Radiation to control transgene expression in tumors

Significant evidence has accumulated indicating that certain genes are induced by ionising radiation. An implication of this observation is that their promoter regions include radiation-responsive sequences. These sequences have been isolated in the promoter of several genes including Erg-1, p21/WAF-1, GADD45alpha and t-PA. The mechanism by which radiation induces gene expression remains unclear but involves putative binding sites for selected transcription factors and/or p53. Consensus CC(A/T)6GG sequences have been localized in the Erg-1 promoter and are referred to as serum response elements or CArG elements. The tandem combination of CArG elements has been shown to improve gene expression levels, with a 9-copy motif conferring maximum inducibility. The response of these genes to ionising radiation appears to follow a sigmoid relationship with time and dose. Therapeutic induction of suicide genes and significant cytotoxicity can be achieved at clinically relevant x-rays doses both in vitro and in vivo but was found to be cell-type dependent. Radiation-inducible gene therapy can be potentially enhanced by exploiting hypoxia through the inclusion of hypoxia-response element motifs in the expression cassette, the use of the anaerobic bacteria or the use of neutron irradiation. These results are encouraging and provide significant evidence that gene therapy targeted to the radiation field is a reasonably attractive therapeutic option and could help overcome hypoxic radioresistant tumors.

Ataxia telangiectasia mutated (ATM) inhibition transforms human mammary gland epithelial cells.

Carriers of mutations in the cell cycle checkpoint protein kinase ataxia telangiectasia mutated (ATM), which represent 1-2% of the general population, have an increased risk of breast cancer. However, experimental evidence that ATM deficiency contributes to human breast carcinogenesis is lacking. We report here that in MCF-10A and MCF-12A cells, which are well established normal human mammary gland epithelial cell models, partial or almost complete stable ATM silencing or pharmacological inhibition resulted in cellular transformation, genomic instability, and formation of dysplastic lesions in NOD/SCID mice. These effects did not require the activity of exogenous DNA-damaging agents and were preceded by an unsuspected and striking increase in cell proliferation also observed in primary human mammary gland epithelial cells. Increased proliferation correlated with a dramatic, transient, and proteasome-dependent reduction of p21(WAF1/CIP1) and p27(KIP1) protein levels, whereas little or no effect was observed on p21(WAF1/CIP1) or p27(KIP1) mRNAs. p21(WAF1/CIP1) silencing also increased MCF-10A cell proliferation, thus identifying p21(WAF1/CIP1) down-regulation as a mediator of the proliferative effect of ATM inhibition. Our findings provide the first experimental evidence that ATM is a human breast tumor suppressor. In addition, they mirror the sensitivity of ATM tumor suppressor function and unveil a new mechanism by which ATM might prevent human breast tumorigenesis, namely a direct inhibitory effect on the basal proliferation of normal mammary epithelial cells.

Life without Phd? – Phd Oxygen Sensor Proteins in Hypoxic Carcinoma Cell Survival

The microenvironment within the tumor plays a central role in cellular signaling. Rapidly proliferating cancer cells need building blocks for structures as well as nutrients and oxygen for energy production. In normal tissue, the vasculature effectively transports oxygen, nutrient and waste products, and maintains physiological pH. Within a tumor however, the vasculature is rarely sufficient for the needs of tumor cells. This causes the tumor to suffer from lack of oxygen (hypoxia) and nutrients as well as acidification, as the glycolytic end product lactate is accumulated. Cancer cells harbor mutations enabling survival in the rough microenvironment. One of the best characterized mutations is the inactivation of the von Hippel-Lindau protein (pVHL) in clear cell renal cell carcinoma (ccRCC). Inactivation causes constitutive activation of hypoxia-inducible factor HIF which is an important survival factor regulating glycolysis, neovascularization and apoptosis. HIFs are normally regulated by HIF prolyl hydroxylases (PHDs), which in the presence of oxygen target HIF α-subunit to ubiquitination by pVHL and degradation by proteasomes. In my thesis work, I studied the role of PHDs in the survival of carcinoma cells in hypoxia. My work revealed an essential role of PHD1 and PHD3 in cell cycle regulation through two cyclin-dependent kinase inhibitors (CKIs) p21 and p27. Depletion of PHD1 or PHD3 caused a cell cycle arrest and subjected the carcinoma cells to stress and impaired the survival.

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.

Bcl-xL regulation and function in cell cycle checkpoints and progression

Quelques évidences suggèrent que Bcl-xL, un membre anti-apoptotique de la famille Bcl-2, possède également des fonctions au niveau du cycle cellulaire et de ses points-contrôle. Pour étudier la régulation et fonction de Bcl-xL au cours du cycle cellulaire, nous avons généré et exprimé dans des cellules humaines une série de mutants de phosphorylation incluant Thr41Ala, Ser43Ala, Thr47Ala, Ser49Ala, Ser56Ala, Ser62Ala et Thr115Ala. L'analyse de cette série de mutants révèle que les cellules exprimant Bcl-xL(Ser62Ala) sont moins stables au point-contrôle G2 du cycle cellulaire comparées aux cellules exprimant le type sauvage ou les autres mutants de phosphorylation incluant Thr41Ala, Ser43Ala, Thr47Ala, Ser56Ala et Thr115Ala. Les études de cinétiques de phosphorylation et de localisation de phospho-Bcl-xL(Ser62) dans des cellules synchronisées et suite à l'activation du point-contrôle en G2 médié par l'étoposide (VP16), nous indiquent que phospho-Bcl-xL(Ser62) migre dans les corps nucléolaires durant l'arrêt en G2 dans les cellules exposées au VP16. Une série d'expériences incluant des essais kinase in vitro, l'utilisation d'inhibiteurs pharmacologiques et d'ARN interférant, nous révèlent que Polo kinase 1 (PLK1) et MAPK9/JNK2 sont les protéines kinase impliquées dans la phosphorylation de Bcl-xL(Ser62), et pour son accumulation dans les corps nucléolaires pendant le point-contrôle en G2. Nos résultats indiquent que durant le point-contrôle en G2, phospho-Bcl-xL(Ser62) se lie et se co-localise avec CDK1(CDC2), le complexe cycline-kinase qui contrôle l'entrée en mitose. Nos résultats suggèrent que dans les corps nucléolaires, phospho-Bcl-xL(Ser62) stabilise l'arrêt en G2 en séquestrant CDK1(CDC2) pour retarder l'entrée en mitose. Ces résultats soulignent également que les dommages à l'ADN influencent la composition des corps nucléolaires, structure nucléaire qui émerge maintenant comme une composante importante de la réponse aux dommages à l'ADN. Dans une deuxième étude, nous décrivons que les cellules exprimant le mutant de phosphorylation Bcl-xL(Ser62Ala) sont également plus stables au point-contrôle de l'assemblage du fuseau de la chromatine (SAC) suite à une exposition au taxol, comparées aux cellules exprimant le type sauvage ou d'autres mutants de phosphorylation de Bcl-xL, incluant Thr41Ala, Ser43Ala, Thr47Ala, Ser56Ala. Cet effet est indépendent de la fonction anti-apoptotique de Bcl-xL. Bcl-xL(Ser62) est fortement phosphorylé par PLK1 et MAPK14/SAPKp38α à la prométaphase, la métaphase et à la frontière de l'anaphase, et déphosphorylé à la télophase et la cytokinèse. Phospho-Bcl-xL(Ser62) se trouve dans les centrosomes avec γ-tubuline, le long du fuseau mitotique avec la protéine moteure dynéine et dans le cytosol mitotique avec des composantes du SAC. Dans des cellules exposées au taxol, phospho-Bcl-xL(Ser62) se lie au complexe inhibiteur CDC20/MAD2/BUBR1/BUB3, alors que le mutant Bcl-xL(Ser62Ala) ne se lie pas à ce complexe. Ces résultats indiquent que durant le SAC, la phosphorylation de Bcl-xL(Ser62) accélère la résolution du SAC et l'entrée des cellules en anaphase. Des expériences bloquant l'expression de Bcl-xL révèlent ègalement un taux très élevé de cellules tétraploïdes et binuclées après un traitement au nocodazole, consistant avec une fonction de Bcl-xL durant la mitose et dans la stabilité génomique. Dans la troisième étude, l'analyse fonctionnelle de cette série de mutants de phosphorylation indique également que les cellules exprimant Bcl-xL(Ser49Ala) sont moins stables durant le point-contrôle G2 et entre en cytokinèse plus lentement dans des cellules exposées aux inhibiteurs de la polymérisation/dépolymérisation des tubulines, composantes des microtubules. Ces effets de Bcl-xL(Ser49Ala) sont indépendents de sa fonction anti-apoptotique. La phosphorylation de Bcl-xL(Ser49) est dynamique au cours du cycle cellulaire. Dans des cellules synchronisées, Bcl-xL(Ser49) est phosphorylé en phase S et G2, déphosphorylé à la prométaphase, la métaphase et à la frontière de l'anaphase, et re-phosphorylé durant la télophase et la cytokinèse. Au cours du point-contrôle G2 induit par les dommages à l'ADN, un pool important de phospho-Bcl-xL(Ser49) se trouve aux centrosomes, un site important pour la régulation de l'entrée en mitose. Durant la télophase et la cytokinèse, phospho-Bcl-xL(Ser49) se trouve le long des microtubules avec la protéine moteure dynéine et dans le cytosol mitotique. Finalement, nos résultats suggèrent que PLK3 est responsable de la phosphorylation de Bcl-xL(Ser49), une protéine kinase impliquée pour l'entrée des cellules en mitose et pour la progression de la mitose jusqu'à la division cellulaire.

Study of histone H3 lysine 56 deacetylation in saccharomyces cerevisiae

Chez la levure Saccharomyces cerevisiae, l'acétylation de l'histone H3 sur la lysine 56 (H3K56ac) est présente sur les histones néo-synthétisées déposées derrière les fourches de réplication et est essentielle pour préserver la viabilité cellulaire en réponse au dommage à l'ADN. La désacétylation d'H3K56 sur l'ensemble du génome catalysée par Hst3 et Hst4 et a lieu en phase G2 ou M. H3K56ac est une lame à double tranchant. L'absence d'H3K56ac rend les cellules sensibles aux dommages à l'ADN. En revanche, un excès d'acétylation d'H3K56 dans un mutant hst3Δ hst4Δ a des conséquences encore plus sévères tels que la thermo-sensibilité, l'hypersensibilité aux agents génotoxiques, l'instabilité génomique ainsi qu'une courte durée de vie réplicative. Les désacétylases Hst3 et Hst4 sont étroitement régulées au cours du cycle cellulaire afin de permettre à l'H3K56ac d'exercer son rôle en réponse aux dommages à l'ADN tout en évitant les conséquences néfastes de l'hyperacétylation d'H3K56. Dans cette thèse, nous avons identifié la machinerie moléculaire responsable de la dégradation de Hst3. De plus, nous avons exploré les raisons pour lesquelles l'absence de désacétylation donne lieu aux phénotypes du mutant hst3Δ hst4Δ. Au chapitre 2, nous démontrons que la dégradation d'Hst3 peut être complétée avant l'anaphase. Ceci suggère que la désacétylation de H3K56 a lieu durant une courte fenêtre du cycle cellulaire se situant entre la complétion de la phase S et la métaphase. De plus, nous avons identifié deux sites de phosphorylation d'Hst3 par la kinase cycline-dépendante 1 (Cdk1) et démontré que ces évènements de phosphorylation conduisent à la dégradation d'Hst3 in vivo. Nous avons aussi démontré que l'ubiquityltransférase Cdc34 et l'ubiquitine ligase SCFCdc4 sont requises pour la dégradation d'Hst3. Finalement, nous avons montré que la phosphorylation d'Hst3 par la kinase mitotique Clb2-Cdk1 peut directement entraîner l'ubiquitylation d'Hst3 par SCFCdc4 in vitro. Au chapitre 3, nous avons étudié les mécanismes moléculaires sous-jacents à la sensibilité extrême du mutant hst3Δ hst4Δ aux agents qui endommagent l'ADN. Nous avons établi qu'en raison de la présence anormale d'H3K56ac devant les fourches de réplication, le mutant hst3Δ hst4Δ exhibe une forte perte de viabilité lorsqu'exposé au méthyl méthanesulfonate (MMS) durant un seul passage à travers la phase S. Nous avons aussi découvert que, malgré le fait que le point de contrôle de réponse aux dommages à l'ADN est activé normalement dans le mutant hst3Δ hst4Δ, ce mutant est incapable de compléter la réplication de l'ADN et d'inactiver le point de contrôle pour une longue période de temps après exposition transitoire au MMS. L'ensemble de nos résultats suggère que les lésions à l'ADN induites par le MMS dans le mutant hst3Δ hst4Δ causent une forte perte de viabilité parce que ce mutant est incapable de compléter la réplication de l'ADN après une exposition transitoire au MMS. Dans la deuxième section du chapitre 3, nous avons employé une approche génétique afin d'identifier de nouveaux mécanismes de suppression de deux phénotypes prononcés du mutant hst3Δ hst4Δ. Nous avons découvert que la délétion de plusieurs gènes impliqués dans la formation de frontières entre l'hétérochromatine et de l'euchromatine atténue les phénotypes du mutant hst3Δ hst4Δ sans réduire l'hyperacétylation d'H3K56. Nos résultats indiquent aussi que l'abondante acétylation de l'histone H4 sur la lysine 16 (H4K16ac) est néfaste au mutant hst3Δ hst4Δ. Ce résultat suggère un lien génétique intriguant entre l'acétylation d'H3K56 et celle d'H4K16. L'existence de ce lien était jusqu'à présent inconnu. Nous avons identifié un groupe de suppresseurs spontanés où H3K56ac est indétectable, mais la majorité de nos suppresseurs ne montrent aucune réduction flagrante d'H3K56ac ou d'H4 K16ac par rapport aux niveaux observés dans le mutant hst3Δ hst4Δ. Une étude plus approfondie de ce groupe de suppresseurs est susceptible de mener à la découverte de nouveaux mécanismes génétiques ou épigénétiques permettant d'éviter les conséquences catastrophiques de l'hyperacétylation d'H3K56 chez le mutant hst3Δ hst4Δ. En résumé, cette thèse identifie la machinerie moléculaire responsable de la dégradation d'Hst3 (une désacétylase d'H3K56) durant une fenêtre de temps situées entre la fin de la phase S et la métaphase. Nos résultats permettent aussi d'expliquer pourquoi la dégradation d'Hst3 précède le début de la phase S durant laquelle l'acétylation d'H3K56 s'accumule derrière les fourches de réplication afin d'exercer son rôle de mécanisme de défense contre le dommage à l'ADN. De plus, nous avons identifié plusieurs suppresseurs qui permettent de contourner le rôle important d'Hst3 et Hst4 en réponse au dommage à l'ADN. Plusieurs suppresseurs révèlent un lien génétique inattendu entre deux formes abondantes d'acétylation des histones chez Saccharomyces cerevisiae, soit H3K56ac et H4K16ac.

Detecting uterine cervical cancer cells using molecular biomarkers

Arrière-plan: les cellules tumorales circulantes (CTC) sont détectables dans de nombreux cancers et peuvent être utiles cliniquement pour le pronostic de la maladie, pour mesurer la récidive et pour prédire la sensibilité aux medicaments chimiothérapeutiques. Au cours des dernières années, l’études des CTC dans de nombreux cancers tels que le cancer du sein, du poumon, du côlon et de la prostate a grandement évolué. Alternativement, il y peu d'études à ce sujet concernant le cancer du col de l’utérus (CCU). Objectifs: Notre objectif est d’optimiser le processus d'enrichissement des CTC dans le CCU et la détection moléculaire des biomarqueurs E6 et E7. Matériel et Méthodes: Dans l’optique de mimer la présence de CTC dans le sang, nous avons dilué des cellules cancéreuses CaSki VPH16-positif provenant d’un CCU dans du sang humain prélevé sur des volontaires sains. Les CaSki ont été collectées suite à une centrifugation par densité avec le Ficoll, la lyse des globules rouges (RBC) et la lyse des RBC combinée avec un enrichissement positif et négatif à l’aide de marqueurs de surface cellulaire. Les CTC ont été détectées par la mesure d’expression des oncogènes E6 et E7 du virus du papillome humain (VPH), de la cytokératine 19 (CK19) et de la cycline p16INK4 en utilisant la technique quantitative en temps réel de Reverse Transcriptase-Polymerase Chain Reaction (qRT-PCR). Pour valider notre méthode de détection des CTC in vivo, nous avons recruté dix patientes atteintes d’un CCU VPH16 positif et six contrôles sains. Résultats: Dans le modèle de dilutions de cellules CaSki, la lyse des RBC seule ou combinée avec l'enrichissement négatif ou positif suggèrent des limites de détection de 1 CTC par mL de sang pour tous les biomarqueurs moléculaires utilisés. La sensibilité de détection est accrue lors de l'utilisation de l’enrichissement positif et négatif en réduisant le bruit de fond causé par les monocytes sanguins. Contrairement aux oncogènes E6 et E7, les marqueurs CK19 et p16INK4A ont été détectés chez des individus sains, les niveaux d'expression de base appropriés doivent donc être déterminés avec précision par rapport aux patientes CCU. Le gradient de densité par Ficoll a une limite de détection de seulement environ 1000 cellules par mL de sang. Enfin, les CTC ont été détectées dans 2/10 patientes en utilisant le marqueur CK19. Cependant, ces patientes étaient négatives pour les oncogènes E6/E7. Le marqueur p16INK4A était exprimé au même niveau dans tous les échantillons (CCU et normaux). Conclusion: Notre étude suggère que les oncogènes E6 et E7 du VPH16 sont les marqueurs biologiques les plus sensibles et spécifiques en qRT-PCR pour détecter les CTC dans le modèle de dilution de cellules de CCU dans le sang. Chez les patientes atteintes d’un CCU de stade précoce, seulement CK19 a révélé la présence potentielle de CTC, ce qui suggère que ces cellules sont rares à ce stade de la maladie. Mots clés: cancer du col de l’utérus, cellules tumorales circulantes, RT-qPCR, E6 et E7, CK19, p16INK4A, enrichissement immunomagnétique, détection moléculaire.

Non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) inhibit vascular smooth muscle cell proliferation via differential effects on the cell cycle

Abnormal vascular smooth muscle cell (VSMC) proliferation plays an important role in the pathogenesis of both atherosclerosis and restenosis. Recent studies suggest that high-dose salicylates, in addition to inhibiting cyclooxygenase activity, exert an antiproliferative effect on VSMC growth both in-vitro and in-vivo. However, whether all non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) exert similar anti proliferative effects on VSMCs, and do so via a common mechanism of action, remains to be shown. In this study, we demonstrate that the NSAIDs aspirin, sodium salicylate, diclofenac, ibuprofen, indometacin and sulindac induce a dose-dependent inhibition of proliferation in rat A10 VSMCs in the absence of significant cytotoxicity. Flow cytometric analyses showed that exposure of A10 cells to diclofenac, indometacin, ibuprofen and sulindac, in the presence of the mitotic inhibitor, nocodazole, led to a significant G0/G1 arrest. In contrast, the salicylates failed to induce a significant G1 arrest since flow cytometry profiles were not significantly different from control cells. Cyclin A levels were elevated, and hyperphosphorylated p107 was present at significant levels, in salicylate-treated A10 cells, consistent with a post-G1/S block, whereas cyclin A levels were low, and hypophosphorylated p107 was the dominant form, in cells treated with other NSAIDs consistent with a G1 arrest. The ubiquitously expressed cyclin-dependent kinase (CDK) inhibitors, p21 and p27, were increased in all NSAID-treated cells. Our results suggest that diclofenac, indometacin, ibuprofen and sulindac inhibit VSMC proliferation by arresting the cell cycle in the G1 phase, whereas the growth inhibitory effect of salicylates probably affects the late S and/or G2/M phases. Irrespective of mechanism, our results suggest that NSAIDs might be of benefit in the treatment of certain vasculoproliferative disorders.

Cell cycle profiles and expression of p21CIP1 and P27KIP1 during myocyte development

The ability of the cardiac myocyte to divide ceases shortly after birth. Thus, following severe injury, e.g., during myocardial infarction, the mature heart is unable to regenerate new tissue to replace the dead or damaged tissue. The identification of the molecules controlling the cessation of myocyte cell division may lead to therapeutic strategies which aim to re-populate the damaged myocardial area. Hence, we have determined the cell cycle profile, expressions and activities of the cyclin-dependent kinase inhibitors (CDKIs), p21CIP1 and p27KIP1, during rat ventricular myocyte development. Fluorescent activated cell sorting (FACS) analyses showed the percentage of S phase myocytes to be decreased significantly throughout development, concomitant with a significant increase in the percentage of G0/G1 and G2/M phase cells. The expression of p21CIP1 and p27KIP1 increased significantly throughout cardiac development and complexed differentially with a number of cyclins and CDKs. Furthermore, an adult myocyte extract reduced neonatal myocyte CDK2 kinase activity significantly (>30%, p<0.05) whereas immunodepletion of p21CIP1 from adult lysates restored CDK2 kinase activity. Thus, p21CIP1 and p27KIP1 may be important for the withdrawal of cardiac myocytes from the cell cycle and for maintaining the G0/G1 and G2/M phase blockades.

Lineage-Negative Bone Marrow Cells Protect Against Chronic Renal Failure

Progressive renal failure continues to be a challenge. The use of bone marrow cells represents a means of meeting that challenge. We used lineage-negative (Lin(-)) cells to test the hypothesis that Lin(-) cell treatment decreases renal injury. Syngeneic Fischer 344 rats were divided into four groups: sham ( laparotomy only, untreated); Nx (five-sixth nephrectomy and untreated); NxLC1 (five-sixth nephrectomy and receiving 2 x 10(6) Lin(-) cells on postnephrectomy day 15); and NxLC3 (five-sixth nephrectomy and receiving 2 x 10(6) Lin(-) cells on postnephrectomy days 15, 30, and 45). On postoperative day 16, renal mRNA expression of interleukin (IL)-1 beta, tumor necrosis factor-alpha, and IL-6 was lower in NxLC rats than in Nx rats. On postnephrectomy day 60, NxLC rats presented less proteinuria, glomerulosclerosis, anemia, renal infiltration of immune cells, and protein expression of monocyte chemoattractant protein-1, as well as decreased interstitial area. Immunostaining for proliferating cell nuclear antigen showed that, in comparison with sham rats, Nx rats presented greater cell proliferation, whereas NxLC1 rats and NxLC3 rats presented less cell proliferation than did Nx rats. Protein expression of the cyclin-dependent kinase inhibitor p21 and of vascular endothelial growth factor increased after nephrectomy and decreased after Lin(-) cell treatment. On postnephrectomy day 120, renal function (inulin clearance) was significantly better in Lin(-) cell-treated rats than in untreated rats. Lin(-) cell treatment significantly improved survival. These data suggest that Lin(-) cell treatment protects against chronic renal failure. STEM CELLS 2009; 27: 682-692

Inhibition of C6 rat glioma proliferation by [Ru(2)Cl(Ibp)(4)] depends on changes in p21, p27, Bax/Bcl2 ratio and mitochondrial membrane potential

The ruthenium compound [Ru(2)Cl(Ibp)(4)] (or RuIbp) has been reported to cause significantly greater inhibition of C6 glioma cell proliferation than the parent HIbp. The present study determined the effects of 0-72 h exposure to RuIbp upon C6 cell cycle distribution, mitochondrial membrane potential, reactive species generation and mRNA and protein expression of E2F1, cyclin D1, c-myc, pRb, p21, p27, p53, Ku70, Ku80, Bax, Bcl2, cyclooxygenase 1 and 2 (COX1 and COX2). The most significant changes in mRNA and protein expression were seen for the cyclin-dependent kinase inhibitors p21 and p27 which were both increased (p<0.05). The marked decrease in mitochondrial membrane potential (p<0.01) and modest increase in apoptosis was accompanied by a decrease in anti-apoptotic Bcl2 expression and an increase in pro-apoptotic Bax expression (p<0.05). Interestingly, COX1 expression was increased in response to a significant loss of prostaglandin E(2) production (p<0.001), most likely due to the intracellular action of Ibp. Future studies will investigate the efficacy of this novel ruthenium-ibuprofen complex in human glioma cell lines in vitro and both rat and human glioma cells growing under orthotopic conditions in vivo. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Imprinted CDKN1C is a tumor suppressor in rhabdoid tumor and activated by restoration of SMARCB1 and histone deacetylase inhibitors

SMARCB1 is deleted in rhabdoid tumor, an aggressive paediatric malignancy affecting the kidney and CNS. We hypothesized that the oncogenic pathway in rhabdoid tumors involved epigenetic silencing of key cell cycle regulators as a consequence of altered chromatin-remodelling, attributable to loss of SMARCB1, and that this hypothesis if proven could provide a biological rationale for testing epigenetic therapies in this disease. We used an inducible expression system to show that the imprinted cell cycle inhibitor CDKN1C is a downstream target for SMARCB1 and is transcriptionally activated by increased histone H3 and H4 acetylation at the promoter. We also show that CDKN1C expression induces cell cycle arrest, CDKN1C knockdown with siRNA is associated with increased proliferation, and is able to compete against the anti-proliferative effect of restored SMARCB1 expression. The histone deacetylase inhibitor (HDACi), Romidepsin, specifically restored CDKN1C expression in rhabdoid tumor cells through promoter histone H3 and H4 acetylation, recapitulating the effect of SMARCB1 on CDKNIC allelic expression, and induced cell cycle arrest in G401 and STM91-01 rhabdoid tumor cell lines. CDKN1C expression was also shown to be generally absent in clinical specimens of rhabdoid tumor, however CDKN1A and CDKN1B expression persisted. Our observations suggest that maintenance of CDKN1C expression plays a critical role in preventing rhabdoid tumor growth. Significantly, we report for the first time, parallels between the molecular pathways of SMARCB1 restoration and Romidepsin treatment, and demonstrate a biological basis for the further exploration of histone deacetylase inhibitors as relevant therapeutic reagents in the treatment of rhabdoid tumor.

The pan-inhibitor of Aurora kinases danusertib induces apoptosis and autophagy and suppresses epithelial-to-mesenchymal transition in human breast cancer cells

Danusertib (Danu) is a pan-inhibitor of Aurora kinases and a third-generation breakpoint cluster region-Abelson murine leukemia viral oncogene homolog 1 (Bcr-Abl) tyrosine kinase inhibitor, but its antitumor effect and underlying mechanisms in the treatment of human breast cancer remain elusive. This study aimed to investigate the effects of Danu on the growth, apoptosis, autophagy, and epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) and the molecular mechanisms in human breast cancer MCF7 and MDA-MB-231 cells. The results demonstrated that Danu remarkably inhibited cell proliferation, induced apoptosis and autophagy, and suppressed EMT in both breast cancer cell lines. Danu arrested MCF7 and MDA-MB-231 cells in G2/M phase, accompanied by the downregulation of cyclin-dependent kinase 1 and cyclin B1 and upregulation of p21 Waf1/Cip1, p27 Kip1, and p53. Danu significantly decreased the expression of B-cell lymphoma-extra-large (Bcl-xl) and B-cell lymphoma 2 (Bcl-2), but increased the expression of Bcl-2-associated X protein (Bax) and p53-upregulated modulator of apoptosis (PUMA), and promoted the cleavage of caspases 3 and 9. Furthermore, Danu significantly increased the expression levels of the membrane-bound microtubule-associated protein 1A/1B-light chain 3 (LC3-II) and beclin 1 in breast cancer cells, two markers for autophagy. Danu induced the activation of p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) and extracellular signal-regulated kinases 1 and 2 (Erk1/2) and inhibited the activation of protein kinase B (Akt)/mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathways in breast cancer cells. Treatment with wortmannin (a phosphatidylinositol 3-kinase inhibitor) markedly inhibited Danu-induced activation of p38 MAPK and conversion of cytosolic LC3-I to membrane-bound LC3-II. Pharmacological inhibition and small interfering RNA-mediated knockdown of p38 MAPK suppressed Akt activation, resulting in LC3-II accumulation and enhanced autophagy. Pharmacological inhibition and small interfering RNA-mediated knockdown of Erk1/2 also remarkably increased the level of LC3-II in MCF7 cells. Moreover, Danu inhibited EMT in both MCF7 and MDA-MB-231 cells with upregulated E-cadherin and zona occludens protein 1 (ZO-1) but downregulated N-cadherin, zinc finger E-box-binding homeobox 1 (TCF8/ZEB1), snail, slug, vimentin, and β-catenin. Notably, Danu showed lower cytotoxicity toward normal breast epithelial MCF10A cells. These findings indicate that Danu promotes cellular apoptosis and autophagy but inhibits EMT in human breast cancer cells via modulation of p38 MAPK/Erk1/2/Akt/mTOR signaling pathways. Danu may represent a promising anticancer agent for breast cancer treatment. More studies are warranted to fully delineate the underlying mechanisms, efficacy, and safety of Danu in breast cancer therapy.

Expression, purification, and circular dichroism analysis of human CDK9

The human cyclin-dependent kinase 9 (CDK9) protein was expressed in E coli BL21 using the pET23a vector at 30 degrees C. Several milligrams of protein were purified from soluble fraction using ionic exchange and ATP-affinity chromatography. The structural quality of recombinant CDK9 and the estimation of its secondary structure were obtained by circular dichroism. Structural models of CDK9 presented 26% of helices in agreement with the spectra by circular dichroism analysis. This is the first report on human CDK9 expression in Escherichia coli and structure analysis and provides the first step for the development of CDK9 inhibitors. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.