Caffeine reduces cadmium accumulation in the organism and enhances the levels of antioxidant protein expression in the epididymis

The aim of this study was to investigate the effects of caffeine (20. mg/L) intake on cadmium (15. mg/L) accumulation in the rat blood, testes, epididymis and prostate as well as cadmium-induced changes to the antioxidant defense system of the epididymis. Caffeine reduced the cadmium concentration in all tissues analyzed. Meanwhile, cadmium reduced catalase activity and increased superoxide dismutase (SOD) activity in the epididymis. Caffeine increased SOD activity, catalase and glutathione tissue expression and sustains the cadmium's effect on catalase and GSP-Px activity. No differences in the expression of metallothionein and lipid peroxidation were observed among the different treatments in the epididymis. In conclusion, low doses of cadmium alter the antioxidant enzymatic profile of the epididymis, but not induced oxidative lipid damage. Caffeine intake reduces overall cadmium accumulation in the organism and enhances the levels of antioxidant protein expression in the epididymis, thus exerting a protective effect against this metal. © 2012 Elsevier Inc.

Avaliação da patogenicidade e da imunidade cruzada de estirpe variante do vírus da bronquite infecciosa aviária isolada no Brasil

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FCAV

Isolamentos e caracterização de DETs(Differentially Expressed Transcripts) em espécies de peixes: Leporinus macrocephalus(Characiformes) e Danio rerio (Cypriniformes)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Caracterização biológica e molecular de quatro cepas de Trypanosoma cruzi Chagas,1909 (Kinetoplastida, Trypanosomatidae) isoladas de pacientes chagásicos crônicos

Pós-graduação em Biociências e Biotecnologia Aplicadas à Farmácia - FCFAR

Nanotechnology-based drug delivery systems for melanoma antitumoral therapy: a review

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Differential expression of a retrotransposable element, Rex6, in Colossoma macropomum fish from different Amazonian environments

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Trabecular bone loss after administration of the second-generation antipsychotic risperidone is independent of weight gain

Second generation antipsychotics (SGAs) have been linked to metabolic and bone disorders in clinical studies, but the mechanisms of these side effects remain unclear. Additionally, no studies have examined whether SGAs cause bone loss in mice. Using in vivo and in vitro modeling we examined the effects of risperidone, the most commonly prescribed SGA, on bone in C57BL6/J (B6) mice. Mice were treated with risperidone orally by food supplementation at a dose of 1.25 mg/kg daily for 5 and 8 weeks, starting at 3.5 weeks of age. Risperidone reduced trabecular BV/TV, trabecular number and percent cortical area. Trabecular histomorphometry demonstrated increased resorption parameters, with no change in osteoblast number or function. Risperidone also altered adipose tissue distribution such that white adipose tissue mass was reduced and liver had significantly higher lipid infiltration. Next, in order to tightly control risperidone exposure, we administered risperidone by chronic subcutaneous infusion with osmotic minipumps (0.5 mg/kg daily for 4 weeks) in 7 week old female B6 mice. Similar trabecular and cortical bone differences were observed compared to the orally treated groups (reduced trabecular BV/TV, and connectivity density, and reduced percent cortical area) with no change in body mass, percent body fat, glucose tolerance or insulin sensitivity. Unlike in orally treated mice, risperidone infusion reduced bone formation parameters (serum P1NP, MAR and BFR/BV). Resorption parameters were elevated, but this increase did not reach statistical significance. To determine if risperidone could directly affect bone cells, primary bone marrow cells were cultured with osteoclast or osteoblast differentiation media. Risperidone was added to culture medium in clinically relevant doses of 0, 2.5 or 25 ng/ml. The number of osteoclasts was significantly increased by addition in vitro of risperidone while osteoblast differentiation was not altered. These studies indicate that risperidone treatment can have negative skeletal consequences by direct activation of osteoclast activity and by indirect non-cell autonomous mechanisms. Our findings further support the tenet that the negative side effects of SGAs on bone mass should be considered when weighing potential risks and benefits, especially in children and adolescents who have not yet reached peak bone mass. This article is part of a Special Issue entitled: Interactions Between Bone, Adipose Tissue and Metabolism. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Genetische Analyse des Somatostatin-Systems

Somatostatin ist ein Molekül mit multifunktinonellem Charakter, dem Neurotransmitter-, Neuromodulator- und (Neuro)-Hormoneigenschaften zugeschrieben werden. Gemäß seiner ubiquitären Verteilung in Geweben beeinflusst es Stoffwechsel- und Entwicklungsprozesse, bis hin zu Lern-und Gedächtnisleistungen. Diese Wirkungen resultieren aus dem lokalen und zeitlichen Zusammenspiel eines Liganden und fünf G-Protein gekoppelter Rezeptoren (SSTR1-5). Zur Charakterisierung der biologischen Bedeutung des Somatostatin-Systems im Gesamtorganismus wurde eine Mutationsanalyse einzelner Systemkomponenten durchgeführt. Sie umfaßte die Inaktivierung der Gene für das Somatostatin-Präpropeptid und die der Rezeptoren SSTR3 und SSTR4 durch Gene Targeting. Die entsprechenden Ausfallmutationen belegen: Weder die Rezeptoren 3 und 4, noch Somatostatin sind für das Überleben des Organismus unter Standardhaltungsbedingungen notwendig. Die entsprechenden Mauslinien zeigen keine unmittelbar auffälligen Einschränkungen ihrer Biologie. Die Somatostatin-Nullmaus wurde zum Hauptgegenstand einer detaillierten Untersuchung aufgrund der übergeordneten Position des Liganden in der Signalkaskade und verfügbaren Hinweisen zu seiner Funktion. Folgende Schlußfolgerungen konnten nach eingehender Analyse gezogen werden: Der Ausfall des Somatostatin-Gens hat erhöhte Plasmakonzentrationen an Wachstumshormon (GH) zur Konsequenz. Dies steht im Einklang mit der Rolle Somatostatins als hemmender Faktor der Wachstumshormon-Freisetzung, die in der Mutante aufgehoben ist. Durch die Somatostatin-Nullmaus wurde zudem deutlich: Somatostatin interagiert als wesentliches Bindeglied zwischen der Wachstums- und Streßachse. Permanent erhöhte Corticosteron-Werte in den Mutanten implizieren einen negativen tonischen Einfluß für die Sekretion von Glukocorticoiden in vivo. Damit zeigt die Knockout-Maus, daß Somatostatin normalerweise als ein entscheidendes inhibierendes Kontrollelement der Steroidfreisetzung fungiert. Verhaltensversuche offenbarten ein Defizit im motorischen Lernen. Somatostatin-Nullmäuse bleiben im Lernparadigma “Rotierender Stabtest” hinter ihren Artgenossen zurück ohne aber generell in Motorik oder Koordination eingeschränkt zu sein. Diese motorischen Lernvorgänge sind von einem funktionierenden Kleinhirn abhängig. Da Somatostatin und seine Rezeptoren kaum im adulten, wohl aber im sich entwickelnden Kleinhirn auftreten, belegt dieses Ergebnis die Funktion transient in der Entwicklung exprimierter Neuropeptide – eine lang bestehende, aber bislang experimentell nicht nachgewiesene Hypothese. Die Überprüfung weiterer physiologischer Parameter und Verhaltenskategorien unter Standard-Laborbedingunggen ergab keine sichtbaren Abweichungen im Vergleich zu Wildtyp-Mäusen. Damit steht nun ein Tiermodell zur weiterführenden Analyse für die Somatostatin-Forschung bereit: In endokrinologischen, elektrophysiologischen und verhaltens-biologischen Experimenten ist nun eine unmittelbare Korrelation selektiv mit dem Somatostatin-Peptid bzw. mit den Rezeptoren 3 und 4 aber auch in Kombination der Ausfallmutationen nach entsprechenden Kreuzungen möglich.

Synthese, Radioiodierung und Evaluierung von neuen MGMT-Inhibitoren und ihren Glucose-Konjugaten

Eine häufige Art der Chemotherapie ist die Behandlung von Tumoren mit alkylierenden oder chloralkylierenden Zytostatika, die eine Alkylierung von Guanin in der DNA verursachen. Daraus resultieren eine Blockierung der DNA-Synthese und ein Rückgang im Tumorwachstum. Das Enzym O6-Methylguanin-DNA-methyltransferase (MGMT) ist in der Lage, solche Schäden zu reparieren. Da MGMT auch in verschiedenen Tumorarten exprimiert wird, eine Tatsache, die therapeutische Effekte verringern könnte, wird zur Zeit die Gabe von Inhibitoren der MGMT, wie O6-Benzylguanin, vor der eigentlichen Chemotherapie untersucht. Um möglicher Weise die Selektivität dieser Verbindungen für Tumor- vs. gesundem Gewebe und auch die in vivo-Eigenschaften zu verbessern, wurden glycosylierte Inhibitoren vorgeschlagen. Für eine Entwicklung neuer MGMT-Inhibitoren wäre es hilfreich, die in vivo Bioverteilung in Tier und Mensch durch eine Markierung mit geeigneten Isotopen verfolgen zu können. Im Moment existiert keine Möglichkeit, den MGMT-Status eines Tumors nicht-invasiv zu visualisieren. Diese Information kann sehr wichtig für die Planung einer Chemotherapie mit alkylierenden oder chloralkylierenden Zytostatika sein. Mit Methoden wie der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) oder der Einzel-Photonen-Emissions-Tomographie (SPECT) ist eine nicht-invasive Quantifizierung von biochemischen Prozessen prinzipiell möglich. Hierfür wurden verschiedenen MGMT-Inhibitoren bereits mit Isotopen wie Fluor-18, Kohlenstoff-11 un Iod-131 markiert, aber sie waren aus unterschiedlichen Gründen nicht geeignet. Das Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung von neuen O6-derivatisierten Guaninen, die über einen C8-Spacer an der N9-Position des Guanins mit einer Glucose-Einheit konjugiert werden sollten, geeigneten Markierungsvorläufern und Radioiodierungs-Methoden. Durch Wahl eines geeigneten Radioiodisotops für die Markierung des Restes an der O6-Position des Guanins kann die ex vivo-Bioverteilung dieser Verbindungen in tumortragenden Nacktmäusen (Iod-131) und die Untersuchung der in vivo-Verteilung (Iod-123) durchgeführt werden. Daher wurden O6-(5-Iodothenyl)- (ITG) und O6-(3-Iodbenzyl)guanin-Derivate (IBG) sowie ihre Glucose-Konjugate ITGG und IBGG synthetisiert. Von diesen inaktiven Standard-Verbindungen wurden die IC50-Werte zur MGMT bestimmt. Da sie alle im nM-Bereich lagen, schienen die Verbindungen für weitere Untersuchungen geeignet zu sein. Die Radiomarkierung der Inhibitoren mit Iod-131 bzw. Iod-123 wurde durch Umsetzung der Trialkyl-stannylierten Markierungsvorläufer mit der Chloramin T-Methode in mittleren (Iod-123) bis hohen (Iod-131) radiochemischen Ausbeuten und mit hohen radiochemischen Reinheiten durchgeführt. Mit den 131I-iodierten Verbindungen wurde die spezifische Bindung zur MGMT nachgewiesen, eine Eigenschaft, die essentiell für eine weitere Verwendung dieser Derivate ist. Sie wurden auch zur Bestimmung der ex vivo-Tumor- und Organverteilung in tumortragenden Nacktmäusen (MEX(+), MEX(-), Glioblastom) verwendet. In allen Fällen war die Tumoraufnahme der nicht-konjugierten Guanin-Derivate höher als die der entsprechenden Glucose-Konjugate. Das Tumor-Blut-Verhältnis, das sehr wichtig für einen potentiellen Einsatz der Verbindungen als Tracer des MGMT-Status eines Tumors ist, variierte abhängig von der Kinetik. Zu allen Zeitpunkten war die in vivo-Deiodierung der Glucose-Konjugate deutlich geringer als die von ITG oder IBG. Unter Verwendung von [131I]IBG und [131I]IBGG wurde die Biodistribution nach Inhibition der Natrium-abhängigen Glucose-Transporter, die zumindests teilweise für die Aufnahme der MGMT-Inhibitoren in Zellen verantwortlich sind, durch Phloretin untersucht. Einen Unterschied in der Tumoraufnahme zwischen den mit Phloretin behandelten und den unbehandelten Mäusen konnte nicht beobachtet werden, wahrscheinlich weil die Akkumulation im Tumor generell niedrig war. Mit den 123I-iodierten Verbindungen [123I]IBG und [123I]IBGG wurden in vivo-Scans an tumortragenden Nacktmäusen (MEX(+), MEX(-)) mit einer Kleintier-SPECT-Kamera durchgeführt. In beiden Fällen wurde eine geringe Akkumulation in den Tumoren im Vergleich zu anderen Organen beobachtet, was die ex vivo-Biodistributionsdaten bestätigte.

Charakterisierung der Apolipoprotein J-Genregulation in Fibroblasten und glatten Gefäßmuskelzellen durch nekrotische Zellen und Toll-like Rezeptoren

Apolipoprotein J (ApoJ) ist ein sezerniertes heterodimeres 80kDa Glykoprotein mit zytoprotektiven und antiinflammatorischen Eigenschaften, das ein nahezu ubiquitäres Expressionsmuster aufweist. Eine stark erhöhte ApoJ-Expression ist mit neurodegenerativen Erkrankungen, Atherosklerose, myokardialem Infarkt sowie einer Vielzahl anderer pathophysiologischer Bedingungen assoziiert. Die potentielle Bedeutung von ApoJ umfasst eine Funktion als extrazelluläres Chaperon, Komplementinhibitor, NF-kB-Inhibitor sowie eine Beteiligung an der Endozytose von nekrotischen Zellfragmenten. Unter Bedingungen, die zu einer massiven Akkumulation von absterbenden Zellen führen, ist eine vermehrte Expression von ApoJ auf die überlebenden Nachbarzellen in den betroffenen Geweben beschränkt. Die molekularen Mechanismen, die dieser gesteigerten ApoJ-Genexpression zugrunde liegen, sind jedoch unbekannt. Untersuchungen unserer Arbeitsgruppe konnten zeigen, dass eine Inkubation mit nekrotischem Zellmaterial in vitro eine Akkumulation von ApoJ-mRNA in Fibroblasten der Zelllinie Rat1 induziert, was darauf hindeutet, dass unter pathophysiologischen Bedingungen von nekrotischen Zellen exponierte bzw. freigesetzte Faktoren zu einer gesteigerten ApoJ-Genexpression in umliegenden vitalen Zellen beitragen können. Die im Rahmen der vorliegenden Arbeit durchgeführten Untersuchungen zeigen eine Korrelation zwischen der Expression von Toll-like Rezeptoren (TLRs) in Fibroblasten (Rat1), glatten Gefäßmuskelzellen (CRL2018) sowie embryonalen Dottersackzellen (10A) und einer durch nekrotische Zellen induzierten ApoJ-mRNA-Expression in diesen Zelllinien. Es wird angenommen, dass TLRs neben pathogenassoziierten Strukturen (PAMPs) auch durch körpereigene Agonisten wie Hitzeschockproteine und Nukleinsäuren aktiviert werden. In weiterführenden Experimenten stellte sich unter anderem heraus, dass neben nekrotischen Zellen auch der TLR3-spezifische Agonist Poly(I:C), eine synthetische doppelsträngige RNA, ausschließlich in den beiden TLR3-exprimierenden Zelllinien CRL2018 und Rat1, nicht jedoch in TLR3-defizienten 10A-Zellen, die ApoJ-mRNA-Expression induziert. Darüber hinaus führt auch die Inkubation mit eukaryotischer RNA (Gesamt-RNA, t-RNA) zu einer Akkumulation von ApoJ-mRNA in CRL2018-Zellen. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen erstmals, dass die Expression von ApoJ-mRNA durch extrazelluläre Ribonukleinsäuren in TLR3-abhängiger Weise induziert wird, was darauf hindeutet, dass in verletzten Geweben aus post-apoptotischen oder nekrotischen Zellen freigesetzte Ribonukleinsäuren zu einer vermehrten ApoJ-Genexpression in vitalen Nachbarzellen beitragen.

Detection of gelatinolytic activity in developing basement membranes of the mouse embryo head by combining sensitive in situ zymography with immunolabeling

Genetic evidence indicates that the major gelatinases MMP-2 and MMP-9 are involved in mammalian craniofacial development. Since these matrix metalloproteinases are secreted as proenzymes that require activation, their tissue distribution does not necessarily reflect the sites of enzymatic activity. Information regarding the spatial and temporal expression of gelatinolytic activity in the head of the mammalian embryo is sparse. Sensitive in situ zymography with dye-quenched gelatin (DQ-gelatin) has been introduced recently; gelatinolytic activity results in a local increase in fluorescence. Using frontal sections of wild-type mouse embryo heads from embryonic day 14.5-15.5, we optimized and validated a simple double-labeling in situ technique for combining DQ-gelatin zymography with immunofluorescence staining. MMP inhibitors were tested to confirm the specificity of the reaction in situ, and results were compared to standard SDS-gel zymography of tissue extracts. Double-labeling was used to show the spatial relationship in situ between gelatinolytic activity and immunostaining for gelatinases MMP-2 and MMP-9, collagenase 3 (MMP-13) and MT1-MMP (MMP-14), a major activator of pro-gelatinases. Strong gelatinolytic activity, which partially overlapped with MMP proteins, was confirmed for Meckel's cartilage and developing mandibular bone. In addition, we combined in situ zymography with immunostaining for extracellular matrix proteins that are potential gelatinase substrates. Interestingly, gelatinolytic activity colocalized precisely with laminin-positive basement membranes at specific sites around growing epithelia in the developing mouse head, such as the ducts of salivary glands or the epithelial fold between tongue and lower jaw region. Thus, this sensitive method allows to associate, with high spatial resolution, gelatinolytic activity with epithelial morphogenesis in the embryo.

Hint2, a mitochondrial apoptotic sensitizer down-regulated in hepatocellular carcinoma

BACKGROUND ; AIMS: Hints, histidine triad nucleotide-binding proteins, are adenosine monophosphate-lysine hydrolases of uncertain biological function. Here we report the characterization of human Hint2. METHODS: Tissue distribution was determined by real-time quantitative polymerase chain reaction and immunoblotting, cellular localization by immunocytochemistry, and transfection with green fluorescent protein constructs. Enzymatic activities for protein kinase C and adenosine phosphoramidase in the presence of Hint2 were measured. HepG2 cell lines with Hint2 overexpressed or knocked down were established. Apoptosis was assessed by immunoblotting for caspases and by flow cytometry. Tumor growth was measured in SCID mice. Expression in human tumors was investigated by microarrays. RESULTS: Hint2 was predominantly expressed in liver and pancreas. Hint2 was localized in mitochondria. Hint2 hydrolyzed adenosine monophosphate linked to an amino group (AMP-pNA; k(cat):0.0223 s(-1); Km:128 micromol/L). Exposed to apoptotic stress, fewer HepG2 cells overexpressing Hint2 remained viable (32.2 +/- 0.6% vs 57.7 +/- 4.6%), and more cells displayed changes of the mitochondrial membrane potential (87.8 +/- 2.35 vs 49.7 +/- 1.6%) with more cleaved caspases than control cells. The opposite was observed in HepG2 cells with knockdown expression of Hint2. Subcutaneous injection of HepG2 cells overexpressing Hint2 in SCID mice resulted in smaller tumors (0.32 +/- 0.13 g vs 0.85 +/- 0.35 g). Microarray analyses revealed that HINT2 messenger RNA is downregulated in hepatocellular carcinomas (-0.42 +/- 0.58 log2 vs -0.11 +/- 0.28 log2). Low abundance of HINT2 messenger RNA was associated with poor survival. CONCLUSION: Hint2 defines a novel class of mitochondrial apoptotic sensitizers down-regulated in hepatocellular carcinoma.

Transport of prion protein across the blood-brain barrier.

The cellular form of the prion protein (PrP(c)) is necessary for the development of prion diseases and is a highly conserved protein that may play a role in neuroprotection. PrP(c) is found in both blood and cerebrospinal fluid and is likely produced by both peripheral tissues and the central nervous system (CNS). Exchange of PrP(c) between the brain and peripheral tissues could have important pathophysiologic and therapeutic implications, but it is unknown whether PrP(c) can cross the blood-brain barrier (BBB). Here, we found that radioactively labeled PrP(c) crossed the BBB in both the brain-to-blood and blood-to-brain directions. PrP(c) was enzymatically stable in blood and in brain, was cleared by liver and kidney, and was sequestered by spleen and the cervical lymph nodes. Circulating PrP(c) entered all regions of the CNS, but uptake by the lumbar and cervical spinal cord, hypothalamus, thalamus, and striatum was particularly high. These results show that PrP(c) has bidirectional, saturable transport across the BBB and selectively targets some CNS regions. Such transport may play a role in PrP(c) function and prion replication.

Syntaxin 3b is a t-SNARE specific for ribbon synapses of the retina.

Previous studies have demonstrated that ribbon synapses in the retina do not contain the t-SNARE (target-soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor) syntaxin 1A that is found in conventional synapses of the nervous system. In contrast, ribbon synapses of the retina contain the related isoform syntaxin 3. In addition to its localization in ribbon synapses, syntaxin 3 is also found in nonneuronal cells, where it has been implicated in the trafficking of transport vesicles to the apical plasma membrane of polarized cells. The syntaxin 3 gene codes for four different splice forms, syntaxins 3A, 3B, 3C, and 3D. We demonstrate here by using analysis of EST databases, RT-PCR, in situ hybridization, and Northern blot analysis that cells in the mouse retina express only syntaxin 3B. In contrast, nonneuronal tissues, such as kidney, express only syntaxin 3A. The two major syntaxin isoforms (3A and 3B) have an identical N-terminal domain but differ in the C-terminal half of the SNARE domain and the C-terminal transmembrane domain. These two domains are thought to be directly involved in synaptic vesicle fusion. The interaction of syntaxin 1A and syntaxin 3B with other synaptic proteins was examined. We found that both proteins bind Munc18/N-sec1 with similar affinity. In contrast, syntaxin 3B had a much lower binding affinity for the t-SNARE SNAP25 compared with syntaxin 1A. By using an in vitro fusion assay, we could demonstrate that vesicles containing syntaxin 3B and SNAP25 could fuse with vesicles containing synaptobrevin2/VAMP2, demonstrating that syntaxin 3B can function as a t-SNARE.

Analysis of differential gene expression in nontumorigenic glioblastoma multiforme

Loss of chromosome 10 represents the most common cytogenetic abnormality in high grade gliomas (glioblastoma multiforme). To identify genes involved in the malignant progression of human gliomas, a subtractive hybridization was performed between a tumorigenic glioblastoma cell line (LG11) and a nontumorgenic hybrid cell (LG11.3) containing an introduced chromosome 10. LG11 mRNA was subtracted from LG11.3 cDNA to produce cDNA probes enriched for sequences whose expression differs quantitatively from the parental tumorigenic cells. Both known and novel sequences were identified as a result of the subtraction. Northern blot analysis was then used to confirm differential expression of several subtracted clones. One novel clone, clone 17, identified a 2.6 kb message that showed a consistent two to four fold increase in expression in the LG11.3 nontumorigenic cells. Clone 17 (340 bp) was used successfully to screen for a near full-length version, RIG (regulated in glioma), which was 2,569 bp in size. The RIG cDNA sequence showed homology to clone 17 and to an anonymous EST (IB666), but to no previously identified genes. This screening effort also identified several independent clones representing novel sequences, most of which failed to show increased expression in the nontumorigenic GBM cells. Tissue distribution studies of RIG indicated highest levels of expression in human brain with appreciably lower levels in heart and lung. In vitro transcription and translation experiments demonstrated the ability of RIG to direct the synthesis of a 13 kD protein product. However, open reading frame analysis revealed no identify with previously described motifs or any known proteins. Using a combination of somatic cell hybrid panels and in situ hybridization, the RIG gene was mapped to chromosome 11p14-11p15. Further study of RIG and related gene products may provide insight into the negative regulation of glial oncogenesis. ^