Pharmacological Blockade of Cannabinoid CB1 Receptors in Diet-Induced Obesity Regulates Mitochondrial Dihydrolipoamide Dehydrogenase in Muscle

Cannabinoid CB1 receptors peripherally modulate energy metabolism. Here, we investigated the role of CB1 receptors in the expression of glucose/pyruvate/tricarboxylic acid (TCA) metabolism in rat abdominal muscle. Dihydrolipoamide dehydrogenase (DLD), a flavoprotein component (E3) of alpha-ketoacid dehydrogenase complexes with diaphorase activity in mitochondria, was specifically analyzed. After assessing the effectiveness of the CB1 receptor antagonist AM251 (3 mg kg(-1), 14 days) on food intake and body weight, we could identified seven key enzymes from either glycolytic pathway or TCA cycle-regulated by both diet and CB1 receptor activity-through comprehensive proteomic approaches involving two-dimensional electrophoresis and MALDI-TOF/LC-ESI trap mass spectrometry. These enzymes were glucose 6-phosphate isomerase (GPI), triosephosphate isomerase (TPI), enolase (Eno3), lactate dehydrogenase (LDHa), glyoxalase-1 (Glo1) and the mitochondrial DLD, whose expressions were modified by AM251 in hypercaloric diet-induced obesity. Specifically, AM251 blocked high-carbohydrate diet (HCD)-induced expression of GPI, TPI, Eno3 and LDHa, suggesting a down-regulation of glucose/pyruvate/lactate pathways under glucose availability. AM251 reversed the HCD-inhibited expression of Glo1 and DLD in the muscle, and the DLD and CB1 receptor expression in the mitochondrial fraction. Interestingly, we identified the presence of CB1 receptors at the membrane of striate muscle mitochondria. DLD over-expression was confirmed in muscle of CB1-/- mice. AM251 increased the pyruvate dehydrogenase and glutathione reductase activity in C2C12 myotubes, and the diaphorase/oxidative activity in the mitochondria fraction. These results indicated an up-regulation of methylglyoxal and TCA cycle activity. Findings suggest that CB1 receptors in muscle modulate glucose/pyruvate/lactate pathways and mitochondrial oxidative activity by targeting DLD.

Expression and Localization of Opioid Receptors in Male Germ Cells and the Implication for Mouse Spermatogenesis

The presence of endogenous opioid peptides in different testicular cell types has been extensively characterized and provides evidence for the participation of the opioid system in the regulation of testicular function. However, the exact role of the opioid system during the spermatogenesis has remained controversial since the presence of the mu-, delta-and kappa-opioid receptors in spermatogenic cells was yet to be demonstrated. Through a combination of quantitative real-time PCR, immunofluorescence, immunohistochemistry and flow cytometry approaches, we report for the first time the presence of active mu-, deltaand kappa-opioid receptors in mouse male germ cells. They show an exposition time-dependent response to opioid agonist, hence suggesting their active involvement in spermatogenesis. Our results contribute to understanding the role of the opioid receptors in the spermatogenesis and could help to develop new strategies to employ the opioid system as a biochemical tool for the diagnosis and treatment of male infertility.

Bloqueadores do sistema renina-angiotensina em ilhotas pancreáticas e fígado na obesidade induzida por dieta em camundongos

As associações entre obesidade, doença hepática gordurosa não alcoólica (NAFLD) e diabetes mellitus tipo 2 (DM2) são bem estabelecidas, e o sistema renina-angiotensina (SRA) pode proporcionar uma ligação entre eles. O bloqueio do SRA em diferentes níveis pode estar relacionado a respostas na resistência à insulina, remodelagem do pâncreas e do fígado em um modelo de obesidade induzida por dieta. Camundongos C57BL/6 foram alimentados com uma dieta hiperlipídica (HF) durante oito semanas e depois tratados com alisquireno (50 mg/kg/dia), enalapril (30 mg/kg/dia) ou losartana (10 mg/kg/dia) por um período adicional de seis semanas. As drogas foram incorporadas na dieta. Avaliou-se a massa corporal (MC), pressão arterial, consumo e gasto energético (GE), metabolismo da glicose e lipídico, histopatologia pancreática e hepática, análise hormonal, imunohistoquímica, perfil gênico e/ou proteico do SRA no pâncreas, gliconeogênese hepática, sinalização da insulina, oxidação e acúmulo lipídico. Todos os inibidores do SRA reduziram significativamente o aumento da pressão arterial nos camundongos alimentados com dieta HF. O tratamento com enalapril, mas não alisquireno ou losartana, reduziu o ganho de MC e a ingestão alimentar; aumentou o GE; amenizou a intolerância à glicose e resistência à insulina; melhorou a massa de células alfa e beta; impediu a redução da adiponectina plasmática e restaurou a sensibilidade à leptina. Além disso, o tratamento com enalapril melhorou a expressão proteica nas ilhotas pancreáticas de Pdx1, GLUT2, ECA2 e do receptor Mas. O tratamento com losartana apresentou uma elevação na expressão proteica de AT2R no pâncreas. No fígado, a administração de enalapril atenuou a esteatose hepática, o acúmulo de triglicerídeos e preveniu o aumento dos níveis de PEPCK, G6Pase e do GLUT2. Do mesmo modo, o enalapril melhorou a transdução dos sinais da insulina através da via IRS-1/Akt, bem como reduziu os níveis de expressão gênica e/ou proteica de PPAR-gama, SREBP-1c e FAS. Esses resultados sugerem que a inibição da ECA com enalapril atenuou muitos efeitos deletérios provocados pelo consumo da dieta HF, incluindo: normalização da morfologia e função das ilhotas pancreáticas, proteção contra a resistência à insulina e acúmulo de lipídios no fígado. Estes efeitos protetores do enalapril podem ser atribuídos, principalmente, à redução no ganho de MC e ingestão alimentar, aumento do GE, ativação do eixo ECA2/Ang(1-7)/receptor Mas e dos níveis de adiponectina, o que promove uma melhora na ação hepática da insulina e leptina, normalização da gliconeogênese, amenizando a NAFLD.

Efeito da restrição alimentar materna durante a lactação sobre a função ovariana da prole fêmea na puberdade e vida adulta

α.O objetivo deste estudo foi avaliar se a restrição alimentar materna durante a lactação altera a função ovariana da prole na puberdade e na vida adulta. No dia do nascimento da ninhada, as ratas foram separadas aleatoriamente nos seguintes grupos: (C) controle = dieta com 23% de proteína; (PER) restrição protéica calórica = dieta com 8% de proteína. Após o desmame, as proles tiveram livre acesso a dieta com 23% proteína e apenas os animais na fase diestro foram sacrificados com uma dose letal de pentobarbital aos 40 e 90 dias de idade. O sangue foi retirado por punção cardíaca e o soro armazendo para posterior dosagem dos níveis hormonais por radioimunoensaio. O ovário direito foi excisado, pesado e armazenado a 80C para subseqüente avaliação do receptor de androgênio (AR), das isoformas dos receptores de estrogênio (ERα, ERβ1 e ERβ2), do receptor do hormônio folículo estimulante (FSHR), do receptor do hormonio luteinizante (LHR), das isoformas dos receptores de leptina (Ob-R, Ob-Ra and Ob-Rb), e da enzima aromatase pela técnica de RT-PCR. O ovário esquerdo foi incluido em parafina, seccionado em cortes de 5 μm de espessura e processado por análise histológica de rotina, para classificação dos foliculos ovarianos. Na puberdade, o grupo PER apresentou um aumento significativo (p<0,05) no número dos folículos pré-antrais e antrais, enquanto o número de folículos primordiais, folículos de Graaf e corpo lúteo foram reduzidos significativamente (p<0,05). As concentrações sericas de estradiol (pg/ml) foram significativamente aumentadas (p<0,05). Houve aumento significativo na expressão do RNAm dos FSHR (p<0.05) e LHR (p<0.05), e diminuição significativa na expressão do RNAm dos AR (p<0.05), ERα (p<0.05), ERβ1 (p<0.05) e ERβ2 (p<0.05). Na vida adulta, a restrição alimentar causou uma diminuição no número total de folículos ovarianos, entretanto esta redução só foi significativa no número dos folículos primordiais, primários e de Graaf (p<0.05). Houve redução significativa da expressão da enzima aromatase (p<0.01), do FSHR (p<0.05), LHR (p<0.05), Ob-R (p<0.05) e Ob-Rb (p<0.05). Podemos concluir que a restrição alimentar materna durante a lactação causa uma programação metabólica no ovário da prole, alterando a foliculogênese, expressão das diferentes isoformas dos receptores de estrogênio, leptina, androgênio e gonadotropinas e da enzima aromatase. Essa programação, possivelmente decorrente dos baixos níveis de leptina nos primeiros dias de vida, pode contribuir para uma senescência precoce e redução da fertilidade já descrita na literatura.

Expressão da leptina e seus receptores no ovário humano normal e no acometido por endometrioma

Este estudo foi realizado para investigar os níveis de leptina no fluido de endometriomas ovarianos e comparar a expressão de leptina e seus receptores no tecido ovariano afetado por endometrioma de mulheres inférteis com a sua expressão no tecido ovariano normal de controles férteis sem endometriose. Neste estudo observacional, o tecido ovariano , amostras de sangue e fluido peritoneal foram obtidas de 20 mulheres (10 controles férteis sem endometriose ou qualquer doença ovariana, que foram submetidos à cirurgia de laqueadura tubária e 10 mulheres inférteis com endometriose grave endometrioma ovariano). O fluido contido no endometrioma ovariano foi aspirado, e biópsias de implantes peritoneais foram realizadas. Os tecidos removidos durante as cirurgias foram imediatamente congelados em nitrogênio líquido para determinação da expressão proteica por western blot e níveis de leptina pelo ELISA. A expressão do receptor de leptina foi maior no tecido do ovariano afetado por endometrioma que no tecido de ovariano normal (controle= 0,38 0,05, estudo= 0,60 0,09, p= 0,03), mas não houve diferença significativa nos níveis de leptina entre estes grupos (controle= 0,1 0,57, estudo= 0,1 0,35, p= 0,18). Foram observadas correlações positivas e significativas entre a leptina e seu receptor no endometrioma ovariano (r = 0,85, p = 0,004) e em implantes peritoneais (r= 0,87, p= 0,001). Os resultados do ELISA demonstraram uma maior concentração de leptina no fluido endometrioma em comparação com a leptina sérica e no fluido peritoneal (soro= 8,4 1,0, FP= 1,6 0,5, FE= 73,8 16,2, p= 0,0001), mas não houve correlação entre estas variáveis. Observou-se uma correlação positiva, significativa e forte entre os níveis de leptina no fluido peritoneal e a expressão de leptina e seu receptor em implantes peritoneais (leptina: r= 0,88, p= 0,0008; OBR: r= 0,96, p= 0,0001) e entre os níveis de leptina no fluido endometrioma e a expressão da leptina e seu receptor no endometrioma ovariano (leptina: r= 0,94, p= 0,001; OBR: r = 0,84, p= 0,02). Nossos resultados sugerem que a leptina pode desempenhar um papel importante na fisiopatologia do endometrioma ovariano por meio de uma interação moduladora com o seu receptor.

Large Gene Family Expansions and Adaptive Evolution for Odorant and Gustatory Receptors in the Pea Aphid, Acyrthosiphon pisum

Gaining insight into the mechanisms of chemoreception in aphids is of primary importance for both integrative studies on the evolution of host plant specialization and applied research in pest control management because aphids rely on their sense of smell

Improved spatial recognition memory in mice lacking adenosine A(2A) receptors

Adenosine receptors play an important role in learning and memory as their antagonists have been found to facilitate learning and memory in various tasks in rodents. However, few studies have examined the effect of adenosine A(2A) receptor deficiency on c

Extremely low-frequency electromagnetic field exposure during chronic morphine treatment strengthens downregulation of dopamine D2 receptors in rat dorsal hippocampus after morphine withdrawal

The aim of this study was to investigate the effect of extremely low-frequency electromagnetic field (ELF-EMF) exposure during morphine treatment on dopamine D2 receptor (D2R) density in the rat dorsal hippocampus following withdrawal. Rats were exposed t

Long-term depression in rat CA1-subicular synapses depends on the G-protein coupled mACh receptors

The subiculum, which is the primary target of CA1 pyramidal neurons and sending efferent fibres to many brain regions, serves as a hippocampal interface in the neural information processes between hippocampal formation and neocortex. Long-term depression (LTD) is extensively studied in the hippocampus, but not at the CA1-subicular synaptic transmission. Using whole-cell EPSC recordings in the brain slices of young rats, we demonstrated that the pairing protocols of low frequency stimulation (LFS) at 3 Hz and postsynaptic depolarization of -50 mVelicited a reliable LTD in the subiculum. The LTD did not cause the changes of the paired-pulse ratio of EPSC. Furthermore, it did not depend on either NMDA receptors or voltage-gated calcium channels (VGCCs). Bath application of the G-protein coupled muscarinic acetylcholine receptors (mAChRs) antagonists, atropine or scopolamine, blocked the LTD, suggesting that mAChRs are involved in the LTD. It was also completely blocked by either the Ca2+ chelator BAPTA or the G-protein inhibitor GDP-beta-S in the intracellular solution. This type of LTD in the subiculum may play a particular role in the neural information processing between the hippocampus and neocortex. (c) 2005 Elsevier Ireland Ltd and the Japan Neuroscience Society. All rights reserved.

Morphine conditioned place preference depends on glucocorticoid receptors in both hippocampus and nucleus accumbens

Learned association between drugs of abuse and context is essential for the formation of drug conditioned place preference (CPP), which is believed to engage many brain regions including hippocampus, and nucleus accumbens (NAc). The underlying mechanisms

NR2B-containing N-methyl-D-aspartate subtype glutamate receptors regulate the acute stress effect on hippocampal long-term potentiation/long-term depression in vivo

Behavioral stress facilitates long-term depression but impairs long-term potentiation in the hippocampus. Recent evidence in vitro demonstrates that the NIR2B-containing N-methyl-D-aspartate subtype glutamate receptor antagonist Ro25-6981 prevents the beh

Opiate withdrawal induces dynamic-expressions of AMPA receptors and its regulatory molecule CaMKII alpha in hippocampal synapses

Adaptive changes in brain areas following drug withdrawal are believed to contribute to drug seeking and relapse. Cocaine withdrawal alters the expression of GluR1 and GluR2/3 subunits of alpha-amino-3-hydroxy-5-methylisoxazole-4-propionic acid (AMPA) rec

Sexual Behavior Modulates Contextual Fear Memory Through Dopamine D1/D5 Receptors

Traumatic events always lead to aversive emotional memory, i.e., fear memory. In contrast, positive events in daily life such as sex experiences seem to reduce aversive memory after aversive events. Thus, we hypothesized that post-traumatic pleasurable ex

Chronic Morphine Treatment Impaired Hippocampal Long-Term Potentiation and Spatial Memory via Accumulation of Extracellular Adenosine Acting on Adenosine A(1) Receptors

Chronic exposure to opiates impairs hippocampal long-term potentiation (LTP) and spatial memory, but the underlying mechanisms remain to be elucidated. Given the well known effects of adenosine, an important neuromodulator, on hippocampal neuronal excitability and synaptic plasticity, we investigated the potential effect of changes in adenosine concentrations on chronic morphine treatment-induced impairment of hippocampal CA1 LTP and spatial memory. We found that chronic treatment in mice with either increasing doses (20-100 mg/kg) of morphine for 7 d or equal daily dose (20 mg/kg) of morphine for 12 d led to a significant increase of hippocampal extracellular adenosine concentrations. Importantly, we found that accumulated adenosine contributed to the inhibition of the hippocampal CA1 LTP and impairment of spatial memory retrieval measured in the Morris water maze. Adenosine A(1) receptor antagonist 8-cyclopentyl-1,3-dipropylxanthine significantly reversed chronic morphine-induced impairment of hippocampal CA1 LTP and spatial memory. Likewise, adenosine deaminase, which converts adenosine into the inactive metabolite inosine, restored impaired hippocampal CA1 LTP. We further found that adenosine accumulation was attributable to the alteration of adenosine uptake but not adenosine metabolisms. Bidirectional nucleoside transporters (ENT2) appeared to play a key role in the reduction of adenosine uptake. Changes in PKC-alpha/beta activity were correlated with the attenuation of the ENT2 function in the short-term (2 h) but not in the long-term (7 d) period after the termination of morphine treatment. This study reveals a potential mechanism by which chronic exposure to morphine leads to impairment of both hippocampal LTP and spatial memory.

Immunolocalization and expression of vascular endothelial growth factor receptors (VEGFRs) and neuropilins (NRPs) on Keratinocytes in human epidermis

Vascular endothelial growth factor (VEGF) plays an important role in normal and pathological angiogenesis. VEGF receptors (VEGFRs, including VEGFR-1, VEGFR-2, and VEGFR-3) and neuropilins (NRPs, including NRP-1 and NRF-2) are high-affinity receptors for V