Function and regulation of the scaffold protein IB1/JIP-1 in the uro-genital tract.

RESUME Ce mémoire de thèse traite de l'étude de la « scaffold »protéine ou protéine «échafaud», « Islet-Brain1/ JNK Interacting Protein 1 » (IB1/JIP-1) dans la vessie et la prostate, deux organes importants de l'appareil uro-genital. Cette protéine, mise en évidence dans notre laboratoire à la fin des année 90, a été reconnue pour réguler la voie de signalisation des « Mitogen-Activated Protein Kinases » (MAPKs), et en particulier de la MAPK appelée c-Jun N-terminal Kinase (JNK). Le réseau de voie de signalisation permet aux cellules de percevoir les changements dans le milieu extracellulaire et de permettre une réponse appropriée à ces différents stimuli. La connaissance des voies de signalisation a permis de mettre en évidence leur rôle crucial tant dans l'homéostase des tissus sains que dans des processus pathologiques comme l'oncogenèse. Parmi une vingtaine de voie de signalisation, la voie de signalisation des «MAPKinases » est une des plus importantes et a été montrée pour participer à diverses fonctions cellulaires telles que la différentiation, la motilité, la division et la mort cellulaire. La voie de signalisation des « MAPKinases » est typiquement constituée d'un module de trois kinases qui s'activent séquentiellement par phosphorylation. On note la présence d'une MAPK, d'un activateur de MAPK et d'un activateur de l'activateur de MAPK. Une fois la MAPK activée, elle permettra la régulation de différentes cibles dont certain facteur de transcription. Chez les mammifères, il existe 3 grands groupes de MAPKs : the extracellular signal-regulated kinase 1 and 2 (ERK 1/2) cascade, qui régule préférentiellement la croissance et la différentiation cellulaire, ainsi que les cascades JNK et p38 qui régulent préférentiellement la réponse à différents stress cellulaires telle que l'inflammation ou l'apoptose. JNK est activé par différents stress cellulaire telle que les cytokines inflammatoires. JNK est également requis au cours du développement embryonnaire et contribue à la mort (apoptose) ou à la prolifération cellulaire. Plusieurs études ont mis en évidence le rôle de JNK durant le processus tumoral, sans que son rôle soit clairement identifié. JNK pourrait avoir des fonctions différentes durant l'initiation puis de la progression tumorale. Chez les mammifères, les voies de signalisation intracellulaires forment un réseau complexe et elles interagissent entre elles, ce qui permet aux cellules une réponse adéquate aux multitudes de stimuli existants dans les organismes pluricellulaires. Parmi plusieurs mécanismes de régulation, les protéines dites « scaffold » ou «échafaud » jouent un rôle crucial dans l'homéostase de la voie de signalisation des «MAPKinase ». L'introduction revoit brièvement ces différents aspects, de la voie de signalisation des «MAPKinase et des connaissance sur IB1/JIP-1. Les premières études effectuées sur IB1/JIP-1 ont montré une expression relativement spécifique de cette protéine dans certains types de neurones ainsi que dans la cellule beta-sécrétrice d'insuline. IB1/JIP-1 régule la voie de signalisation JNK par interaction avec les différents composants du module, modifiant ainsi le spectre de substrats activés par JNK. La fonction précise de IB1/JIP-1 n'était pas encore élucidée, mais plusieurs travaux mettaient en lumière un rôle dans la régulation, et la sous-location cellulaire des composants de la voie de signalisation JNK, ainsi que dans la survie cellulaire à certain stress. Cette expression relativement spécifique est intrigante car elle suggère que sa présence serait nécessaire à une régulation spécifique de la MAPKinase JNK ou à certaines autres fonctions cellulaires également spécifiques de certains tissus. Le premier but de ce travail a consisté à mettre en évidence l'expression de IB1/JIP-1 dans l'appareil uro-génital et plus particulièrement dans la vessie et la prostate. Nos résultats ont montré que IB1/JIP-1 est spécifiquement exprimé au niveau de l'urothélium vésical, mais pas dans le muscle lisse. Il en est de même au niveau de la prostate où IB1/JIP-1 est exprimé spécifiquement au niveau de l'épithélium sécrétoire et absent au niveau du stroma fibro-musculaire. La vessie et la prostate sont des organes ou l'activité JNK pourrait être crucial tant dans l' homeostase tissulaire que dans le développement de pathologies bénignes ou malignes. La vessie et la prostate sont le siège fréquent de tumeur. La base pour le développement du cancer est complexe et implique plusieurs anomalies génétiques. Ce processus complexe lié au développement tumoral est encore loin d`être complètement élucidé, raison pour laquelle il est crucial de poursuivre l'étude des différents gènes pouvant être impliqué dans ces processus ou pouvant être utilisé comme outil thérapeutique. Dans l'urothelium de la vessie, la fonction de la MAPK JNK n'a été que très peu étudiée. Il existe quelques études, in vitro, suggérant une implication possible de cette voie de signalisation dans des processus telle que le développement ou la progression tumorale. Le chapitre 1 décrit une étude in vivo dans la vessie un modèle de stress mécanique, connu pour activer les MAPKinase. La dilatation vésicale, due à une obstruction urétrale, a mis en évidence une diminution de l'expression de IB1/JIP-1 ainsi qu'une activation de la MAPKinase JNK. Dans ce modèle, la régulation de IB1/JIP-1, par l'intermédiaire d'un vecteur viral, a permis de démontrer que IB1/JIP-1 régulait l'activité de JNK dans ce tissu. Pour poursuivre l'étude de cette fonction d' IB1/JIP-1 dans l'urothélium, nous avons investigué l'activité JNK dans des souris génétiquement modifiées et porteuse d'une délétion de 1 des 2 allèles du gène codant pour IB1/JIP-1, avec un contenu en IB1/JIP-1 diminué de moitié. L'activation de JNK est également augmentée dans l'urothelium au repos de ces souris, ce qui confirme la fonction régulatrice de JNK par IB1/JIP-1. Ces résultats ont permis de mettre en évidence un rôle critique de celle-ci dans l'homéostase de I`urothelium et suggère une nouvelle cible pour réguler la voie de signalisation dans ce tissu. En outre, la modulation des niveaux d'expression d'IB1/JIP-1 dans la vessie, in vivo, par l'intermédiaire de vecteurs viraux s'est révélée réalisable et indique un moyen élégant pour développer une thérapie génique dans cet organe. Un autre élément de ce travail de thèse, révélée au chapitre 2, a été d'étudier la régulation dans la vessie de rat de la communication intercellulaire de type « GAP ». Les cellules adjacentes partagent des ions, messagers secondaires et des petits métabolites par l'intermédiaire de canaux intercellulaire qui forment les jonctions de type « GAP ». Ce type de communications intercellulaire permet une activité cellulaire coordonnée, une caractéristique importante pour l'homéostase des organismes multicellulaire. Ce type de communication intercellulaire est formé de 2 demi-canaux appelés connexons. Chaque connexon est formé de six protéines appelées connexins (Cx). Il existe environ vingt connexines différentes nommées par leur poids moléculaire respectif. Les jonctions de type canaux "GAP" permettent aux cellules de communiquer avec les cellules voisines au quelles elles sont mécaniquement ou électriquement couplées. La vessie peut être particulièrement dépendante de la communication intercellulaire par les canaux « Gap » qui permettrait de coordonner la réponse de la musculature ainsi que de l'urothélium à l'augmentation de la pression transmurale du à l'accumulation d'urine, situation fréquemment observée dans le cadre de l'hyperplasie bénigne de la prostate. Dans la vessie de rat, la connexine26 est exprimée uniquement dans l'urothelium. La Cx26, a été montrée pour être un possible « tumor suppressor gene » dans le cancer de vessie. Une augmentation de la Cx26 ainsi que du couplage des cellules urothéliales a été démontré dans notre modèle de stress mécanique sur la vessie de rat et est dépendante de 2 éléments de réponses connues pour interagir avec AP-1. La régulation de IB1/JIP-1 a permis de montrer que celle-ci régulait l'activité JNK, ainsi que l'activité du facteur de transcription AP-1, composé de c-Jun lui-même cible de JNK. Cette réduction de l'activité de AP-1 est associée à une diminution de l'expression du transcipt de la Cx26. En résumé, la Cx26 pourrait être régulée par le complexe AP-1 lui-même dépendant du contenu en IB1/JIP-1. Dans le chapitre 3, l'étude de IB1/J1P-1 s'est portée sur la prostate. Cet organe, siège fréquent de pathologie telle que le cancer ou l'hyperplasie bénigne de la prostate, exprime IB1/JIP-1 au niveau de son épithélium sécrétoire. Cette expression est maintenue dans une lignée cellulaire humaine largement étudiée est reconnue comme un modèle adéquat de cellules tumorales de type androgène-sensible. IB1/JIP-1 a été investigué dans un modèle in vitro d'apoptose en réponse à un agent appelé N-(4-hydroxyphenyl)retinamide (4-HPR) qui induit une activation de la MAPK JNK ainsi que également un diminution du contenu en IB1/JIP-1. La surexpression de IB1/JIP-1 en utilisant à nouveau des virus comme vecteur a démontré que IB1/JIP-1 était capable de réguler l'activité de JNK ainsi que les taux d'apoptose. Dans le cancer de la prostate, certains travaux ont montré que la différentiation neuroendocrine des cellules tumorales est associée à la progression tumorale et à la perte de sensibilité aux androgènes. Ce travail a permis de dévoiler l'augmentation d'expression de IB1/JIP-1 dans un modèle de neurodifferentiation des cellules d'une lignée prostatique humaine (LNCaP). Les mécanismes qui permettent une expression spécifique de IB1/JIP-1 ont été partiellement investiguée dans notre laboratoire. Son promoteur humain contient un « Neuron Restricive Silencer Element » (NRSE) connu pour se lier a répresseur transcriptionel appelé « RE-1 Silencer Transcription Factor » ou « Neuron Restrictive Silencer Factor » (REST/NRSF). NRSF/REST est capable de réprimer l'expression de gènes neuronaux en dehors du système neuronal. Il prend part à la différentiation terminale des gènes neuronaux. Dans le chapitre 3, on observe que l'activité de REST/NRSF est diminuée dans les cellules LNCaP qui se transdifferencient de manière neuroendocrine, et que REST/NRSF est capable de moduler l'expression de ces gènes cibles dans ce type cellulaire. Ces travaux laissent suggérer que NRSF/REST participe à l'acquisition du phénotype neuroendocrinien et pourrait être une cible pour réguler ce phénomène. En conclusion, ce travail de thèse présente l'expression de IB1/JIP-1 dans 2 organes de l'appareil uro-génital ; la vessie et la prostate. La fonction de IB1/JIP-1 a été étudiée in vivo dans la vessie de rat, ce qui a mis en évidence sa fonction régulatrice de l'activité de la MAPKinase JNK, et de l'activité du facteur de transcription AP-1 ; ainsi que sa possible implication régulatrice de gène cible tel que la Connexin 26 (Cx26). AP-1 et la Cx26 pourraient jouer un rôle dans le processus oncologique, tant dans le control de l'invasion cellulaire ou le control de la croissance cellulaire. Dans la prostate, IB1/JIP-1 régule également l'activité JNK; crucial dans la transmission de certains stimulis pro-apoptotiques. Dans un modèle de transdifférenciation neuroendocrinienne, phénotype possiblement lié au caractère agressif du cancer de la prostate, l'expression de IB1/JIP-1 est augmenté, suggérant soit un rôle possible dans le développement du phénotype neuronal ou une implication dans une fonction anti-apoptotique. Ce travail a donc permis d'élargir nos connaissances sur la régulation et le control de la voie de signalisation des MAPKinases par IB1/JIP-1, qui pourrait avoir encore d'autres fonctions dans ces tissus.

Islet-brain1/C-Jun N-terminal kinase interacting protein-1 (IB1/JIP-1) promoter variant is associated with Alzheimer's disease.

Islet-brain1 (IB1) or c-Jun NH2 terminal kinase interacting protein-1 (JIP-1), the product of the MAPK8IP1 gene, functions as a neuronal scaffold protein to allow signalling specificity. IB1/JIP-1 interacts with many cellular components including the reelin receptor ApoER2, the low-density lipoprotein receptor-related protein (LRP), kinesin and the Alzheimer's amyloid precursor protein. Coexpression of IB1/JIP-1 with other components of the c-Jun NH2 terminal-kinase (JNK) pathway activates the JNK activity; conversely, selective disruption of IB1/JIP-1 in mice reduces the stress-induced apoptosis of neuronal cells. We therefore hypothesized that IB1/JIP-1 is a risk factor for Alzheimer's disease (AD). By immunocytochemistry, we first colocalized the presence of IB1/JIP-1 with JNK and phosphorylated tau in neurofibrillary tangles. We next identified a -499A>G polymorphism in the 5' regulatory region of the MAPK8IP1 gene. In two separate French populations the -499A>G polymorphism of MAPK8IP1 was not associated with an increased risk to AD. However, when stratified on the +766C>T polymorphism of exon 3 of the LRP gene, the IB1/JIP-1 polymorphism was strongly associated with AD in subjects bearing the CC genotype in the LRP gene. The functional consequences of the -499A>G polymorphism of MAPK8IP1 was investigated in vitro. In neuronal cells, the G allele increased transcriptional activity and was associated with an enhanced binding activity. Taken together, these data indicate that the increased transcriptional activity in the presence of the G allele of MAPK8IP1 is a risk factor to the onset of in patients bearing the CC genotype of the LRP gene.

Insulin-like growth factor-I and C-reactive protein during pregnancy and maternal risk of non-epithelial ovarian cancer: a nested case-control study.

BACKGROUND: Insulin-like growth factor-I (IGF-I) and C-reactive protein (CRP) may be positively associated with the risk of epithelial ovarian cancer (EOC) but no previous studies have investigated their associations with non-epithelial ovarian cancers (NEOC). METHODS: A case-control study was nested within the Finnish Maternity Cohort. Case subjects were 58 women diagnosed with sex cord-stromal tumors (SCST) and 30 with germ cell tumors (GCT) after recruitment. Control subjects (144 for SCST and 74 for GCT) were matched for age, parity, and date of blood donation of the index case. RESULTS: Doubling of IGF-I concentration was not related to maternal risk of either SCST (OR 0.97, 95% CI 0.58-1.62) or GCT (OR 1.13, 95% CI 0.51-2.51). Similarly, doubling of CRP concentrations was not related to maternal risk of either SCST (OR 1.10, 95% CI 0.85-1.43) or GCT (OR 0.93, 95% CI 0.68-1.28). CONCLUSIONS: Pre-diagnostic IGF-I and CRP concentrations during the first trimester of pregnancy were not associated with increased risk of NEOC in the mother. Risk factors for NEOC may differ from those of EOC.

Neuronal and nonneuronal quantitative BACE immunocytochemical expression in the entorhinohippocampal and frontal regions in Alzheimer's disease.

In this study, we quantitatively investigated the expression of beta-site amyloid precursor protein cleaving enzyme (BACE) in the entorhinohippocampal and frontal cortex of Alzheimer's disease (AD) and old control subjects. The semiquantitative estimation indicated that the intensity of BACE overall immunoreactivity did not differ significantly between AD and controls, but that a significantly stronger staining was observed in the hippocampal regions CA3-4 compared to other regions in both AD patients and controls. The quantitative estimation confirmed that the number of BACE-positive neuronal profiles was not significantly decreased in AD. However, some degeneration of BACE-positive profiles was attested by the colocalization of neurons expressing BACE and exhibiting neurofibrillary tangles (NFT), as well as by a decrease in the surface area of BACE-positive profiles. In addition, BACE immunocytochemical expression was observed in and around senile plaques (SP), as well as in reactive astrocytes. BACE-immunoreactive astrocytes were localized in the vicinity or close to the plaques and their number was significantly increased in AD entorhinal cortex. The higher amount of beta-amyloid SP and NFT in AD was not correlated with an increase in BACE immunoreactivity. Taken together, these data accent that AD progression does not require an increased neuronal BACE protein level, but suggest an active role of BACE in immunoreactive astrocytes. Moreover, the strong expression in controls and regions less vulnerable to AD puts forward the probable existence of alternate BACE functions.

Activated protein C consumption and coagulation parameters in severe sepsis and septic shock.

Introduction Activated protein C (APC) deC ciency is prevalent in severe sepsis and septic shock patients. The aim of the study was to relate the anticoagulation activity evaluated by APC with other coagulation parameters adjusted to 28-day mortality. Methods A cohort study of 150 critically ill adults. Age, sex, sources of infection and coagulation markers within 24< hours from severe sepsis or septic shock onset, deC ned according to Surviving Sepsis Campaign (SSC) criteria, were studied. We analyzed APC activity using a hemostasis laboratory analyzer (BCS® XP; Siemens). A descriptive and comparative statistical analysis was performed using SPSS version 15.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Results We analyzed 150 consecutive episodes of severe sepsis (16%) or septic shock (84%) admitted to the UCI. The median age of the study sample was 64 (interquartile range (IQR): 22.322.7%. Nonsurvivors had a signiC cantly higher consumption of APC than survivors, 56% (IQR: 38.5) versus 68.6 (IQR: 41.4); P = 0.023. The proC le of lower levels of APC was a surgery patient with septic shock, neurological focus or catheter-related infection and Gram-negative pathogens from blood cultures. Spearman’s showed relationship with antithrombin III, r<= 0.674 (P <0.001) and International Normalized Ratio (INR), r<= –0.611 (P >0.001). See Figure 1. Conclusion Low levels of PC are associated with poor outcome and severity in severe sepsis, and it is well correlated with antithrombin III and INR.

Development and maintenance of the neuronal cytoskeleton in aggregated cell cultures of fetal rat telencephalon and influence of elevated K+ concentrations.

Serum-free aggregating cell cultures of fetal rat telencephalon were examined by biochemical and immunocytochemical methods for their development-dependent expression of several cytoskeletal proteins, including the heavy- and medium-sized neurofilament subunits (H-NF and M-NF, respectively); brain spectrin; synapsin I; beta-tubulin; and the microtubule-associated proteins (MAPs) 1, 2, and 5 and tau protein. It was found that with time in culture the levels of most of these cytoskeletal proteins increased greatly, with the exceptions of the particular beta-tubulin form studied, which remained unchanged, and MAP 5, which greatly decreased. Among the neurofilament proteins, expression of M-NF preceded that of H-NF, with the latter being detectable only after approximately 3 weeks in culture. Furthermore, MAP 2 and tau protein showed a development-dependent change in expression from the juvenile toward the adult form. The comparison of these developmental changes in cytoskeletal protein levels with those observed in rat brain tissue revealed that protein expression in aggregate cultures is nearly identical to that in vivo during maturation of the neuronal cytoskeleton. Aggregate cultures deprived of glial cells, i.e., neuron-enriched cultures prepared by treating early cultures with the antimitotic drug cytosine arabinoside, exhibited pronounced deficits in M-NF, H-NF, MAP 2, MAP 1, synapsin I, and brain spectrin, with increased levels of a 145-kDa brain spectrin breakdown product. These adverse effects of glial cell deprivation could be reversed by the maintenance of neuron-enriched cultures at elevated concentrations of KCl (30 mM). This chronic treatment had to be started at an early developmental stage to be effective, a finding suggesting that sustained depolarization by KCl is able to enhance the developmental expression and maturation of the neuronal cytoskeleton.

Microtubule-associated protein-2 immunoreactivity: a useful tool in the differential diagnosis of low-grade neuroepithelial tumors.

Complex and variable morphological phenotypes pose a major challenge to the histopathological classification of neuroepithelial tumors. This applies in particular for low-grade gliomas and glio-neuronal tumors. Recently, we and others have identified microtubule-associated protein-2 (MAP2) as an immunohistochemical marker expressed in the majority of glial tumors. Characteristic cell morphologies can be recognized by MAP2 immunoreactivity in different glioma entities, i.e., process sparse oligodendroglial versus densely ramified astrocytic elements. Here, we describe MAP2-immunoreactivity patterns in a large series of various neuroepithelial tumors and related neoplasms (n = 960). Immunohistochemical analysis led to the following conclusions: (1) specific pattern of MAP2-positive tumor cells can be identified in 95% of glial neoplasms; (2) ependymal tumors do not express MAP2 in their rosette-forming cell component; (3) tumors of the pineal gland as well as malignant embryonic tumors are also characterized by abundant MAP2 immunoreactivity; (4) virtually no MAP2 expression can be observed in the neoplastic glial component of glio-neuronal tumors, i.e. gangliogliomas; (5) malignant glial tumor variants (WHO grade III or IV) exhibit different and less specific MAP2 staining patterns compared to their benign counterparts (WHO grade I or II); (6) with the exception of melanomas and small cell lung cancers, MAP2 expression is very rare in metastatic and non-neuroepithelial tumors; (7) glial MAP2 expression was not detected in 56 non-neoplastic lesions. These data point towards MAP2 as valuable diagnostic tool for pattern recognition and differential diagnosis of low-grade neuroepithelial tumors.

Tau and neurofilaments in a family with frontotemporal dementia unlinked to chromosome 17q21-22.

A Swiss frontotemporal dementia (FTD) kindred with extrapyramidal-like features and without motor neuron disease shows a brain pathology with ubiquitin-positive but tau-negative inclusions. Tau and neurofilament modifications are now studied here in three recently deceased family members. No major and specific decrease of tau was observed as described by others in, e.g., sporadic cases of FTD with absence of tau-positive inclusions. However, a slight decrease of tau, neurofilament, and synaptic proteins, resulting from frontal atrophy was detected. In parallel, polymorphic markers on chromosome 17q21-22, the centromeric region of chromosome 3 and chromosome 9, were tested. Haplotype analysis showed several recombination events for chromosomes 3 and 17, but patients shared a haplotype on chromosome 9q21-22. However as one of the patients exhibited Alzheimer and vascular dementia pathology with uncertain concomitant FTD, this locus is questionable. Altogether, these data indicate principally that the Swiss kindred is unlinked to locus 17q21-22, and that tau is not at the origin of FTD in this family.

Protein phosphatase inhibition assays for okadaic acid detection in shellfish: matrix effects, applicability and comparison with LC-MS/MS analysis

The applicability of the protein phosphatase inhibition assay (PPIA) to the determination of okadaic acid (OA) and its acyl derivatives in shellfish samples has been investigated, using a recombinant PP2A and a commercial one. Mediterranean mussel, wedge clam, Pacific oyster and flat oyster have been chosen as model species. Shellfish matrix loading limits for the PPIA have been established, according to the shellfish species and the enzyme source. A synergistic inhibitory effect has been observed in the presence of OA and shellfish matrix, which has been overcome by the application of a correction factor (0.48). Finally, Mediterranean mussel samples obtained from Rı´a de Arousa during a DSP closure associated to Dinophysis acuminata, determined as positive by the mouse bioassay, have been analysed with the PPIAs. The OA equivalent contents provided by the PPIAs correlate satisfactorily with those obtained by liquid chromatography–tandem mass spectrometry (LC–MS/MS).

Medium-sized neurofilament protein related to maturation of a subset of cortical neurons.

Neurofilaments are typical structures of the neuronal cytoskeleton and participate in the formation and stabilization of the axonal and dendritic architecture. In this study, we have characterized a murine monoclonal antibody, FNP7, that is directed against the medium-sized neurofilament subunit NF-M. This antibody identifies a subset of neurons in the cerebral cortex of various species including human and in organotypic cultures of rat cortex. In the neocortex of all species examined, the antibody labels pyramidal cells in layers III, V, and VI, with a distinctive laminar distribution between architectonic boundaries. In comparison with other antibodies directed against NF-M, the FNP7 antibody identifies on blots two forms of NF-M that appear relatively late during development, at the time when dynamic growth of processes changes to the stabilization of the formed processes. Dephosphorylation with alkaline phosphatase unmasks the site, making it detectable for the FNP7 antibody. The late appearance suggests that the site is present during early development in phosphorylated form and with increasing maturation becomes dephosphorylated, mainly in dendrites. This event may relate to changes in cytoskeleton stability in a late phase of dendritic maturation. Furthermore, mainly corticofugal projections and only few callosal axons are stained, suggesting a differential phosphorylation in a subset of axons. The antibody provides a useful marker to study subsets of pyramidal cells in vivo, in vitro, and under experimental conditions.

Role of ATH5 in the specification of retinal ganglion cells and expression and cell compartmentalization of EFEMP1, a protein associated with Malattia Leventinese

ABSTRACT : The development of the retina is a very complex process, occurring through the progressive restriction of cell fates, from pluripotent cell populations to complex tissues and organs. In all vertebrate species analyzed so far, retinal differentiation starts with the generation of retinal ganglion cells (RGC)s. One of the documented key essential events in the specification of RGCs is the expression of ATHS, an atonal homolog encoding a bHLH transcription factor. Despite the putative role of master regulator of RGC differentiation, the mechanism of integrating its functions into a coherent program underlying the production of this subclass of retinal neurons has not yet been elucidated. By using chromatin immunoprecipitation combined with microarray (ChIP-on-chip) we have screened for ATH5 direct targets in the developing chick retina at two consecutive periods: E3.5 (stage HH22) and E6 (stage HH30), covering the stages of progenitor proliferation, neuroepithelium patterning, RGC specification, cell cycle exit and early neuronal differentiation. In parallel, complementary analysis with Affymetrix expression microarrays was conducted. We compared RGCs versus retina to see if the targets correspond to genes preferentially expressed in RGCs. We also precociously overexpressed ATH5 in the retina of individual embryo, and contralateral retina vas used as a control. Our integrated approach allowed us to establish a compendium of ATH5-targets and enabled us to position ATH5 in the transcription network underlying neurogenesis in the retina. Malattia Leventinese (ML) is an autosomal, dominant retinal dystrophy characterized by extracellular, amorphous deposits known as drusen, between the retinal pigment epithelium (RPE) and Bruch's membrane. On the genetic level, it has been associated with a single missense mutation (R345W) in a widely expressed gene with unknown function called EFEMP1. We determined expression patterns of the EFEMP1 gene in normal and ML human retinas. Our data shown that the upregulation of EFEMP1 is not specific to ML eye, except for the region of the ciliary body. We also analyzed the cell compartmentalization of different versions of the protein (both wild type and mutant). Our studies indicate that both abnormal expression of the EFEMP1 gene and mutation and accumulation of EFEMP 1 protein (inside or outside the cells) might contribute to the ML pathology. Résumé : 1er partie : L'ontogenèse de la rétine est un processus complexe au cours duquel des cellules progénitrices sont engagée, par vagues successives, dans des lignées où elles vont d'abord être déterminées puis vont se différencier pour finalement construire un tissu rétinien composé de cinq classes de neurones (les photorécepteurs, les cellules horizontales, bipolaires, amacrines et ganglionnaires) et d'une seule de cellules gliales (les cellules de Muller). Chez tous les vertébrés, la neurogenèse rétinienne est d'abord marquée par la production des cellules ganglionnaires (RGCs). La production de cette classe de neurone est liée à l'expression du gène ATH5 qui est un homologue du gène atonal chez la Drosophile et qui code pour un facteur de transcription de la famille des protéines basic Helix-Loop-Helix (bHLH). Malgré le rôle central que joue ATH5 dans la production des RGCs, le mécanisme qui intègre la fonction de cette protéine dans le programme de détermination neuronale et ceci en relation avec le développement de la rétine n'est pas encore élucidé. Grâce à une technologie qui permet de combiner la sélection de fragments de chromatine liant ATH5 et la recherche de séquences grâce à des puces d'ADN non-codants (ChIP-on-chip), nous avons recherché des cibles potentielles de la protéine ATH5 dans la rétine en développement. Nous avons conduit cette recherche à deux stades de développement de manière à englober la phase de prolifération cellulaire, la détermination des RGCs, la sortie du cycle cellulaire ainsi que les premières étapes de la différentiation de ces neurones. Des expériences complémentaires nous ont permis de définir les patrons d'expression des gènes sélectionnés ainsi que l'activité promotrice des éléments de régulation identifiés lors de notre criblage. Ces approches expérimentales diverses et complémentaires nous ont permis de répertorier des gènes cibles de la protéine ATH5 et d'établir ainsi des liens fonctionnels entre des voies métaboliques dont nous ne soupçonnions pas jusqu'alors qu'elles puissent être associées à la production d'une classe de neurones centraux. 2ème partie : Malattia Leventinese (ML) est une maladie génétique qui engendre une dystrophie de la rétine. Elle se caractérise par l'accumulation de dépôt amorphe entre l'épithélium pigmentaire et la membrane de Bruch et connu sous le nom de drusen. Cette maladie est liée à une simple mutation non-sens (R345W) dans un gène dénommé EFEMP1 qui est exprimé dans de nombreux tissus mais dont la fonction reste mal définie. Une étude détaillée de l'expression de ce gène dans des rétines humaines a révélé une expression à un niveau élevé du gène EFEMP1 dans divers tissus de l'oeil ML mais également dans des yeux contrôles. Alors que l'accumulation d'ARN messager EFEMP1 dans les cellules de l'épithélium pigmentaire n'est pas spécifique à ML, l'expression de ce gène dans le corps cilié n'a été observée que dans l'oeil ML. Nous avons également comparé la sécrétion de la protéine sauvage avec celle porteuse de la mutation. En résumé, notre étude révèle que le niveau élevé d'expression du gène EFEMP1 ainsi que l'accumulation de la protéine dans certains compartiments cellulaires pourraient contribuer au développement de pathologies rétiniennes liées à ML.

Tumor necrosis factor and transforming growth factor β regulate clock genes by controlling the expression of the cold inducible RNA-binding protein (CIRBP).

The circadian clock drives the rhythmic expression of a broad array of genes that orchestrate metabolism, sleep wake behavior, and the immune response. Clock genes are transcriptional regulators engaged in the generation of circadian rhythms. The cold inducible RNA-binding protein (CIRBP) guarantees high amplitude expression of clock. The cytokines TNF and TGFβ impair the expression of clock genes, namely the period genes and the proline- and acidic amino acid-rich basic leucine zipper (PAR-bZip) clock-controlled genes. Here, we show that TNF and TGFβ impair the expression of Cirbp in fibroblasts and neuronal cells. IL-1β, IL-6, IFNα, and IFNγ do not exert such effects. Depletion of Cirbp is found to increase the susceptibility of cells to the TNF-mediated inhibition of high amplitude expression of clock genes and modulates the TNF-induced cytokine response. Our findings reveal a new mechanism of cytokine-regulated expression of clock genes.

Development of neuronal markers in aggregating fetal rat telencephalon cells cultured in the presence of triiodothyronine.

The concentrations of the general neuronal markers D2-protein (N-CAM), D3-protein and neuron specific enolase (NSE) in reaggregating cultures of fetal rat telencephalon cells were affected by the presence of 30 nM triiodothyronine in the defined culture medium. The extent of normal developmental changes were enhanced by triiodothyronine, as demonstrated by crossed immunoelectrophoresis. From 13 to 19 days in culture, the concentration of D2-protein decreased, and the concentrations of both D3-protein and NSE increased. Nerve growth factor (NGF) was without effect on the development of these general neuronal markers. However, as shown previously both triiodothyronine and NGF increased the activity of choline acetyltransferase, a marker for cholinergic neurons. The results suggest an enhanced overall differentiation of several types of telencephalon neurons in the presence of triiodothyronine, and a specific stimulation of cholinergic telencephalon neurons by NGF.

Maturation-dependent effects of chlorpyrifos and parathion and their oxygen analogs on acetylcholinesterase and neuronal and glial markers in aggregating brain cell cultures.

An in vitro model, the aggregating brain cell culture of fetal rat telencephalon, has been used to study the maturation-dependent sensitivity of brain cells to two organophosphorus pesticides (OPs), chlorpyrifos and parathion, and to their oxon derivatives. Immature (DIV 5-15) or differentiated (DIV 25-35) brain cells were treated continuously for 10 days. Acetylcholinesterase (AChE) inhibitory potency for the OPs was compared to that of eserine (physostigmine), a reversible AChE inhibitor. Oxon derivatives were more potent AChE inhibitors than the parent compounds, and parathion was more potent than chlorpyrifos. No maturation-dependent differences for AChE inhibition were found for chlorpyrifos and eserine, whereas for parathion and paraoxon there was a tendency to be more effective in immature cultures, while the opposite was true for chlorpyrifos-oxon. Toxic effects, assessed by measuring protein content as an index of general cytotoxicity, and various enzyme activities as cell-type-specific neuronal and glial markers (ChAT and GAD, for cholinergic and GABAergic neurons, respectively, and GS and CNP, for astrocytes and oligodendrocytes, respectively) were only found at more than 70% of AChE inhibition. Immature compared to differentiated cholinergic neurons appeared to be more sensitive to OP treatments. The oxon derivates were found to be more toxic on neurons than the parent compounds, and chlorpyrifos was more toxic than parathion. Eserine was not neurotoxic. These results indicate that inhibition of AChE remains the most sensitive macromolecular target of OP exposure, since toxic effects were found at concentrations in which AChE was inhibited. Furthermore, the compound-specific reactions, the differential pattern of toxicity of OPs compared to eserine, and the higher sensitivity of immature brain cells suggest that the toxic effects and inhibition of AChE are unrelated.

Genetic Loci Associated with C-reactive Protein Levels and Risk of Coronary Heart Disease.

CONTEXT: Plasma levels of C-reactive protein (CRP) are independently associated with risk of coronary heart disease, but whether CRP is causally associated with coronary heart disease or merely a marker of underlying atherosclerosis is uncertain. OBJECTIVE: To investigate association of genetic loci with CRP levels and risk of coronary heart disease. DESIGN, SETTING, AND PARTICIPANTS: We first carried out a genome-wide association (n = 17,967) and replication study (n = 13,615) to identify genetic loci associated with plasma CRP concentrations. Data collection took place between 1989 and 2008 and genotyping between 2003 and 2008. We carried out a mendelian randomization study of the most closely associated single-nucleotide polymorphism (SNP) in the CRP locus and published data on other CRP variants involving a total of 28,112 cases and 100,823 controls, to investigate the association of CRP variants with coronary heart disease. We compared our finding with that predicted from meta-analysis of observational studies of CRP levels and risk of coronary heart disease. For the other loci associated with CRP levels, we selected the most closely associated SNP for testing against coronary heart disease among 14,365 cases and 32,069 controls. MAIN OUTCOME MEASURE: Risk of coronary heart disease. RESULTS: Polymorphisms in 5 genetic loci were strongly associated with CRP levels (% difference per minor allele): SNP rs6700896 in LEPR (-14.8%; 95% confidence interval [CI], -17.6% to -12.0%; P = 6.2 x 10(-22)), rs4537545 in IL6R (-11.5%; 95% CI, -14.4% to -8.5%; P = 1.3 x 10(-12)), rs7553007 in the CRP locus (-20.7%; 95% CI, -23.4% to -17.9%; P = 1.3 x 10(-38)), rs1183910 in HNF1A (-13.8%; 95% CI, -16.6% to -10.9%; P = 1.9 x 10(-18)), and rs4420638 in APOE-CI-CII (-21.8%; 95% CI, -25.3% to -18.1%; P = 8.1 x 10(-26)). Association of SNP rs7553007 in the CRP locus with coronary heart disease gave an odds ratio (OR) of 0.98 (95% CI, 0.94 to 1.01) per 20% lower CRP level. Our mendelian randomization study of variants in the CRP locus showed no association with coronary heart disease: OR, 1.00; 95% CI, 0.97 to 1.02; per 20% lower CRP level, compared with OR, 0.94; 95% CI, 0.94 to 0.95; predicted from meta-analysis of the observational studies of CRP levels and coronary heart disease (z score, -3.45; P < .001). SNPs rs6700896 in LEPR (OR, 1.06; 95% CI, 1.02 to 1.09; per minor allele), rs4537545 in IL6R (OR, 0.94; 95% CI, 0.91 to 0.97), and rs4420638 in the APOE-CI-CII cluster (OR, 1.16; 95% CI, 1.12 to 1.21) were all associated with risk of coronary heart disease. CONCLUSION: The lack of concordance between the effect on coronary heart disease risk of CRP genotypes and CRP levels argues against a causal association of CRP with coronary heart disease.