Moderate increase in histone acetylation activates the mouse mammary tumor virus promoter and remodels its nucleosome structure.

The mouse mammary tumor virus (MMTV) promoter is regulated by steroid hormones through a hormone-responsive region that is organized in a positioned nucleosome. Hormone induction leads to a structural change of this nucleosome which makes its DNA more sensitive to cleavage by DNase I and enables simultaneous binding of all relevant transcription factors. In cells carrying either episomal or chromosomally integrated MMTV promoters, moderate acetylation of core histones, generated by treatment with low concentrations of the histone deacetylase inhibitors sodium butyrate or trichostatin A, enhances transcription from the MMTV promoter in the absence of hormone and potentiates transactivation by either glucocorticoids or progestins. At higher concentrations, histone deacetylase inhibitors reduce basal and hormone induced MMTV transcription. Inducing inhibitor concentrations lead to the same type of nucleosomal DNase I hypersensitivity as hormone treatment, suggesting that moderate acetylation of core histone activates the MMTV promoter by mechanisms involving chromatin remodeling similar to that generated by the inducing hormones.

Nitric oxide synthase content of hypothalamic explants: increase by norepinephrine and inactivated by NO and cGMP.

Release of luteinizing hormone (LH)-releasing hormone (LHRH), the hypothalamic peptide that controls release of LH from the adenohypophysis, is controlled by NO. There is a rich plexus of nitric oxide synthase (NOS)-containing neurons and fibers in the lateral median eminence, intermingled with terminals of the LHRH neurons. To study relations between NOS and LHRH in this brain region, we measured NOS activity in incubated medial basal hypothalamus (MBH). NOS converts [14C]arginine to equimolar quantities of [14C]citrulline plus NO, which rapidly decomposes. The [14C]citrulline serves as an index of the NO produced. NOS basal activity was suppressed by incubation of the tissue with an inhibitor of NOS, nitroarginine methyl ester (NAME) (10(-5) M). Furthermore, incubation of MBH explants for 30 min with norepinephrine (NE) increased NOS activity and the increase was prevented by prazosine (10(-5) M), an alpha 1-adrenergic receptor blocker; however, direct addition of NE to the tissue homogenate or to a preparation of MBH synaptosomes did not alter enzyme activity, which suggested that NE increased the content of NOS during incubation with the tissue. After purification of NOS, the increase in enzyme content induced by NE was still measurable. This indicates that within 30 min NE increased the synthesis of NOS in vitro. Incubation of MBH or the MBH homogenate with various concentrations of sodium nitroprusside (NP), a releaser of NO, reduced NOS activity at high concentrations (> or = 0.9 mM), which were associated with either a reduction of stimulation or a plateau of LHRH release. Finally, incubation of either MBH or the homogenate with cGMP, a major mediatior of NO action, at concentrations that increased LHRH release also reduced NOS activity. These results indicate that NO at high concentrations can inactivate NOS and that cGMP can also inhibit the enzyme directly. Therefore, the increased NOS activity induced by activation of alpha 1 receptors by NE is inhibited by NO itself and a principal product of its activity, cGMP, providing negative feedback on NOS. In central nervous system (CNS) infections with high concentrations of inducible NOS produced by glial elements, the high concentrations of NO and cGMP produced may suppress LHRH release, resulting in decreased gonadotropin and gonadal steroid release.

Ergosteroids: induction of thermogenic enzymes in liver of rats treated with steroids derived from dehydroepiandrosterone.

Dehydroepiandrosterone (DHEA), an intermediate in the biosynthesis of testosterone and estrogens, exerts several physiological effects not involving the sex hormones. When fed to rats it induces the thermogenic enzymes mitochondrial sn-glycerol-3-phosphate dehydrogenase and cytosolic malic enzyme in their livers. Animals and humans, and their excised tissues, are known to hydroxylate DHEA at several positions and to interconvert 7 alpha-hydroxy-DHEA, 7 beta-hydroxy-DHEA, 7-oxo-DHEA, and the corresponding derivatives of androst-5-enediol. We report here that these 7-oxygenated derivatives are active inducers of these thermogenic enzymes in rats and that the 7-oxo derivatives are more active than the parent steroids. We postulate that the 7 alpha-hydroxy and 7-oxo derivatives are on a metabolic pathway from DHEA to more active steroid hormones. These 7-oxo steroids have potential as therapeutic agents because of their increased activity and because they are not convertible to either testosterone or estrogens.

Efficacy of Stanozolol on bone regeneration: in vitro and in vivo study

La ricerca di nuove strategie per la rigenerazione ossea rappresenta un focus di interesse centrale per migliorare la gestione di casi clinici complessi nell’ambito della chirurgia orale e maxillo-facciale. Uno degli approcci più utilizzati in tale contesto si basa sull’utilizzo di molecole con proprietà osteoinduttive e molte sostanze sono state fino ad oggi sperimentate. E’ noto in letteratura che gli androgeni svolgono un ruolo chiave nella regolazione della morfogenesi ossea e nel mantenimento della sua omeostasi durante il corso della vita. Questo lavoro di tesi nasce dall’ipotesi che la somministrazione locale di tali ormoni, eventualmente combinata a materiali da innesto, possa favorire la guarigione di difetti ossei. Stando a questa premessa, sono stati valutati gli effetti dello steroide sintetico Stanozololo sulla rigenerazione ossea in diversi settings sperimentali. La tesi è strutturata secondo un percorso che segue le fasi della ricerca, attraverso sperimentazioni in vitro e in vivo; ogni capitolo può essere approcciato come uno studio a sé stante, corrispondente ad una determinata tappa dell’iter sperimentale. Sulla base di questi intenti, viene fornito inizialmente un quadro d’insieme circa gli effetti degli androgeni sull’osso. A seguire, è presentata una sperimentazione in vitro nella linea cellulare SaOS-2. Infine, è proposta un’innovativa metodologia di analisi per lo studio della rigenerazione ossea nel modello di ratto, ove viene testata la somministrazione locale di Stanozololo combinato a materiale da innesto.

La riproduzione nei rettili: nuove prospettive e sviluppi futuri

L’allevamento in cattività dei rettili è in costante crescita negli ultimi anni e richiede conoscenze mediche sempre più specialistiche per far fronte ai numerosi problemi legati a questi animali. Il corretto approccio medico prevede una profonda conoscenza delle specie prese in esame dal momento che la maggior parte delle problematiche riproduttive di questi animali sono legate ad una non corretta gestione dei riproduttori. L’apparato riproduttore dei rettili è estremamente vario a seconda delle specie prese in considerazione. Sauri ed ofidi possiedono due organi copulatori denominati emipeni e posizionati alla base della coda caudalmente alla cloaca che vengono estroflessi alternativamente durante l’accoppiamento per veicolare lo spera all’interno della cloaca della femmina. In questi animali il segmento posteriore renale è chiamato segmento sessuale, perché contribuisce alla formazione del fluido seminale. Tale porzione, durante la stagione dell’accoppiamento, diventa più voluminosa e cambia drasticamente colore, tanto che può essere confusa con una manifestazione patologica. I cheloni al contrario possiedono un unico pene che non viene coinvolto nella minzione. In questi animali. I testicoli sono due e sono situati all’interno della cavità celomatica in posizione cranioventrale rispetto ai reni. I testicoli possono variare notevolmente sia come forma che come dimensione a seconda del periodo dell’anno. Il ciclo estrale dei rettili è regolato, come pure nei mammiferi, dagli ormoni steroidei. La variazione di questi ormoni a livello ematico è stata studiato da diversi autori con il risultato di aver dimostrato come la variazione dei dosaggi degli stessi determini l’alternanza delle varie fasi del ciclo riproduttivo. La relazione tra presenza di uova (anche placentari) ed alti livelli di progesterone suggerisce che questo ormone gioca un ruolo importante nelle riproduzione delle specie ovipare per esempio stimolando la vascolarizzazione degli ovidutti durante i tre mesi in cui si ha lo sviluppo delle uova. Il 17-beta estradiolo è stato descritto come un ormone vitellogenico grazie alla sua capacità di promuovere lo sviluppo dei follicoli e la formazione di strati protettivi dell’uovo. L’aumento del livello di estradiolo osservato esclusivamente nelle femmine in fase vitellogenica è direttamente responsabile della mobilizzazione delle riserve materne in questa fase del ciclo. Va sottolineato come il progesterone sia in effetti un antagonista dell’estradiolo, riducendo la vitellogenesi e intensificando gli scambi materno fetali a livello di ovidutto. Le prostaglandine (PG) costituiscono un gruppo di molecole di origine lipidica biologicamente attive, sintetizzate sotto varie forme chimiche. Sono noti numerosi gruppi di prostaglandine ed è risputo che pesci, anfibi, rettili e mammiferi sintetizzano una o più prostaglandine partendo da acidi grassi precursori. Queste sostanze anche nei rettili agiscono sulla mucosa dell’utero aumentandone le contrazioni e sui corpi lutei determinandone la lisi. La maturità sessuale dei rettili, dipende principalmente dalla taglia piuttosto che dall’età effettiva dell’animale. In cattività, l’alimentazione e le cure dell’allevatore, possono giocare un ruolo fondamentale nel raggiungimento della taglia necessaria all’animale per maturare sessualmente. Spesso, un animale d’allevamento raggiunge prima la maturità sessuale rispetto ai suoi simili in natura. La maggior parte dei rettili sono ovipari, ovvero depongono uova con guscio sulla sabbia o in nidi creati appositamente. La condizione di ovoviviparità è riscontrabile in alcuni rettili. Le uova, in questo caso, vengono ritenute all’interno del corpo, fino alla nascita della progenie. Questa può essere considerata una strategia evolutiva di alcuni animali, che in condizioni climatiche favorevoli effettuano l’ovo deposizione, ma se il clima non lo permette, ritengono le uova fino alla nascita della prole. Alcuni serpenti e lucertole sono vivipari, ciò significa che l’embrione si sviluppa all’interno del corpo dell’animale e che è presente una placenta. I piccoli fuoriescono dal corpo dell’animale vivi e reattivi. La partenogenesi è una modalità di riproduzione asessuata, in cui si ha lo sviluppo dell’uovo senza che sia avvenuta la fecondazione. Trenta specie di lucertole e alcuni serpenti possono riprodursi con questo metodo. Cnemidophorus uniparens, C. velox e C. teselatus alternano la partenogenesi a una riproduzione sessuata, a seconda della disponibilità del maschio. La maggior parte dei rettili non mostra alcuna cura materna per le uova o per i piccoli che vengono abbandonati al momento della nascita. Esistono tuttavia eccezioni a questa regola generale infatti alcune specie di pitoni covano le uova fino al momento della schiusa proteggendole dai predatori e garantendo la giusta temperatura e umidità. Comportamenti di guardia al nido sono poi stati documentati in numerosi rettili, sia cheloni che sauri che ofidi. Nella maggior parte delle tartarughe, la riproduzione è legata alla stagione. Condizioni favorevoli, possono essere la stagione primaverile nelle zone temperate o la stagione umida nelle aree tropicali. In cattività, per riprodurre queste condizioni, è necessario fornire, dopo un periodo di ibernazione, un aumento del fotoperiodo e della temperatura. L’ atteggiamento del maschio durante il corteggiamento è di notevole aggressività, sia nei confronti degli altri maschi, con i quali combatte copiosamente, colpendoli con la corazza e cercando di rovesciare sul dorso l’avversario, sia nei confronti della femmina. Infatti prima della copulazione, il maschio insegue la femmina, la sperona, la morde alla testa e alle zampe e infine la immobilizza contro un ostacolo. Il comportamento durante la gravidanza è facilmente riconoscibile. La femmina tende ad essere molto agitata, è aggressiva nei confronti delle altre femmine e inizia a scavare buche due settimane prima della deposizione. La femmina gravida costruisce il nido in diverse ore. Scava, con gli arti anteriori, buche nel terreno e vi depone le uova, ricoprendole di terriccio e foglie con gli arti posteriori. A volte, le tartarughe possono trattenere le uova, arrestando lo sviluppo embrionale della prole per anni quando non trovano le condizioni adatte a nidificare. Lo sperma, inoltre, può essere immagazzinato nell’ovidotto fino a sei anni, quindi la deposizione di uova fertilizzate può verificarsi senza che sia avvenuto l’accoppiamento durante quel ciclo riproduttivo. I comportamenti riproduttivi di tutte le specie di lucertole dipendono principalmente dalla variazione stagionale, correlata al cambiamento di temperatura e del fotoperiodo. Per questo, se si vuole far riprodurre questi animali in cattività, è necessario valutare per ogni specie una temperatura e un’illuminazione adeguata. Durante il periodo riproduttivo, un atteggiamento caratteristico di diverse specie di lucertole è quello di riprodurre particolari danze e movimenti ritmici della testa. In alcune specie, possiamo notare il gesto di estendere e retrarre il gozzo per mettere in evidenza la sua brillante colorazione e richiamare l’attenzione della femmina. L’aggressività dei maschi, durante la stagione dell’accoppiamento, è molto evidente, in alcuni casi però, anche le femmine tendono ad essere aggressive nei confronti delle altre femmine, specialmente durante l’ovo deposizione. La fertilizzazione è interna e durante la copulazione, gli spermatozoi sono depositati nella porzione anteriore della cloaca femminile, si spostano successivamente verso l’alto, dirigendosi nell’ovidotto, in circa 24-48 ore; qui, fertilizzano le uova che sono rilasciate nell’ovidotto dall’ovario. Negli ofidi il corteggiamento è molto importante e i comportamenti durante questa fase possono essere diversi da specie a specie. I feromoni specie specifici giocano un ruolo fondamentale nell’attrazione del partner, in particolar modo in colubridi e crotalidi. La femmina di queste specie emette una traccia odorifera, percepita e seguita dal maschio. Prima dell’accoppiamento, inoltre, il maschio si avvicina alla femmina e con la sua lingua bifida o con il mento, ne percorre tutto il corpo per captare i feromoni. Dopo tale comportamento, avviene la copulazione vera e propria con la apposizione delle cloache; gli emipeni vengono utilizzati alternativamente e volontariamente dal maschio. Durante l’ovulazione, il serpente aumenterà di volume nella sua metà posteriore e contrazioni muscolari favoriranno lo spostamento delle uova negli ovidotti. In generale, se l’animale è oviparo, avverrà una muta precedente alla ovo deposizione, che avviene prevalentemente di notte. Gli spermatozoi dei rettili sono morfologicamente simili a quelli di forme superiori di invertebrati. La fecondazione delle uova, da parte di spermatozoi immagazzinati nel tratto riproduttivo femminile, è solitamente possibile anche dopo mesi o perfino anni dall’accoppiamento. La ritenzione dei gameti maschili vitali è detta amphigonia retardata e si ritiene che questa caratteristica offra molti benefici per la sopravvivenza delle specie essendo un adattamento molto utile alle condizioni ambientali quando c’è una relativa scarsità di maschi conspecifici disponibili. Nell’allevamento dei rettili in cattività un accurato monitoraggio dei riproduttori presenta una duplice importanza. Permette di sopperire ad eventuali errori di management nel caso di mancata fertilizzazione e inoltre permette di capire quale sia il grado di sviluppo del prodotto del concepimento e quindi di stabilire quale sia il giorno previsto per la deposizione. Le moderne tecniche di monitoraggio e l’esperienza acquisita in questi ultimi anni permettono inoltre di valutare in modo preciso lo sviluppo follicolare e quindi di stabilire quale sia il periodo migliore per l’accoppiamento. Il dimorfismo sessuale nei serpenti è raro e anche quando presente è poco evidente. Solitamente nei maschi, la coda risulta essere più larga rispetto a quella della femmina in quanto nel segmento post-cloacale vi sono alloggiati gli emipeni. Il maschio inoltre, è generalmente più piccolo della femmina a parità di età. Molti cheloni sono sessualmente dimorfici sebbene i caratteri sessuali secondari siano poco apprezzabili nei soggetti giovani e diventino più evidenti dopo la pubertà. In alcune specie si deve aspettare per più di 10 anni prima che il dimorfismo sia evidente. Le tartarughe di sesso maschile tendono ad avere un pene di grosse dimensioni che può essere estroflesso in caso di situazioni particolarmente stressanti. I maschi sessualmente maturi di molte specie di tartarughe inoltre tendono ad avere una coda più lunga e più spessa rispetto alle femmine di pari dimensioni e la distanza tra il margine caudale del piastrone e l’apertura cloacale è maggiore rispetto alle femmine. Sebbene la determinazione del sesso sia spesso difficile nei soggetti giovani molti sauri adulti hanno dimorfismo sessuale evidente. Nonostante tutto comunque anche tra i sauri esistono molte specie come per esempio Tiliqua scincoides, Tiliqua intermedia, Gerrhosaurus major e Pogona vitticeps che anche in età adulta non mostrano alcun carattere sessuale secondario evidente rendendone molto difficile il riconoscimento del sesso. Per garantire un riconoscimento del sesso degli animali sono state messe a punto diverse tecniche di sessaggio che variano a seconda della specie presa in esame. L’eversione manuale degli emipeni è la più comune metodica utilizzata per il sessaggio dei giovani ofidi ed in particolare dei colubridi. I limiti di questa tecnica sono legati al fatto che può essere considerata attendibile al 100% solo nel caso di maschi riconosciuti positivi. L’eversione idrostatica degli emipeni esattamente come l’eversione manuale degli emipeni si basa sull’estroflessione di questi organi dalla base della coda, pertanto può essere utilizzata solo negli ofidi e in alcuni sauri. La procedura prevede l’iniezione di fluido sterile (preferibilmente soluzione salina isotonica) nella coda caudalmente all’eventuale posizione degli emipeni. Questa tecnica deve essere eseguita solo in casi eccezionali in quanto non è scevra da rischi. L’utilizzo di sonde cloacali è il principale metodo di sessaggio per gli ofidi adulti e per i sauri di grosse dimensioni. Per questa metodica si utilizzano sonde metalliche dello spessore adeguato al paziente e con punta smussa. Nei soggetti di genere maschile la sonda penetra agevolmente al contrario di quello che accade nelle femmine. Anche gli esami radiografici possono rendersi utili per il sessaggio di alcune specie di Varani (Varanus achanturus, V. komodoensis, V. olivaceus, V. gouldi, V. salvadorii ecc.) in quanto questi animali possiedono zone di mineralizzazione dei tessuti molli (“hemibacula”) che possono essere facilmente individuate nei maschi. Diversi studi riportano come il rapporto tra estradiolo e androgeni nel plasma o nel liquido amniotico sia un possibile metodo per identificare il genere sessuale delle tartarughe. Per effettuare il dosaggio ormonale, è necessario prelevare un campione di sangue di almeno 1 ml ad animale aspetto che rende praticamente impossibile utilizzare questo metodo di sessaggio nelle tartarughe molto piccole e nei neonati. L’ecografia, volta al ritrovamento degli emipeni, sembra essere un metodo molto preciso, per la determinazione del sesso nei serpenti. Uno studio compiuto presso il dipartimento di Scienze Medico Veterinarie dell’Università di Parma, ha dimostrato come questo metodo abbia una sensibilità, una specificità e un valore predittivo positivo e negativo pari al 100%. La radiografia con mezzo di contrasto e la tomografia computerizzata possono essere utilizzate nel sessaggio dei sauri, con buoni risultati. Uno studio, compiuto dal dipartimento di Scienze Medico Veterinarie, dell’Università di Parma, ha voluto mettere a confronto diverse tecniche di sessaggio nei sauri, tra cui l’ecografia, la radiografia con e senza mezzo di contrasto e la tomografia computerizzata con e senza mezzo di contrasto. I risultati ottenuti, hanno dimostrato come l’ecografia non sia il mezzo più affidabile per il riconoscimento degli emipeni e quindi del sesso dell’animale, mentre la radiografia e la tomografia computerizza con mezzo di contrasto siano tecniche affidabili e accurate in queste specie. Un metodo valido e facilmente realizzabile per il sessaggio dei cheloni anche prepuberi è la cistoscopia. In un recente studio la cistoscopia è stata effettuata su quindici cheloni deceduti e venticinque cheloni vivi, anestetizzati. In generale, questo metodo si è dimostrato non invasivo per le tartarughe, facilmente ripetibile in diversi tipi di tartarughe e di breve durata. Tra le principali patologie riproduttive dei rettili le distocie sono sicuramente quelle che presentano una maggior frequenza. Quando si parla di distocia nei rettili, si intendono tutte quelle situazioni in cui si ha una mancata espulsione e deposizione del prodotto del concepimento entro tempi fisiologici. Questa patologia è complessa e può dipendere da diverse cause. Inoltre può sfociare in malattie sistemiche a volte molto severe. Le distocie possono essere classificate in ostruttive e non ostruttive in base alle cause. Si parla di distocia ostruttiva quando si verificano delle condizioni per cui viene impedito il corretto passaggio delle uova lungo il tratto riproduttivo (Fig.13). Le cause possono dipendere dalla madre o dalle caratteristiche delle uova. Nel caso di distocia non ostruttiva le uova rinvenute sono solitamente di dimensioni normali e la conformazione anatomica della madre è fisiologica. L’eziologia è da ricercare in difetti comportamentali, ambientali e patologici. Non esistono sintomi specifici e patognomonici di distocia. La malattia diviene evidente e conclamata solamente in presenza di complicazioni. Gli approcci terapeutici possibili sono vari a seconda della specie animale e della situazione. Fornire un’area adeguata per la nidiata: se la distocia non è ostruttiva si può cercare di incoraggiare l’animale a deporre autonomamente le uova creando un idoneo luogo di deposizione. Il trattamento medico prevede la stimolazione della deposizione delle uova ritenute mediante l’induzione con ossitocina. L’ossitocina viene somministrata alle dosi di 1/3 UI/kg per via intramuscolare. Uno studio condotto presso l’Università veterinaria di Parma ha comparato le somministrazioni di ossitocina per via intramuscolare e per via intravenosa, confrontando le tempistiche con le quali incominciano le contrazioni e avviene la completa ovodeposizione e dimostrando come per via intravenosa sia possibile somministrare dosi più basse rispetto a quelle riportate solitamente in letteratura ottenendo comunque un ottimo risultato. Nel caso in cui il trattamento farmacologico dovesse fallire o non fosse attuabile, oppure in casi di distocia ostruttiva è possibile ricorrere alla chirurgia. Per stasi follicolare si intende la incapacità di produrre sufficiente quantità di progesterone da corpi lutei perfettamente funzionanti. Come per la distocia, l’eziologia della stasi follicolare è variegata e molto ampia: le cause possono essere sia ambientali che patologiche. La diagnosi clinica viene fatta essenzialmente per esclusione. Come per la distocia, anche in questo caso l’anamnesi e la raccolta del maggior quantitativo di informazioni è fondamentale per indirizzarsi verso il riconoscimento della patologia. Per prolasso si intende la fuoriuscita di un organo attraverso un orifizio del corpo. Nei rettili, diversi organi possono prolassare attraverso la cloaca: la porzione terminale dell’apparato gastroenterico, la vescica urinaria, il pene nel maschio (cheloni) e gli ovidutti nella femmina. In sauri e ofidi gli emipeni possono prolassare dalle rispettive tasche in seguito ad eccesiva attività sessuale97. La corretta identificazione del viscere prolassato è estremamente importante e deve essere effettuata prima di decidere qualsiasi tipologia di trattamento ed intervento. Nei casi acuti e non complicati è possibile la riduzione manuale dell’organo, dopo un accurato lavaggio e attenta pulizia. Se questo non dovesse essere possibile, l’utilizzo di lubrificanti e pomate antibiotiche garantisce all’organo una protezione efficiente. Nel caso in cui non si sia potuto intervenire celermente e l’organo sia andato incontro a infezione e congestione venosa prolungata con conseguente necrosi, l’unica soluzione è l’amputazione

Estudo do potencial imunomodulador de Dehidroepiandrosterona (DHEA) na inflamação intestinal experimental

As Doenças inflamatórias intestinais (DII) são multifatoriais e sua etiologia envolve susceptibilidade genética, fatores ambientais, disbiose e ativação exacerbada do sistema imunológico no intestino. Essas doenças também tem sido relacionadas a baixos níveis de dehidroepiandrosterona (DHEA), um hormônio precursor de diversos esteroides e relacionado à modulação das respostas imunes. Porém, os mecanismos precisos que relacionam as ações deste hormônio com a proteção ou susceptibilidade à doença de Crohn ou colite ulcerativa ainda não são totalmente conhecidos. Sendo assim, este projeto buscou entender o papel imunomodulador do DHEA exógeno in vitro e in vivo durante a inflamação intestinal experimental induzida por dextran sulfato de sódio (DSS) em camundongos C57BL/6. Inicialmente, in vitro, DHEA inibiu a proliferação de células do baço de forma dose dependente nas concentrações de 5?M, 50?M ou 100?M, com diminuição da produção de IFN-?. Este hormônio não foi tóxico para células de linhagem mieloide, embora tenha causado necrose em leucócitos nas doses mais elevada (50 ?M e 100?M), o que pode ter influenciado a diminuição das citocinas in vitro. Nos ensaios in vivo, os camundongos tratados com DHEA (40 mg/Kg) foram avaliados na fase de indução da doença (dia 6) e durante o reparo tecidual, quando os animais expostos ao DSS e ao DHEA por 9 dias foram mantidos na ausência destas drogas até o dia 15. Houve diminuição do escore pós-morte, melhora no peso e nos sinais clínicos da inflamação intestinal, com redução de monócitos no sangue periférico com 6 dias e aumento de neutrófilos circulantes na fase de reparo tecidual (15 dias). Ainda, a suplementação com DHEA levou à redução da celularidade da lâmina própria (LP) e ao restabelecimento do comprimento normal do intestino. O uso deste hormônio também diminuiu a expressão do RNAm de IL-6 e TGF-?, enquanto aumentou a expressão de IL-13 no colón dos animais durante a fase de indução da doença, o que provavelmente ajudou na atenuação da inflamação intestinal. Além disso, houve acúmulo de linfócitos CD4+ e CD8+ no baço e diminuição apenas de linfócitos CD4+ nos linfonodos mesentéricos (LNM), indicando retenção das células CD4+ no baço após uso do DHEA. O tratamento foi também capaz de aumentar a frequência de células CD4 produtoras de IL-4 e diminuir CD4+IFN-?+ no baço, além de reduzir a frequência de CD4+IL-17+ nos LNM, sugerindo efeito do DHEA no balanço das respostas Th1/Th2/Th17 relacionadas à colite. Em adição, as células de baço dos animais tratados com DHEA e expostos ao DSS se tornaram hiporresponsivas, como visto pela diminuição da proliferação após re-estímulos in vitro. Finalmente, DHEA foi capaz de atuar no metabolismo dos camundongos tratados, levando à diminuição de colesterol total e da fração LDL no soro durante a fase de indução da doença, sem gerar quaisquer disfunções hepáticas. Com isso, podemos concluir que o DHEA atua por meio do balanço das respostas imunes exacerbadas, minimizando os danos locais e sistêmicos causados pela inflamação intestinal induzida por DSS.

The estrogen receptor 1 G594A polymorphism is associated with migraine susceptibility in two independent case/control groups

Migraine is a painful and debilitating disorder with a significant genetic component. Steroid hormones, in particular estrogen, have long been considered to play a role in migraine, as variations in hormone levels are associated with migraine onset in many sufferers of the disorder. Steroid hormones mediate their activity via hormone receptors, which have a wide tissue distribution. Estrogen receptors have been localized to the brain in regions considered to be involved in migraine pathogenesis. Hence it is possible that genetic variation in the estrogen receptor gene may play a role in migraine susceptibility. This study thus examined the estrogen receptor 1 (ESRalpha) gene for a potential role in migraine pathogenesis and susceptibility. A population-based cohort of 224 migraine sufferers and 224 matched controls were genotyped for the G594A polymorphism located in exon 8 of the ESR1 gene. Statistical analysis indicated a significant difference between migraineurs and non-migraineurs in both the allele frequencies (P=0.003) and genotype distributions (P=0.008) in this sample. An independent follow-up study was then undertaken using this marker in an additional population-based cohort of 260 migraine sufferers and 260 matched controls. This resulted in a significant association between the two groups with regard to allele frequencies (P=8x10(-6)) and genotype distributions (P=4x10(-5)). Our findings support the hypothesis that genetic variation in hormone receptors, in particular the ESR1 gene, may play a role in migraine.

Electrolyte transport in the mammalian colon: mechanisms and implications for disease Kunzelmann and Marcus Mall

Electrolyte Transport in the Mammalian Colon: Mechanisms and Implications for Disease. Physiol. Rev. 82: 245-289, 2002.The colonic epithelium has both absorptive and secretory functions. The transport is characterized by a net absorption of NaCl, short-chain fatty acids (SCFA), and water, allowing extrusion of a feces with very little water and salt content. In addition, the epithelium does secret mucus, bicarbonate, and KCl. Polarized distribution of transport proteins in both luminal and basolateral membranes enables efficient salt transport in both directions, probably even within an individual cell. Meanwhile, most of the participating transport proteins have been identified, and their function has been studied in detail. Absorption of NaCl is a rather steady process that is controlled by steroid hormones regulating the expression of epithelial Na+ channels (ENaC), the Na+-K+-ATPase, and additional modulating factors such as the serum- and glucocorticoid-regulated kinase SGK. Acute regulation of absorption may occur by a Na+ feedback mechanism and the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR). Cl- secretion in the adult colon relies on luminal CFTR, which is a cAMP-regulated Cl- channel and a regulator of other transport proteins. As a consequence, mutations in CFTR result in both impaired Cl- secretion and enhanced Na+ absorption in the colon of cystic fibrosis (CF) patients. Ca2+- and cAMP-activated basolateral K+ channels support both secretion and absorption of electrolytes and work in concert with additional regulatory proteins, which determine their functional and pharmacological profile. Knowledge of the mechanisms of electrolyte transport in the colon enables the development of new strategies for the treatment of CF and secretory diarrhea. It will also lead to a better understanding of the pathophysiological events during inflammatory bowel disease and development of colonic carcinoma.

Neuroendocrine control of a dynamic communication signal

Multiple physiological systems regulate the electric communication signal of the weakly electric gymnotiform fish, Brachyhypopomus pinnicaudatus. Fish were injected with neuroendocrine probes which identified pharmacologically relevant serotonin (5-HT) receptors similar to the mammalian 5-HT1AR and 5-HT2AR. Peptide hormones of the hypothalamic-pituitary-adrenal/interrenal axis also augment the electric waveform. These results indicate that the central serotonergic system interacts with the hypothalamic-pituitary-interrenal system to regulate communication signals in this species. The same neuroendocrine probes were tested in females before and after introducing androgens to examine the relationship between sex steroid hormones, the serotonergic system, melanocortin peptides, and EOD modulations. Androgens caused an increase in female B. pinnicaudatus responsiveness to other pharmacological challenges, particularly to the melanocortin peptide adrenocorticotropic hormone (ACTH). A forced social challenge paradigm was administered to determine if androgens are responsible for controlling the signal modulations these fish exhibit when they encounter conspecifics. Males and females responded similarly to this social challenge construct, however introducing androgens caused implanted females to produce more exaggerated responses. These results confirm that androgens enhance an individual's capacity to produce an exaggerated response to challenge, however another unidentified factor appears to regulate sex-specific behaviors in this species. These results suggest that the rapid electric waveform modulations B. pinnicaudatus produces in response to conspecifics are situation-specific and controlled by activation of different serotonin receptor types and the subsequent effect on release of pituitary hormones.

The effect of male -male competition and its underlying regulatory mechanisms on the electric signal of the gymnotiform fish Brachyhypopomus gauderio

Sexually-selected communication signals can be used by competing males to settle contests without incurring the costs of fighting. The ability to dynamically regulate the signal in a context-dependent manner can further minimize the costs of male aggressive interactions. Such is the case in the gymnotiform fish Brachyhypopomus gauderio, which, by coupling its electric organ discharge (EOD) waveform to endocrine systems with circadian, seasonal, and behavioral drivers, can regulate its signal to derive the greatest reproductive benefit. My dissertation research examined the functional role of the EOD plasticity observed in male B. gauderio and the physiological mechanisms that regulate the enhanced male EOD. To evaluate whether social competition drives the EOD changes observed during male-male interactions, I manipulated the number of males in breeding groups to create conditions that exemplified low and high competition and measured their EOD and steroid hormone levels. My results showed that social competition drives the enhancement of the EOD amplitude of male B. gauderio. In addition, changes in the EOD of males due to changes in their social environment were paralleled by changes in the levels of androgens and cortisol. I also examined the relationship between body size asymmetry, EOD waveform parameters, and aggressive physical behaviors during male-male interactions in B. gauderio, in order to understand more fully the role of EOD waveforms as reliable signals. While body size was the best determinant of dominance in male B. gauderio, EOD amplitude reliably predicted body condition, a composite of length and weight, for fish in good body condition. To further characterize the mechanisms underlying the relationship between male-male interactions and EOD plasticity, I identified the expression of the serotonin receptor 1A, a key player in the regulation of aggressive behavior, in the brains of B. gauderio. I also identified putative regulatory regions in this receptor in B. gauderio and other teleost fish, highlighting the presence of additional plasticity. In conclusion, male-male competition seems to be a strong selective driver in the evolution of the male EOD plasticity in B. gauderio via the regulatory control of steroid hormones and the serotonergic system.

Intracellular Signaling and Trafficking in Cancer: Role of Rab5-GTPase in Migration and Invasion of Breast Cells

Metastasis is characterized pathologically by uncontrolled cell invasion, proliferation, migration and angiogenesis. Steroid hormones, such as estrogen, and growth factors, which include insulin growth factor I/II (IGF-1/IGF-2) therapy has been associated with most if not all of the features of metastasis. It has been determined that IGF-1 increases cell survival of cancer cells and potentiate the effect of E2 and other ligand growth factors on breast cancer cells. However not much information is available that comprehensively expounds on the roles of insulin growth factor receptor (IGFR) and Rab GTPases may play in breast cancer. The latter, Rab GTPases, are small signaling molecules and critical in the regulation of many cellular processes including cell migration, growth via the endocytic pathway. This research involves the role of Rab GTPases, specifically Rab5 and its guanine exchange factors (GEFs), in the promotion of cancer cell migration and invasion. Two important questions abound: Are IGFR stimulation and downstream effect involved the endocytic pathway in carcinogenesis? What role does Rab5 play in cell migration and invasion of cancer cells? The hypothesis is that growth factor signaling is dependent on Rab5 activity in mediating the aggressiveness of cancer cells. The goal is to demonstrate that IGF-1 signaling is dependent on Rab5 function in breast cancer progression. Here, the results thus far, have shown that while activation of Rab5 may mediate increased cell proliferation, migration and invasion in breast cancer cells, the Rab5 GEF, RIN1 interacts with the IGFR thereby facilitating migration and invasion activities in breast cells. Furthermore, endocytosis of the IGFR in breast cancer cells seems to be caveolin dependent as the data has shown. This taken together, the data shows that IGF-1 signaling in breast cancer cells relies on IGF-1R phosphorylation, caveolae internalization and sequestration to the early endosome RIN1 function and Rab5 activation.

The Effect of male-male competition and its Underlying Regulatory Mechanisms on the Electric Signal of the Gymnotiform fish Brachyhypopomus gauderio

Sexually-selected communication signals can be used by competing males to settle contests without incurring the costs of fighting. The ability to dynamically regulate the signal in a context-dependent manner can further minimize the costs of male aggressive interactions. Such is the case in the gymnotiform fish Brachyhypopomus gauderio, which, by coupling its electric organ discharge (EOD) waveform to endocrine systems with circadian, seasonal, and behavioral drivers, can regulate its signal to derive the greatest reproductive benefit. My dissertation research examined the functional role of the EOD plasticity observed in male B. gauderio and the physiological mechanisms that regulate the enhanced male EOD. To evaluate whether social competition drives the EOD changes observed during male-male interactions, I manipulated the number of males in breeding groups to create conditions that exemplified low and high competition and measured their EOD and steroid hormone levels. My results showed that social competition drives the enhancement of the EOD amplitude of male B. gauderio. In addition, changes in the EOD of males due to changes in their social environment were paralleled by changes in the levels of androgens and cortisol. I also examined the relationship between body size asymmetry, EOD waveform parameters, and aggressive physical behaviors during male-male interactions in B. gauderio, in order to understand more fully the role of EOD waveforms as reliable signals. While body size was the best determinant of dominance in male B. gauderio, EOD amplitude reliably predicted body condition, a composite of length and weight, for fish in good body condition. To further characterize the mechanisms underlying the relationship between male-male interactions and EOD plasticity, I identified the expression of the serotonin receptor 1A, a key player in the regulation of aggressive behavior, in the brains of B. gauderio. I also identified putative regulatory regions in this receptor in B. gauderio and other teleost fish, highlighting the presence of additional plasticity. In conclusion, male-male competition seems to be a strong selective driver in the evolution of the male EOD plasticity in B. gauderio via the regulatory control of steroid hormones and the serotonergic system.

Neuroendocrine control of a dynamic communication signal

Multiple physiological systems regulate the electric communication signal of the weakly electric gymnotiform fish, Brachyhypopomuspinnicaudatus. Fish were injected with neuroendocrine probes which identified pharmacologically relevant serotonin (5-HT) receptors similar to the mammalian 5-HT1AR and 5-HT2AR. Peptide hormones of the hypothalamic-pituitary-adrenal/interrenal axis also augment the electric waveform. These results indicate that the central serotonergic system interacts with the hypothalamic-pituitaryinterrenal system to regulate communication signals in this species. The same neuroendocrine probes were tested in females before and after introducing androgens to examine the relationship between sex steroid hormones, the serotonergic system, melanocortin peptides, and EOD modulations. Androgens caused an increase in female B. pinnicaudatus responsiveness to other pharmacological challenges, particularly to the melanocortin peptide adrenocorticotropic hormone (ACTH). A forced social challenge paradigm was administered to determine if androgens are responsible for controlling the signal modulations these fish exhibit when they encounter conspecifics. Males and females responded similarly to this social challenge construct, however introducing androgens caused implanted females to produce more exaggerated responses. These results confirm that androgens enhance an individual's capacity to produce an exaggerated response to challenge, however another unidentified factor appears to regulate sex-specific behaviors in this species. These results suggest that the rapid electric waveform modulations B. pinnicaudatus produces in response to conspecifics are situation-specific and controlled by activation of different serotonin receptor types and the subsequent effect on release of pituitary hormones.

Analysis of the role of the transcription factor C/EBPβ in controlling uterine functions during early pregnancy

Embryo implantation into the endometrium is a complex biological process involving the integration of steroid hormone signaling, endometrial tissue remodeling and maternal- fetal communications. A successful pregnancy is the outcome of the timely integration of these events during the early stages of implantation. The involvement of ovarian steroid hormones, estrogen (E) and progesterone (P), acting through their cognate receptors, is essential for uterine functions during pregnancy. The molecular mechanisms that control the process of implantation are undergoing active exploration. Through our recent efforts, we identified the transcription factor, CCAAT Enhancer Binding Protein Beta (C/EBPb) as a prominent target of estrogen and progesterone signaling in the uterus. The development of a C/EBPb-null mouse model, which is infertile, presented us with an opportunity to analyze the role of this molecule in uterine function. We discovered that C/EBPb functions in two distinct manners: (i) by acting as a mediator of E-induced proliferation of the uterine epithelium and (ii) by controlling uterine stromal cell differentiation, a process known as decidualization, during pregnancy. My studies have delineated important mechanisms by which E regulates C/EBPb expression to induce DNA replication and prevent apoptosis of uterine epithelial cells during E-induced epithelial growth. In subsequent studies, I analyzed the role of C/EBPb in decidualization and uncovered a unique mechanism by which C/EBPb regulates the synthesis of a unique laminin-containing extracellular matrix (ECM) that supports stromal cell differentiation and embryo invasion. In order to better define the role of laminin in implantation, we developed a laminin gamma 1-conditional knockout mouse model. This is currently an area of ongoing investigation. The information gained from our analysis of C/EBPb function in the uterus provides new insights into the mechanisms of steroid hormone action during early pregnancy. Ultimately, our findings may aid in the understanding of dysregulation of hormone-controlled pathways that underlie early pregnancy loss and infertility in women.

Identificação e expressão de genes relacionados à via esteroidogênica e resposta antioxidante após a exposição à Atrazina em Poecilia vivipara (Poeciliidae, Cyprinodontiformes)

O herbicida Atrazina (ATR) é um agrotóxico utilizado há cerca de 50 anos, responsável pelo controle seletivo de plantas daninhas em cultivo de arroz, milho e cana-de-açúcar, principalmente. Estudos recentes apontam diversos efeitos desse herbicida em invertebrados e vertebrados, através da contaminação do solo, bem como da lixiviação para os ecossistemas aquáticos. Foi demonstrado que a ATR é um desregulador endócrino, além de causar efeitos como estresse oxidativo, imunotoxicidade e distúrbios no metabolismo energético. No presente estudo, a espécie nativa Poecilia vivipara foi utilizada como modelo experimental para identificar e analisar a expressão de genes atuantes na via esteroidogênica (StAR e Cyp19a1) e genes atuantes no sistema de defesa antioxidante enzimático (SOD-1 e CAT), frente a exposição à diferentes concentrações de ATR. Sequências parciais dos genes-alvo foram obtidas e comparadas com sequências disponíveis de espécies próximas. Foram analisadas a expressão órgãoespecífica para cada um dos genes isolados, bem como a expressão dos genes frente à exposição ao herbicida atrazina. Os animais foram expostos a ATR em concentrações de 2, 10 e 100 µg/L e a expressão dos genes em gônadas e fígado desses animais foram analisadas em 24 e 96 horas de exposição. As sequências obtidas dos genes StAR, Cyp19a1, SOD-1 e CAT apresentaram 821, 80, 954, 350 pares de bases respectivamente, com identidades que variam de 86 a 100% com espécies filogeneticamente próximas a P. vivipara. Os animais apresentaram uma maior expressão dos genes StAR e Cyp19a1 nas gônadas e no fígado, enquanto a menor expressão se mostrou em órgãos como intestino e baço. Já os genes SOD e CAT apresentaram uma maior expressão no fígado, e menor expressão no intestino. Em relação à expressão gênica frente à exposição à ATR, os resultados apontaram para uma indução dos genes StAR, SOD e CAT em 24 horas, nas gônadas e no fígado, enquanto 8 que a expressão do gene Cyp19a1 foi aumentada apenas após 96 horas de exposição. Foi demonstrado que o herbicida ATR, mesmo em baixas concentrações, é capaz de desregular a expressão de genes que codificam tanto para proteínas componentes da via de síntese de hormônios esteróides, quanto para enzimas atuantes na resposta antioxidante celular de P. vivipara.