Histamine H3 receptor-mediated inhibition of sympathetically evoked mydriasis in rats

This study was designed to determine if the histamine H3 receptor agonist R-alpha-methylhistamine would play a role in modulation of sympathetically evoked mydriasis in anesthetized rats, and if so, to ascertain the specific receptor subtype(s) involved. Reproducible frequency-response curves of pupillary dilation were generated by stimulation of the cervical preganglionic sympathetic nerve (1-32 Hz). Systemic administration of R-alpha-methylhistamine (0.3-3.0 mg kg(-1)) produced a dose-related inhibition of the evoked mydriasis. The greatest inhibition was seen at lower frequency levels, with about 43% depression observed at 2 Hz. The specific histamine H3 receptor antagonist, clobenpropit (3.0 mg kg(-1), i.v.), blocked the inhibitory effect of R-alpha-methylhistamine, whereas neither the histamine H2 receptor antagonist, cimetidine (5.0 mg kg(-1), i.v.), nor the histamine H1 receptor antagonist, chlorpheniramine (0.5 mg kg(-1), i.v.), was effective. The histamine H2 receptor agonist, dimaprit (10 mg kg(-1), i.v.), was also without effect on the evoked mydriasis. R-alpha-methylhistamine (3.0 mg kg(-1)) did not inhibit phenylephrine-induced mydriasis. These results support the conclusion that R-alpha-methylhistamine produces inhibition of sympathetically evoked mydriasis via histamine H3 receptor stimulation, presumably by an action on presynaptic histamine H3 receptors.

A selective antagonist of histamine H₄ receptors prevents antigen-induced airway inflammation and bronchoconstriction in guinea pigs:involvement of lipocortin-1

BACKGROUND AND PURPOSE: Among the pathogenic mechanisms of asthma, a role for oxidative/nitrosative stress has been well documented. Recent evidence suggests that histamine H₄ receptors play a modulatory role in allergic inflammation. Here we report the effects of compound JNJ 7777120 (JNJ), a selective H4 receptor antagonist, on antigen-induced airway inflammation, paying special attention to its effects on lipocortin-1 (LC-1/annexin-A1), a 37 kDA anti-inflammatory protein that plays a key role in the production of inflammatory mediators.

EXPERIMENTAL APPROACH: Ovalbumin (OA)-sensitized guinea pigs placed in a respiratory chamber were challenged with antigen. JNJ (5, 7.5 and 10 mg.kg⁻¹) was given i.p. for 4 days before antigen challenge. Respiratory parameters were recorded. Bronchoalveolar lavage (BAL) fluid was collected and lung specimens taken for further analyses 1 h after antigen challenge. In BAL fluid, levels of LC-1, PGD2 , LTB4 and TNF-α were measured. In lung tissue samples, myeloperoxidase, caspase-3 and Mn-superoxide dismutase activities and 8-hydroxy-2-deoxyguanosine levels were measured.

KEY RESULTS: OA challenge decreased LC-1 levels in BAL fluid, induced cough, dyspnoea and bronchoconstriction and increased PGD2 , LTB4 and TNF-α levels in lung tissue. Treatment with JNJ dose-dependently increased levels of LC-1, reduced respiratory abnormalities and lowered levels of PGD2 , LTB4 and TNF-α in BAL fluid.

CONCLUSIONS AND IMPLICATIONS: Antigen-induced asthma-like reactions in guinea pigs decreased levels of LC-1 and increased TNF-α and eicosanoid production. JNJ pretreatment reduced allergic asthmatic responses and airway inflammation, an effect associated with LC-1 up-regulation.

Mécanismes de plasticité synaptique dans l’amygdale lors de la réactivation de la mémoire de peur auditive chez le rat : interaction dynamique des récepteurs NMDA et AMPA

La plasticité synaptique est une propriété indispensable à l’acquisition de la mémoire chez toutes les espèces étudiées, des invertébrés aux primates. La formation d’une mémoire débute par une phase de plasticité qui inclut une restructuration synaptique ; ensuite elle se poursuit par la consolidation de ces modifications, contribuant à la mémoire à long terme. Certaines mémoires redeviennent malléables lorsqu’elles sont rappelées. La trace mnésique entre alors dans une nouvelle de phase de plasticité, au cours de laquelle certaines composantes de la mémoire peuvent être mises à jour, puis reconsolidées. L’objectif de la présente thèse est d’étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires qui sont activés lors du rappel d’une mémoire. Nous avons utilisé un modèle de conditionnement Pavlovien, combiné à l’administration d’agents pharmacologiques et à l’analyse quantitative de marqueurs de plasticité synaptique, afin d’étudier la dynamique de la mémoire de peur auditive chez des rats Sprague Dawley. La circuiterie neuronale et les mécanismes associatifs impliqués dans la neurobiologie de cette mémoire sont bien caractérisés, en particulier le rôle des récepteurs glutamatergiques de type NMDA et AMPA dans la plasticité synaptique et la consolidation. Nos résultats démontrent que le retour de la trace mnésique à un état de labilité nécessite l’activation des récepteurs NMDA dans l’amygdale baso-latérale à l’instant même du rappel, alors que les récepteurs AMPA sont requis pour l’expression comportementale de la réponse de peur conditionnée. D’autre part, les résultats identifient le rappel comme une phase bien plus dynamique que présumée, et suggèrent que l’expression de la peur conditionnée mette en jeu la régulation du trafic des récepteurs AMPA par les récepteurs NMDA. Le présent travail espère contribuer à la compréhension de la neurobiologie fondamentale de la mémoire. De plus, il propose une intégration des résultats aux modèles animaux d’étude des troubles psychologiques conséquents aux mémoires traumatiques chez l’humain, tels que les phobies et les syndromes de stress post-traumatiques.

Plasticité synaptique dans l’aire tegmentaire ventrale : implication des endocannabinoïdes

Le système dopaminergique (DA) méso-corticolimbique du cerveau, qui prend son origine dans l'aire tegmentaire ventrale (ATV), est fortement impliqué dans les comportements motivés et la toxicomanie. Les drogues d'abus activent ce système et y induisent une plasticité synaptique de longue durée. Les neurones DA de l'ATV reçoivent sur leur arborisation dendritique une grande densité de terminaisons glutamatergiques. Les drogues d'abus induisent une potentialisation à long terme (PLT) de ces contacts glutamatergiques. La PLT est une augmentation prolongée de la transmission synaptique, qui semble sous-tendre la mémoire et l'apprentissage. Les endocannabinoïdes (ECs) sont des neurotransmetteurs qui agissent de façon rétrograde sur des récepteurs présynaptiques (CB1) pour diminuer la libération des neurotransmetteurs comme le glutamate. Les neurones libèrent les ECs à partir de leur compartiment somatodendritique suite à une stimulation des afférences et la dépolarisation membranaire qui s’ensuit. La neurotensine (NT) est un neuropeptide retrouvé de façon abondante dans le système DA du cerveau. Il a été découvert que la NT peut induire la libération des ECs dans le striatum. En faisant appel à une combinaison d’approches immunohistochimique, électrophysiologique et pharmacologique chez la souris, nous avons confirmé dans la première étude de cette thèse la présence des récepteurs CB1 sur les terminaisons glutamatergiques des neurones DA de l'ATV, et avons montré que leur activation induit une diminution de la libération de glutamate. Par ailleurs, nous avons montré que des trains de stimulation peuvent induire la libération des ECs. Nous avons découvert qu'en présence d'un antagoniste des récepteurs CB1, il y a facilitation de l’induction de la PLT. Cette observation suggère que les ECs ont un effet inhibiteur sur l’induction de la PLT, plutôt que sur son expression. Nous avons déterminé que le 2-arachidonoylglycerol (2-AG) est l’EC qui est principalement responsable de cette action inhibitrice. Finalement, la PLT induite en présence d’un antagoniste CB1 est aussi dépendante d'une activation des récepteurs NMDA du glutamate. Les travaux réalisés dans la deuxième étude de cette thèse ont montré que la NT est présente dans une sous-population de terminaisons axonales glutamatergiques dans l’ATV. Une application exogène de NT induit une diminution prolongée de l'amplitude des courants postsynaptiques excitateurs (CPSEs). Cette diminution est bloquée en présence d'un antagoniste non-sélectif des récepteurs à la NT, ainsi qu'en présence d'un antagoniste sélectif pour le récepteur de NT de type 1 (NTS1). Confirmant l’implication d’une production d’ECs, la baisse des CPSEs par la NT a été bloquée en présence d’un antagoniste des récepteurs CB1 ou d’un bloqueur de la synthèse de 2-AG. La chélation du calcium intracellulaire n'empêchait pas l’effet inhibiteur de la NT sur les CPSEs, cependant, l'inhibition des protéines G ou de la phospholipase C a complètement bloqué la dépression synaptique induite par la NT. Par ailleurs, nos travaux ont montré que la nature prolongée de la dépression synaptique induite par la NT exogène s’explique par une libération soutenue des ECs, et non pas à une activation prolongée des NTR. Finalement, notre observation qu’un antagoniste des récepteurs de la NT ne facilite pas l’induction de la PLT, comme le fait un antagoniste du récepteur CB1, suggère que la stimulation répétitive des afférences glutamatergiques nécessaire à l’induction de la PLT n’induit pas de libération des ECs via la libération de NT, nous permettant ainsi de conclure que la sécrétion de NT n'agit pas dans ces conditions comme un facteur de régulation négative de la PLT.

Cholinergic enhancement of perceptual learning : behavioral, physiological, and neuro-pharmacological study in the rat primary visual cortex

Les cortices sensoriels sont des régions cérébrales essentielles pour la perception. En particulier, le cortex visuel traite l’information visuelle en provenance de la rétine qui transite par le thalamus. Les neurones sont les unités fonctionnelles qui transforment l'information sensorielle en signaux électriques, la transfèrent vers le cortex et l'intègrent. Les neurones du cortex visuel sont spécialisés et analysent différents aspects des stimuli visuels. La force des connections entre les neurones peut être modulée par la persistance de l'activité pré-synaptique et induit une augmentation ou une diminution du signal post-synaptique à long terme. Ces modifications de la connectivité synaptique peuvent induire la réorganisation de la carte corticale, c’est à dire la représentation de ce stimulus et la puissance de son traitement cortical. Cette réorganisation est connue sous le nom de plasticité corticale. Elle est particulièrement active durant la période de développement, mais elle s’observe aussi chez l’adulte, par exemple durant l’apprentissage. Le neurotransmetteur acétylcholine (ACh) est impliqué dans de nombreuses fonctions cognitives telles que l’apprentissage ou l’attention et il est important pour la plasticité corticale. En particulier, les récepteurs nicotiniques et muscariniques du sous-type M1 et M2 sont les récepteurs cholinergiques impliqués dans l’induction de la plasticité corticale. L’objectif principal de la présente thèse est de déterminer les mécanismes de plasticité corticale induits par la stimulation du système cholinergique au niveau du télencéphale basal et de définir les effets sur l’amélioration de la perception sensorielle. Afin d’induire la plasticité corticale, j’ai jumelé des stimulations visuelles à des injections intracorticales d’agoniste cholinergique (carbachol) ou à une stimulation du télencéphale basal (neurones cholinergiques qui innervent le cortex visuel primaire). J'ai analysé les potentiels évoqués visuels (PEVs) dans le cortex visuel primaire des rats pendant 4 à 8 heures après le couplage. Afin de préciser l’action de l’ACh sur l’activité des PEVs dans V1, j’ai injecté individuellement l’antagoniste des récepteurs muscariniques, nicotiniques, α7 ou NMDA avant l’infusion de carbachol. La stimulation du système cholinergique jumelée avec une stimulation visuelle augmente l’amplitude des PEVs durant plus de 8h. Le blocage des récepteurs muscarinique, nicotinique et NMDA abolit complètement cette amélioration, tandis que l’inhibition des récepteurs α7 a induit une augmentation instantanée des PEVs. Ces résultats suggèrent que l'ACh facilite à long terme la réponse aux stimuli visuels et que cette facilitation implique les récepteurs nicotiniques, muscariniques et une interaction avec les récepteur NMDA dans le cortex visuel. Ces mécanismes sont semblables à la potentiation à long-terme, évènement physiologique lié à l’apprentissage. L’étape suivante était d’évaluer si l’effet de l’amplification cholinergique de l’entrée de l’information visuelle résultait non seulement en une modification de l’activité corticale mais aussi de la perception visuelle. J’ai donc mesuré l’amélioration de l’acuité visuelle de rats adultes éveillés exposés durant 10 minutes par jour pendant deux semaines à un stimulus visuel de type «réseau sinusoïdal» couplé à une stimulation électrique du télencéphale basal. L’acuité visuelle a été mesurée avant et après le couplage des stimulations visuelle et cholinergique à l’aide d’une tâche de discrimination visuelle. L’acuité visuelle du rat pour le stimulus d’entrainement a été augmentée après la période d’entrainement. L’augmentation de l’acuité visuelle n’a pas été observée lorsque la stimulation visuelle seule ou celle du télencéphale basal seul, ni lorsque les fibres cholinergiques ont été lésées avant la stimulation visuelle. Une augmentation à long terme de la réactivité corticale du cortex visuel primaire des neurones pyramidaux et des interneurones GABAergiques a été montrée par l’immunoréactivité au c-Fos. Ainsi, lorsque couplé à un entrainement visuel, le système cholinergique améliore les performances visuelles pour l’orientation et ce probablement par l’optimisation du processus d’attention et de plasticité corticale dans l’aire V1. Afin d’étudier les mécanismes pharmacologiques impliqués dans l’amélioration de la perception visuelle, j’ai comparé les PEVs avant et après le couplage de la stimulation visuelle/cholinergique en présence d’agonistes/antagonistes sélectifs. Les injections intracorticales des différents agents pharmacologiques pendant le couplage ont montré que les récepteurs nicotiniques et M1 muscariniques amplifient la réponse corticale tandis que les récepteurs M2 muscariniques inhibent les neurones GABAergiques induisant un effet excitateur. L’infusion d’antagoniste du GABA corrobore l’hypothèse que le système inhibiteur est essentiel pour induire la plasticité corticale. Ces résultats démontrent que l’entrainement visuel jumelé avec la stimulation cholinergique améliore la plasticité corticale et qu’elle est contrôlée par les récepteurs nicotinique et muscariniques M1 et M2. Mes résultats suggèrent que le système cholinergique est un système neuromodulateur qui peut améliorer la perception sensorielle lors d’un apprentissage perceptuel. Les mécanismes d’amélioration perceptuelle induits par l’acétylcholine sont liés aux processus d’attention, de potentialisation à long-terme et de modulation de la balance d’influx excitateur/inhibiteur. En particulier, le couplage de l’activité cholinergique avec une stimulation visuelle augmente le ratio de signal / bruit et ainsi la détection de cibles. L’augmentation de la concentration cholinergique corticale potentialise l’afférence thalamocorticale, ce qui facilite le traitement d’un nouveau stimulus et diminue la signalisation cortico-corticale minimisant ainsi la modulation latérale. Ceci est contrôlé par différents sous-types de récepteurs cholinergiques situés sur les neurones GABAergiques ou glutamatergiques des différentes couches corticales. La présente thèse montre qu’une stimulation électrique dans le télencéphale basal a un effet similaire à l’infusion d’agoniste cholinergique et qu’un couplage de stimulations visuelle et cholinergique induit la plasticité corticale. Ce jumelage répété de stimulations visuelle/cholinergique augmente la capacité de discrimination visuelle et améliore la perception. Cette amélioration est corrélée à une amplification de l’activité neuronale démontrée par immunocytochimie du c-Fos. L’immunocytochimie montre aussi une différence entre l’activité des neurones glutamatergiques et GABAergiques dans les différentes couches corticales. L’injection pharmacologique pendant la stimulation visuelle/cholinergique suggère que les récepteurs nicotiniques, muscariniques M1 peuvent amplifier la réponse excitatrice tandis que les récepteurs M2 contrôlent l’activation GABAergique. Ainsi, le système cholinergique activé au cours du processus visuel induit des mécanismes de plasticité corticale et peut ainsi améliorer la capacité perceptive. De meilleures connaissances sur ces actions ouvrent la possibilité d’accélérer la restauration des fonctions visuelles lors d’un déficit ou d’amplifier la fonction cognitive.

Mechanisms of G protein activation via the D-2 dopamine receptor: evidence for persistent receptor/G protein interaction after agonist stimulation

Background and purpose: The aim of this report is to study mechanisms of G protein activation by agonists. Experimental approach: The association and dissociation of guanosine 5'-O-(3-[S-35] thio) triphosphate ([S-35] GTP gamma S) binding at G proteins in membranes of CHO cells stably transfected with the human dopamine D-2short receptor was studied in the presence of a range of agonists. Key results: Binding of [S-35] GTPgS was dissociable in the absence of agonist and dissociation was accelerated both in rate and extent by dopamine, an effect which was blocked by the dopamine D-2 receptor antagonist raclopride and by suramin, which inhibits receptor/G protein interaction. A range of agonists of varying efficacy increased the rate of dissociation of [S-35] GTPgS binding, with the more efficacious agonists resulting in faster dissociation. Agonists were able to dissociate about 70% of the pre-bound [S-35] GTPgS, leaving a component which may not be accessible to the agonist-bound receptor. The dissociable component of the [S-35] GTPgS binding was reduced with longer association times and increased [S-35] GTPgS concentrations. Conclusions and implications: These data are consistent with [S-35] GTPgS binding being initially to receptor-linked G proteins and then to G proteins which have separated from the agonist bound receptor. Under the conditions used typically for [S-35] GTPgS binding assays, therefore, much of the agonist-receptor complex remains in proximity to G proteins after they have been activated by agonist.

Protease-activated receptor 2, dipeptidyl peptidase I, and proteases mediate Clostridium difficile toxin A enteritis

BACKGROUND & AIMS: We studied the role of protease-activated receptor 2 (PAR(2)) and its activating enzymes, trypsins and tryptase, in Clostridium difficile toxin A (TxA)-induced enteritis. METHODS: We injected TxA into ileal loops in PAR(2) or dipeptidyl peptidase I (DPPI) knockout mice or in wild-type mice pretreated with tryptase inhibitors (FUT-175 or MPI-0442352) or soybean trypsin inhibitor. We examined the effect of TxA on expression and activity of PAR(2) and trypsin IV messenger RNA in the ileum and cultured colonocytes. We injected activating peptide (AP), trypsins, tryptase, and p23 in wild-type mice, some pretreated with the neurokinin 1 receptor antagonist SR140333. RESULTS: TxA increased fluid secretion, myeloperoxidase activity in fluid and tissue, and histologic damage. PAR(2) deletion decreased TxA-induced ileitis, reduced luminal fluid secretion by 20%, decreased tissue and fluid myeloperoxidase by 50%, and diminished epithelial damage, edema, and neutrophil infiltration. DPPI deletion reduced secretion by 20% and fluid myeloperoxidase by 55%. In wild-type mice, FUT-175 or MPI-0442352 inhibited secretion by 24%-28% and tissue and fluid myeloperoxidase by 31%-71%. Soybean trypsin inhibitor reduced secretion to background levels and tissue myeloperoxidase by up to 50%. TxA increased expression of PAR(2) and trypsin IV in enterocytes and colonocytes and caused a 2-fold increase in Ca(2+) responses to PAR(2) AP. AP, tryptase, and trypsin isozymes (trypsin I/II, trypsin IV, p23) caused ileitis. SR140333 prevented AP-induced ileitis. CONCLUSIONS: PAR(2) and its activators are proinflammatory in TxA-induced enteritis. TxA stimulates existing PAR(2) and up-regulates PAR(2) and activating proteases, and PAR(2) causes inflammation by neurogenic mechanisms.

The D2 antagonist sulpiride modulates the neural processing of both rewarding and aversive stimuli in healthy volunteers.

Rationale: Animal studies indicate that dopamine pathways in the ventral striatum code for the motivational salience of both rewarding and aversive stimuli, but evidence for this mechanism in humans is less established. We have developed a functional magnetic resonance imaging (fMRI) model which permits examination of the neural processing of both rewarding and aversive stimuli. Objectives: The aim of the study was to determine the effect of the dopamine receptor antagonist, sulpiride, on the neural processing of rewarding and aversive stimuli in healthy volunteers. Methods: We studied 30 healthy participants who were randomly allocated to receive a single dose of sulpiride (400 mg) or placebo, in a double-blind, parallel-group design. We used fMRI to measure the neural response to rewarding (taste or sight of chocolate) and aversive stimuli (sight of mouldy strawberries or unpleasant strawberry taste) 4 h after drug treatment. Results: Relative to placebo, sulpiride reduced blood oxygenation level-dependent responses to chocolate stimuli in the striatum (ventral striatum) and anterior cingulate cortex. Sulpiride also reduced lateral orbitofrontal cortex and insula activations to the taste and sight of the aversive condition. Conclusions: These results suggest that acute dopamine receptor blockade modulates mesolimbic and mesocortical neural activations in response to both rewarding and aversive stimuli in healthy volunteers. This effect may be relevant to the effects of dopamine receptor antagonists in the treatment of psychosis and may also have implications for the possible antidepressant properties of sulpiride.

Neural effects of cannabinoid CB1 neutral antagonist tetrahydrocannabivarin (THCv) on food reward and aversion in healthy volunteers

Disturbances in the regulation of reward and aversion in the brain may underlie disorders such as obesity and eating disorders. We previously showed that the cannabis receptor subtype (CB1) inverse agonist rimonabant, an antiobesity drug withdrawn due to depressogenic side effects, diminished neural reward responses yet increased aversive responses (Horder et al., 2010). Unlike rimonabant, tetrahydrocannabivarin is a neutral CB1 receptor antagonist (Pertwee, 2005) and may therefore produce different modulations of the neural reward system. We hypothesized that tetrahydrocannabivarin would, unlike rimonabant, leave intact neural reward responses but augment aversive responses. Methods: We used a within-subject, double-blind design. Twenty healthy volunteers received a single dose of tetrahydrocannabivarin (10mg) and placebo in randomized order on 2 separate occasions. We measured the neural response to rewarding (sight and/or flavor of chocolate) and aversive stimuli (picture of moldy strawberries and/or a less pleasant strawberry taste) using functional magnetic resonance imaging. Volunteers rated pleasantness, intensity, and wanting for each stimulus. Results: There were no significant differences between groups in subjective ratings. However, tetrahydrocannabivarin increased responses to chocolate stimuli in the midbrain, anterior cingulate cortex, caudate, and putamen. Tetrahydrocannabivarin also increased responses to aversive stimuli in the amygdala, insula, mid orbitofrontal cortex, caudate, and putamen. Conclusions: Our findings are the first to show that treatment with the CB1 neutral antagonist tetrahydrocannabivarin increases neural responding to rewarding and aversive stimuli. This effect profile suggests therapeutic activity in obesity, perhaps with a lowered risk of depressive side effects. Keywords: reward, THCv, obesity, fMRI, cannabinoid

Does domperidone, a D2-antagonist alter gastric emptying rates and appetite sensations in healthy adults with high-fat meal? A block-randomised, single-blind placebo-controlled study

BACKGROUND: Accelerated gastric emptying (GE) may lead to reduced satiation, increased food intake and is associated with obesity and type 2 diabetes. Domperidone is a dopamine 2 (D(2)) receptor antagonist with claims of gastrointestinal tract pro-kinetic activity. In humans, domperidone is used as an anti-emetic and treatment for gastrointestinal bloating and discomfort. AIM: To determine the effect of acute domperidone administration on GE rate and appetite sensations in healthy adults. METHODS: A single-blind block randomised placebo-controlled crossover study assessed 13 healthy adults. Subjects ingested 10 mg domperidone or placebo 30 min before a high-fat (HF) test meal. GE rate was determined using the (13)CO(2) octanoic acid breath test. Breath samples and subjective appetite ratings were collected in the fasted and during the 360 min postprandial period. RESULTS:Gastric emptying half-time was similar following placebo (254 ± 54 min) and 10 mg domperidone (236 ± 65 min). Domperidone did not change appetite sensations during the 360 min postprandial period (P > 0.05). CONCLUSIONS: In healthy adults, acute administration of 10 mg domperidone did not change GE or appetite sensations following a HF test meal.

Amyloid beta-peptide activates nuclear factor-kappa B through an N-methyl-D-aspartate signaling pathway in cultured cerebellar cells

Amyloid P-peptide (A beta) likely causes functional alterations in neurons well prior to their death. Nuclear factor-kappa B (NF-kappa B), a transcription factor that is known to play important roles in cell survival and apoptosis, has been shown to be modulated by A beta in neurons and glia, but the mechanism is unknown. Because A beta has also been shown to enhance activation of N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors, we investigated the role of NMDA receptor-mediated intracellular signaling pathways in A beta-induced NF-kappa B activation in primary cultured rat cerebellar cells. Cells were treated with different concentrations of A beta 1-40 (1 or 2 mu M) for different periods (6, 12, or 24 hr). MK-801 (NMDA antagonist), manumycin A and FTase inhibitor 1 (farnesyltransferase inhibitors), PP1 (Src-family tyrosine kinase inhibitor), PD98059 [mitogen-activated protein kinase (MAPK) inhibitor], and LY294002 [phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-k) inhibitor] were added 20 min before A beta treatment of the cells. A beta induced a time- and concentration-dependent activation of NF-kappa B (1 mu M, 12 hr); both p50/p65 and p50/p50 NF-kappa B dimers were involved. This activation was abolished by MK-801 and attenuated by manumycin A, FTase inhibitor 1, PP1, PD98059, and LY294002. AP at 1 mu M increased the expression of inhibitory protein I kappa B, brain-derived neurotrophic factor, inducible nitric oxide synthase, tumor necrosis factor-alpha, and interleukin-1 beta as shown by RTPCR assays. Collectively, these findings suggest that AP activates NF-kappa B by an NMDA-Src-Ras-like protein through MAPK and PI3-k pathways in cultured cerebellar cells. This pathway may mediate an adaptive, neuroprotective response to A beta. (c) 2007 Wiley-Liss, Inc.

Bradykinin inducible receptor is essential to lipopolysaccharide-induced acute lung injury in mice

Lipopolysaccharides from gram-negative bacteria are amongst the most common causative agents of acute lung injury, which is characterized by an inflammatory response, with cellular infiltration and the release of mediators/cytokines. There is evidence that bradykinin plays a role in lung inflammation in asthma but in other types of lung inflammation its role is less clear. In the present study we evaluated the role of the bradykinin B(1) receptor in acute lung injury caused by lipopolysaccharide inhalation and the mechanisms behind bradykinin actions participating in the inflammatory response. We found that in C57BI/6 mice, the bradykinin B(1) receptor expression was up-regulated 24 h after lipopolysaccharide inhalation. At this time, the number of cells and protein concentration were significantly increased in the bronchoalveolar lavage fluid and the mice developed airway hyperreactivity to methacholine. In addition, there was an increased expression of tumor necrosis factor-alpha, interleukin-1 beta and interferon-gamma and chemokines (monocytes chemotactic protein-1 and KC) in the bronchoalveolar lavage fluid and in the lung tissue. We then treated the mice with a bradykinin B, receptor antagonist, R-954 (Ac-Orn-[Oic(2), alpha-MePhe(5), D-beta Nal(7), Ile(8)]desArg(9)-bradykinin), 30 min after lipopolysaccharide administration. We observed that this treatment prevented the airway hyperreactivity as well as the increased cellular infiltration and protein content in the bronchoalveolar lavage fluid. Moreover, R-954 inhibited the expression of cytokines/chemokines. These results implicate bradykinin, acting through B(1) receptor, in the development of acute lung injury caused by lipopolysaccharide inhalation. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Clopidogrel, independent of the vascular P2Y(12) receptor, improves arterial function in small mesenteric arteries from Angll-hypertensive rats

The P2Y(12) receptor antagonist clopidogrel blocks platelet aggregation, improves systemic endothelial nitric oxide bioavailability and has anti-inflammatory effects. Since P2Y(12) receptors have been identified in the vasculature, we hypothesized that clopidogrel ameliorates Angll (angiotensin II)-induced vascular functional changes by blockade of P2Y(12) receptors in the vasculature. Male Sprague Dawley rats were infused with Angll (60 ng/min) or vehicle for 14 days. The animals were treated with clopidogrel (10 mg . kg(-1) of body weight . day(-1)) or vehicle. Vascular reactivity was evaluated in second-order mesenteric arteries. Clopidogrel treatment did not change systolic blood pressure [(mmHg) control-vehicle, 117 +/- 7.1 versus control-clopidogrel, 125 +/- 4.2; Angll vehicle, 197 +/- 10.7 versus Angll clopidogrel, 198 +/- 5.2], but it normalized increased phenylephrine-induced vascular contractions [(%KCI) vehicle-treated, 182.2 +/- 18% versus clopidogrel, 133 +/- 14%), as well as impaired vasodilation to acetylcholine [(%) vehicle-treated, 71.7 +/- 2.2 versus clopidogrel, 85.3 +/- 2.8) in Angll-treated animals. Vascular expression of P2Y(12) receptor was determined by Western blot. Pharmacological characterization of vascular P2Y(12) was performed with the P2Y(12) agonist 2-MeS-ADP [2-(methylthio) adenosine 5`-trihydrogen diphosphate trisodium]. Although 2-MeS-ADP induced endothelium-dependent relaxation [(Emax %) = 71 +/- 12%) as well as contractile vascular responses (Emax % = 83 +/- 12%), these actions are not mediated by P2Y(12) receptor activation. 2-MeS-ADP produced similar vascular responses in control and Angll rats. These results indicate potential effects of clopidogrel, such as improvement of hypertension-related vascular functional changes that are not associated with direct actions of clopidogrel in the vasculature, supporting the concept that activated platelets contribute to endothelial dysfunction, possibly via impaired nitric oxide bioavailability.

Role of glutamate NMDA receptors and nitric oxide located within the periaqueductal gray on defensive behaviors in mice confronted by predator

The midbrain periaqueductal gray (PAG) is part of the brain system involved in active defense reactions to threatening stimuli. Glutamate N-methyl-d-aspartate (NMDA) receptor activation within the dorsal column of the PAG (dPAG) leads to autonomic and behavioral responses characterized as the fear reaction. Nitric oxide (NO) has been proposed to be a mediator of the aversive action of glutamate, since the activation of NMDA receptors in the brain increases NO synthesis. We investigated the effects of intra-dPAG infusions of NMDA on defensive behaviors in mice pretreated with a neuronal nitric oxide synthase (nNOS) inhibitor [N omega-propyl-l-arginine (NPLA)], in the same midbrain site, during a confrontation with a predator in the rat exposure test (RET). Male Swiss mice received intra-dPAG injections of NPLA (0.1 or 0.4 nmol/0.1 mu l), and 10 min later, they were infused with NMDA (0.04 nmol/0.1 mu l) into the dPAG. After 10 min, each mouse was placed in the RET. NMDA treatment enhanced avoidance behavior from the predator and markedly increased freezing behavior. These proaversive effects of NMDA were prevented by prior injection of NPLA. Furthermore, defensive behaviors (e.g., avoidance, risk assessment, freezing) were consistently reduced by the highest dose of NPLA alone, suggesting an intrinsic effect of nitric oxide on defensive behavior in mice exposed to the RET. These findings suggest a potential role of glutamate NMDA receptors and NO in the dPAG in the regulation of defensive behaviors in mice during a confrontation with a predator in the RET.

Defensive-like behaviors and antinociception induced by NMDA injection into the periaqueductal gray of mice depend on nitric oxide synthesis

Glutamate NMDA receptor activation within the periaqueductal gray (PAG) leads to antinociceptive, autonomic and behavioral responses characterized as the fear reaction. Considering that NMDA receptor triggers activation of neuronal nitric oxide synthase (nNOS), enzyme that produces nitric oxide (NO), this study investigated the effects of intra-PAG infusions of NPLA (N omega-propyl-L-arginine), an nNOS inhibitor, on behavioral and antinociceptive responses induced by local injection of NMDA receptor agonist in mice. The behaviors measured were frequency of jumping and rearing as well as duration (in seconds) of running and freezing. Nociception was assessed during the second phase of the formalin test (injection of 50 mu l of formalin 2.5% into the dorsal surface of the right hind paw). Five to seven days after stereotaxic surgery for intracerebral cannula implantation, mice were injected with formalin into the paw, and 10 min later, they received intra-dPAG injection of NPLA (0, 0.2, or 0.4 nmol/0.1 mu l). Ten minutes later, they were injected with NMDA (N-methyl-D-aspartate: 0 or 0.04 nmol/0.1 mu l) into the same midbrain site and were immediately placed in glass holding cage for recording the defensive behavior and the time spent on licking the injected paw with formalin during a period of 10 min. Microinjections of NMDA significantly decreased nociception response and produced jumping, running, and freezing reactions. Intra-dPAG injections of NPLA (0.4 nmol) completely blocked the NMDA effects without affecting either behavioral or nociceptive responses in intra-dPAG saline-injected animals, except for the rearing frequency that was increased by the nNOS inhibitor. These results strongly suggest the involvement of NO within the PAG in the antinociceptive and defensive reactions induced by local glutamate NMDA receptor activation in this midbrain structure. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.