R, PDGF- R, IGF-R, de la signalisation de MAPK et la surexpression des protéines Gαi résultant ainsi en l’inhibition de l’hyperprolifération des CMLVs des RSH. Ainsi, il peut être suggéré que le C-ANP4-23 pourrait être utilisé comme agent thérapeutique pour le traitement des complications vasculaires associées à l’hypertension et à l’athérosclérose.

Régulation de la prolifération des cellules musculaires lisses vasculaires par l’activation in vivo du récepteur natriurétique de type C

Le remodelage vasculaire dû à l’hyper-prolifération cellulaire des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLVs) observé chez les rats spontanément hypertendus (RSH) est associé à l’hypertension artérielle. Nous avons précédemment démontré que le traitement in vivo des RSH par l’agoniste spécifique du récepteur du peptide natriurétique de type C (NPR-C), le C-ANP4-23 atténue l’hyper-prolifération des CMLVs. Nous avons entrepris cette étude afin d’investiguer si l’effet antiprolifératif du C-ANP4-23 agit par l’entremise de l’inhibition de la surexpression des protéines du cycle cellulaire, et afin d’en explorer les mécanismes sous-jacents. Pour cette étude, des RSH et des rats Wistar Kyoto (WKYs) âgés de deux semaines ont été injectés en intra-péritonéale par le C-ANP4-23 de 2 jusqu’à 8 semaines d’âge, deux fois par semaine et sacrifiés à la 9ème semaine. La pression artérielle a été mesurée par méthode Queue-coiffe, la prolifération des CMLVs a été déterminée par incorporation de thymidine et par test MTT, et l’expression des protéines a été quant à elle déterminée par technique d’immunobuvardage de type Western. Les CMLVs des RSH ont démontré une prolifération élevée en comparaison avec celles des WKYs, et le traitement par le C-ANP4-23 a atténué l’hyperprolifération à un niveau de contrôle. De plus, la surexpression des cyclines D1/A/E, des kinases cyclines dépendantes 2 et 4 (cdk2, cdk4), de la forme phosphorylée de la protéine du rétinoblastome et des protéines Gαi des CMLV des RSH a été atténuée à un niveau de contrôle. Par ailleurs, l’hyperphosphorylation d’ERK1/2, AKT, EGF-R, PDGF-R, IGF-R et de c-Src a significativement diminué par le traitement au C-ANP4-23. En outre, le niveau élevé de l’anion superoxyde (O2-), l’activité de la NADP(H) oxydase et de ses sous unités chez les RSH ont été atténués par le C-ANP4-23 .Ces résultats indiquent que l’activation in vivo de NPR-C atténue la surexpression des protéines du cycle cellulaire via l’inhibition de l’activité élevée du stress oxydatif, de c-Src et de l’activation de EGF-R, PDGF- R, IGF-R, de la signalisation de MAPK et la surexpression des protéines Gαi résultant ainsi en l’inhibition de l’hyperprolifération des CMLVs des RSH. Ainsi, il peut être suggéré que le C-ANP4-23 pourrait être utilisé comme agent thérapeutique pour le traitement des complications vasculaires associées à l’hypertension et à l’athérosclérose.