Integrin-mediated adhesion and soluble ligand binding stabilize COX-2 protein levels in endothelial cells by inducing expression and preventing degradation.

Cyclooxygenase-2 (COX-2), a key enzyme in prostaglandin synthesis, is highly expressed during inflammation and cellular transformation and promotes tumor progression and angiogenesis. We have previously demonstrated that endothelial cell COX-2 is required for integrin alphaVbeta3-dependent activation of Rac-1 and Cdc-42 and for endothelial cell spreading, migration, and angiogenesis (Dormond, O., Foletti, A., Paroz, C., and Ruegg, C. (2001) Nat. Med. 7, 1041-1047; Dormond, O., Bezzi, M., Mariotti, A., and Ruegg, C. (2002) J. Biol. Chem. 277, 45838-45846). In this study, we addressed the question of whether integrin-mediated cell adhesion may regulate COX-2 expression in endothelial cells. We report that cell detachment from the substrate caused rapid degradation of COX-2 protein in human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) independent of serum stimulation. This effect was prevented by broad inhibition of cellular proteinases and by neutralizing lysosomal activity but not by inhibiting the proteasome. HUVEC adhesion to laminin, collagen I, fibronectin, or vitronectin induced rapid COX-2 protein expression with peak levels reached within 2 h and increased COX-2-dependent prostaglandin E2 production. In contrast, nonspecific adhesion to poly-L-lysine was ineffective in inducing COX-2 expression. Furthermore, the addition of matrix proteins in solution promoted COX-2 protein expression in suspended or poly-L-lysine-attached HUVEC. Adhesion-induced COX-2 expression was strongly suppressed by pharmacological inhibition of c-Src, phosphatidylinositol 3-kinase, p38, extracellular-regulated kinase 1/2, and, to a lesser extent, protein kinase C and by the inhibition of mRNA or protein synthesis. In conclusion, this work demonstrates that integrin-mediated cell adhesion and soluble integrin ligands contribute to maintaining COX-2 steady-state levels in endothelial cells by the combined prevention of lysosomal-dependent degradation and the stimulation of mRNA synthesis involving multiple signaling pathways.

Hepatitis C Virus Nonstructural 5A Protein Inhibits Lipopolysaccharide-Mediated Apoptosis of Hepatocytes by Decreasing Expression of Toll-Like Receptor 4.

Background. Hepatitis C virus (HCV) nonstructural protein 5A (NS5A) has been shown to modulate multiple cellular processes, including apoptosis. The aim of this study was to assess the effects of HCV NS5A on apoptosis induced by Toll-like receptor (TLR) 4 ligand, lipopolysaccharide (LPS). Methods. Apoptotic responses to TLR4 ligands and the expression of molecules involved in TLR signaling pathways in human hepatocytes were examined with or without expression of HCV NS5A. Results. HCV NS5A protected HepG2 hepatocytes against LPS-induced apoptosis, an effect linked to reduced TLR4 expression. A similar downregulation of TLR4 expression was observed in Huh-7-expressing genotype 1b and 2a. In agreement with these findings, NS5A inhibited the expression of numerous genes encoding for molecules involved in TLR4 signaling, such as CD14, MD-2, myeloid differentiation primary response gene 88, interferon regulatory factor 3, and nuclear factor-κB2. Consistent with a conferred prosurvival advantage, NS5A diminished the poly(adenosine diphosphate-ribose) polymerase cleavage and the activation of caspases 3, 7, 8, and 9 and increased the expression of anti-apoptotic molecules Bcl-2 and c-FLIP. Conclusions. HCV NS5A downregulates TLR4 signaling and LPS-induced apoptotic pathways in human hepatocytes, suggesting that disruption of TLR4-mediated apoptosis may play a role in the pathogenesis of HCV infection.

Alterations in microRNA expression contribute to fatty acid-induced pancreatic beta-cell dysfunction.

OBJECTIVE: Visceral obesity and elevated plasma free fatty acids are predisposing factors for type 2 diabetes. Chronic exposure to these lipids is detrimental for pancreatic beta-cells, resulting in reduced insulin content, defective insulin secretion, and apoptosis. We investigated the involvement in this phenomenon of microRNAs (miRNAs), a class of noncoding RNAs regulating gene expression by sequence-specific inhibition of mRNA translation. RESEARCH DESIGN AND METHODS: We analyzed miRNA expression in insulin-secreting cell lines or pancreatic islets exposed to palmitate for 3 days and in islets from diabetic db/db mice. We studied the signaling pathways triggering the changes in miRNA expression and determined the impact of the miRNAs affected by palmitate on insulin secretion and apoptosis. RESULTS: Prolonged exposure of the beta-cell line MIN6B1 and pancreatic islets to palmitate causes a time- and dose-dependent increase of miR34a and miR146. Elevated levels of these miRNAs are also observed in islets of diabetic db/db mice. miR34a rise is linked to activation of p53 and results in sensitization to apoptosis and impaired nutrient-induced secretion. The latter effect is associated with inhibition of the expression of vesicle-associated membrane protein 2, a key player in beta-cell exocytosis. Higher miR146 levels do not affect the capacity to release insulin but contribute to increased apoptosis. Treatment with oligonucleotides that block miR34a or miR146 activity partially protects palmitate-treated cells from apoptosis but is insufficient to restore normal secretion. CONCLUSIONS: Our findings suggest that at least part of the detrimental effects of palmitate on beta-cells is caused by alterations in the level of specific miRNAs.

Neuronal expression of the ubiquitin ligase Nedd4-2 in rat dorsal root ganglia: Modulation in the spared nerve injury model of neuropathic pain.

Neuronal hyperexcitability following peripheral nerve lesions may stem from altered activity of voltage-gated sodium channels (VGSCs), which gives rise to allodynia or hyperalgesia. In vitro, the ubiquitin ligase Nedd4-2 is a negative regulator of VGSC α-subunits (Na(v)), in particular Na(v)1.7, a key actor in nociceptor excitability. We therefore studied Nedd4-2 in rat nociceptors, its co-expression with Na(v)1.7 and Na(v)1.8, and its regulation in pathology. Adult rats were submitted to the spared nerve injury (SNI) model of neuropathic pain or injected with complete Freund's adjuvant (CFA), a model of inflammatory pain. L4 dorsal root ganglia (DRG) were analyzed in sham-operated animals, seven days after SNI and 48h after CFA with immunofluorescence and Western blot. We observed Nedd4-2 expression in almost 50% of DRG neurons, mostly small and medium-sized. A preponderant localization is found in the non-peptidergic sub-population. Additionally, 55.7±2.7% and 55.0±3.6% of Nedd4-2-positive cells are co-labeled with Na(v)1.7 and Na(v)1.8 respectively. SNI significantly decreases the proportion of Nedd4-2-positive neurons from 45.9±1.9% to 33.5±0.7% (p<0.01) and the total Nedd4-2 protein to 44%±0.13% of its basal level (p<0.01, n=4 animals in each group, mean±SEM). In contrast, no change in Nedd4-2 was found after peripheral inflammation induced by CFA. These results indicate that Nedd4-2 is present in nociceptive neurons, is downregulated after peripheral nerve injury, and might therefore contribute to the dysregulation of Na(v)s involved in the hyperexcitability associated with peripheral nerve injuries.

Early apoptosis of rod photoreceptors in Rpe65(-/-) mice is associated with the upregulated expression of lysosomal-mediated autophagic genes.

RPE65-related Leber's congenital amaurosis (LCA) is a rod-cone dystrophy whose clinical outcome is mainly attributed to the loss of rod photoreceptors followed by cone degeneration. Pathogenesis in Rpe65(-/-) mice is characterized by a slow and progressive degeneration of rods dependent on the constitutive activation of unliganded opsin. We previously reported that this opsin-mediated apoptosis of rods was dependent on Bcl-2-apoptotic pathway and Bax-induced pro-death activity. In this study, we report early initial apoptosis in the newly differentiated retina of Rpe65(-/-) mice. Apoptotic photoreceptors were identified as rods and resulted from pathological phototransduction signaling. This wave of early apoptosis triggered Bcl-2-related pathway and Bax apoptotic activity, while activation of the caspases was not induced. Following cellular stress, multiple signaling pathways are initiated which either commit cells to death or trigger pro-survival responses including autophagy. We report that Bcl-2-related early rod apoptosis was associated with the upregulation of autophagy markers including chaperone-mediated autophagy (CMA) substrate receptor LAMP-2 and lysosomal hydrolases Cathepsin S and Lysozyme. This suggests that lysosomal-mediated autophagy may be triggered in response to early rod apoptosis in Rpe65-LCA disease. These results highlight that Rpe65-related primary stress induces early signaling events, which trigger Bax-induced-apoptotic pathway and autophagy-mediated cellular response. These events may determine retinal cell fate, progression and severity of the disease.

Increased Expression of Renal Cyclooxygenase-2 and Neuronal Nitric Oxide Synthase in Hypertensive Cx40-Deficient Mice.

Cx40-deficient mice (Cx40-/-) are hypertensive due to increased renin secretion. We evaluated the renal expression of neuronal nitric oxide synthase (nNOS) and cyclooxygenases COX-1 and COX-2, three macula densa enzymes. The levels of nNOS were increased in kidneys of Cx40-/- mice, as well as in those of wild-type (WT) mice subjected to the two-kidney one-clip model of hypertension. In contrast, the levels of COX-2 expression were only increased in the hypoperfused kidney of Cx40-/- mice. Treatment with indomethacin lowered blood pressure and renin mRNA in Cx40-/- mice without affecting renin levels, indicating that changes in COX-2 do not cause the altered secretion of renin. Suppression of NOS activity by N(G)-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME) decreased renin levels in Cx40-/- animals, indicating that NO regulates renin expression in the absence of Cx40. Treatment with candesartan normalized blood pressure in Cx40-/- mice, and decreased the levels of both COX-2 and nNOS. After a treatment combining candesartan and L-NAME, the blood pressure of Cx40-/- mice was higher than that of WT mice, showing that NO may counterbalance the vasoconstrictor effects of angiotensin II in Cx40-/- mice. These data document that renal COX-2 and nNOS are differentially regulated due to the elevation of renin-dependent blood pressure in mice lacking Cx40.

Neuronal expression of the ubiquitin ligase Nedd4-2 in rat dorsal root ganglia: modulation in the SNI model of neuropathic pain

La douleur neuropathique est une forme de douleur chronique apparaissant suite à des lésions du système nerveux somato-sensoriel. Caractérisée par une plasticité neuronale inadapté, elle est très souvent intense, invalidante, associe des symptômes comme l'allodynie ou l' hyperalgésie et reste difficile à traiter avec les agents thérapeutiques actuels. Le thème de mon travail de thèse se concentre sur des mécanismes moléculaires de modulation des canaux sodiques voltage-dépendants suite à une lésion du nerf périphérique. Dans l'article présenté en annexe, j'ai focalisé mon travail sur une protéine, Nedd4-2, qui est une ligase ubiquitine. Elle a pour rôle de réguler et d'internaliser dans la cellule des protéines membranaires dont les canaux sodiques. Suite aux lésions du système nerveux périphérique, il existe une hyperexcitabilité neuronale engendrée notamment par un surplus et une dysrégulation des canaux sodiques à la membrane cellulaire. Dans 1 'hypothèse que l'ubiquitine ligase Nedd4-2 soit présente dans les neurones sensitifs primaires et ait un rôle dans la régulation des canaux sodiques, nous avons identifié cette protéine dans les neurones nociceptifs primaires du rat. En utilisant des techniques de Western Blot et d'immunohistochimie, j'ai trouvé que Nedd4-2 est présente dans presque 50% des neurones du ganglion spinal et ces neurones sont principalement des neurones nociceptifs. Dans un modèle expérimental de douleur neuropathique (SN I, pour spared nerve injury), Nedd4-2 se retrouve significativement diminuée dans le tissu du ganglion spinal. J'ai également investigué 1' expression de 2 isoformes des canaux sodiques connues pour leur implication dans la douleur, Navl.7 et Navl.8, et ces 2 isoformes se retrouvent dans les mêmes neurones que Nedd4-2. La caractérisation détaillée est décrite dans le manuscrit: «Neuronal expression of the ubiquitin ligase Nedd4-2 in rat dorsal root ganglia: modulation in the SNI model of neuropathic pain; Cachemaille M, Laedermann CJ, Pertin M, Abriel H, Gasselin RD, Decosterd 1.» Les résultats obtenus indiquent que Nedd4-2, en étant downrégulé après une lésion nerveuse, pourrait ainsi contribuer à une augmentation des canaux sodiques fonctionnels à la membrane. Ainsi Nedd4-2 pourrait être proposée comme cible thérapeutique de manière alternative aux bloqueurs de canaux sodiques. Ce travail a permis l'initiation d'autres expériences. J'ai contribué activement à la construction de vecteurs viraux type adéno-associé recombinant (rAA V2/6) et surexprimé la protéine in vivo dans les ganglions spinaux. Cette partie de mon travail se trouve intégrée dans d'autres travaux de mon laboratoire d'accueil qui a pu démontrer les effets fonctionnels de cette approche sur les courants sodiques enregistrés par électrophysiologie et une diminution de la douleur neuropathique chez la souris. - Abstract-Neuronal hyperexcitability following peripheral nerve lesions may stem from altered activity of voltagegated sodium channels (VGSCs), which gives rise toallodynia or hyperalgesia. In vitro, the ubiquitin ligase Nedd4-2 is a negative regulator of VGSC a-subunits (Nav), in particular Nav1.7, a key actor in nociceptor excitability. We therefore studied Nedd4-2 in rat nociceptors, its co-expression with Nav1.7 and Nav1.8, and its regulation in pathology. Adult rats were submitted to the spared nerve injury (SNI) model of neuropathic pain or injected with complete Freund's adjuvant (CFA), a model of inflammatory pain. L4 dorsal root ganglia (DRG) were analyzed in shamoperated animals, seven days after SNI and 48 h after CFA with immunofluorescence and Western blot. We observed Nedd4-2 expression in almost 50% of DRG neurons, mostly small and medium-sized. A preponderant localization is found in the non-peptidergic sub-population. Additionally, 55.7± 2.7% and 55.0 ±3.6% of Nedd4-2-positive cells are co-labeled with Nav1.7 and Nav1.8 respectively. SNI significantly decreases the proportion of Nedd4-2-positive neurons from 45.9± 1.9% to 33.5± 0.7% (p < 0.01) and the total Nedd4-2 protein to 44%± 0.13% of its basal level (p <0.01, n = 4 animals in each group, mean± SEM). In contrast, no change in Nedd4-2 was found after peripheral inflammation induced by CFA. These results indicate that Nedd4-2 is present in nociceptive neurons, is downregulated after peripheral nerve injury, and might therefore contribute to the dysregulation of Navs involved in the hyperexcitability associated with peripheral nerve injuries.

Effect of iodide on Fas, Fas-ligand and Bcl-w mRNA expression in thyroid of NOD mice pretreated with methimazole

Nonobese diabetic (NOD) mice and a derived strain, NOD.H.2h4, have been used as a model for experimental spontaneous thyroiditis and thyroiditis induced by iodide excess after a goiter-inducing period. Some authors have proposed that iodide, given after methimazole or propylthiouracil, is capable of inducing apoptosis in thyroid cells and that anti-thyroid drugs can modulate the expression of apoptosis components such as Fas and its ligand (Fas-L). Here we evaluated the effect of potassium iodide (20 µg/animal for 4 days, ip) given to NOD mice at the 10th week of life after exposure to methimazole (1 mg/ml) in drinking water from the 4th to the 10th week of life. Fas, Fas-L and Bcl-w expression were analyzed semiquantitatively by RT-PCR immediately after potassium iodide administration (group MI44D) or at week 32 (MI32S). Control groups were added at 10 (C10) and 32 weeks (C32), as well as a group that received only methimazole (CM10). An increase in the expression of Fas-L and Bcl-w (P<0.01, ANOVA) was observed in animals of group MI44D, while Fas was expressed at higher levels (P = 0.02) in group C32 (72.89 ± 47.09 arbitrary units) when compared to group C10 (10.8 ± 8.55 arbitrary units). Thus, the analysis of Fas-L and Bcl-w expression in the MI44D group and Fas in group C32 allowed us to detect two different patterns of expression of these apoptosis components in thyroid tissue of NOD mice.

Curcumin induces human HT-29 colon adenocarcinoma cell apoptosis by activating p53 and regulating apoptosis-related protein expression

Curcumin, a major yellow pigment and active component of turmeric, has multiple anti-cancer properties. However, its molecular targets and mechanisms of action on human colon adenocarcinoma cells are unknown. In the present study, we examined the effects of curcumin on the proliferation of human colon adenocarcinoma HT-29 cells by the 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide method and confirmed the curcumin-induced apoptosis by morphology and DNA ladder formation. At the same time, p53, phospho-p53 (Ser15), and other apoptosis-related proteins such as Bax, Bcl-2, Bcl-xL, pro-caspase-3, and pro-caspase-9 were determined by Western blot analysis. The colon adenocarcinoma cells were treated with curcumin (0-75 µM) for 0-24 h. We observed that p53 was highly expressed in HT-29 cells and curcumin could up-regulate the serine phosphorylation of p53 in a time- and concentration-dependent manner. An increase in expression of the pro-apoptotic factor Bax and a decrease in expression of the anti-apoptotic factor Bcl-2 were also observed in a time-dependent manner after exposure of 50 µM curcumin, while the expression of the anti-apoptotic factor Bcl-xL was unchanged. Curcumin could also down-regulate the expression of pro-caspase-3 and pro-caspase-9 in a time-dependent manner. These data suggest a possible underlying molecular mechanism whereby curcumin could induce the apoptosis signaling pathway in human HT-29 colon adenocarcinoma cells by p53 activation and by the regulation of apoptosis-related proteins. This property of curcumin suggests that it could have a possible therapeutic potential in colon adenocarcinoma patients.

Over-expression of cyclooxygenase-2 in endoscopic biopsies of ectopic gastric mucosa

Ectopic gastric mucosa (EGM) is considered to be a congenital condition. Rare cases of adenocarcinoma have been described. There are no data justifying regular biopsies or follow-up. Cyclooxygenase-2 (COX-2) is a protein involved in gastrointestinal tumor development by inhibiting apoptosis and regulating angiogenesis. The aim of this prospective study was to evaluate COX-2 expression in EGM and compare it with normal tissue and Barrett's esophagus. We evaluated 1327 patients. Biopsies were taken from the inlet patch for histological evaluation and from the gastric antrum to assess Helicobacter pylori infection. Biopsies taken from normal esophageal, gastric antrum and body mucosa and Barrett's esophagus were retrieved from a tissue bank. EGM biopsies were evaluated with respect to type of epithelium, presence of H. pylori, and inflammation. COX-2 was detected by immunohistochemistry using the avidin-biotin complex. EGM islets were found in 14 patients (1.1%). Histological examination revealed fundic type epithelium in 58.3% of cases, H. pylori was present in 50% and chronic inflammation in 66.7%. Expression of COX-2 was negative in normal distal esophagus, normal gastric antrum and normal gastric body specimens (10 each). In contrast, EGM presented over-expression of COX-2 in 41.7% of cases and Barrett's esophagus in 90% of cases (P = 0.04 and 0.03, respectively). COX-2 immunoexpression in EGM was not related to gender, age, epithelium type, presence of inflammation or intestinal metaplasia, H. pylori infection, or any endoscopic finding. Our results demonstrate up-regulation of COX-2 in EGM, suggesting a possible malignant potential of this so-called harmless mucosa.

High expression of the circadian gene mPer2 diminishes the radiosensitivity of NIH 3T3 cells

Period2 is a core circadian gene, which not only maintains the circadian rhythm of cells but also regulates some organic functions. We investigated the effects of mPeriod2 (mPer2) expression on radiosensitivity in normal mouse cells exposed to 60Co-γ-rays. NIH 3T3 cells were treated with 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA) to induce endogenous mPer2 expression or transfected with pcDNA3.1(+)-mPer2 and irradiated with 60Co-γ-rays, and then analyzed by several methods such as flow cytometry, colony formation assay, RT-PCR, and immunohistochemistry. Flow cytometry and colony formation assay revealed that irradiated NIH 3T3 cells expressing high levels of mPer2 showed a lower death rate (TPA: 24 h 4.3% vs 12 h 6.8% and control 9.4%; transfection: pcDNA3.1-mPer2 3.7% vs pcDNA3.1 11.3% and control 8.2%), more proliferation and clonogenic survival (TPA: 121.7 ± 6.51 vs 66.0 ± 3.51 and 67.7 ± 7.37; transfection: 121.7 ± 6.50 vs 65.3 ± 3.51 and 69.0 ± 4.58) both when treated with TPA and transfected with mPer2. RT-PCR analysis showed an increased expression of bax, bcl-2, p53, c-myc, mre11, and nbs1, and an increased proportionality of bcl-2/bax in the irradiated cells at peak mPer2 expression compared with cells at trough mPer2 expression and control cells. However, no significant difference in rad50 expression was observed among the three groups of cells. Immunohistochemistry also showed increased protein levels of P53, BAX and proliferating cell nuclear antigen in irradiated cells with peak mPer2 levels. Thus, high expression of the circadian gene mPer2 may reduce the radiosensitivity of NIH 3T3 cells. For this effect, mPer2 may directly or indirectly regulate the expressions of cell proliferation- and apoptosis-related genes and DNA repair-related genes.

Regulation of the memory T cell development and islet beta-cell survival by DAPK-related apoptosis-inducing protein kinase 2 (Drak2)

Drak2 est un membre de la famille des protéines associées à la mort et c’est une sérine/thréonine kinase. Chez les souris mutantes nulles Drak2, les cellules T ne présentent aucune défectuosité apparente en apoptose induite par activation, après stimulation avec anti-CD3 et anti-CD28, mais ont un seuil de stimulation réduit, comparées aux cellules T de type sauvage (TS). Dans notre étude, l’analyse d’hybridation in situ a révélé que l’expression de Drak2 est ubiquiste au stade de la mi-gestation chez les embryons, suivie d’une expression plus focale dans les divers organes pendant la période périnatale et l’âge adulte, notamment dans le thymus, la rate, les ganglions lymphatiques, le cervelet, les noyaux suprachiasmatiques, la glande pituitaire, les lobes olfactifs, la médullaire surrénale, l’estomac, la peau et les testicules. Nous avons créé des souris transgéniques (Tg) Drak2 en utilisant le promoteur humain beta-actine. Ces souris Tg montraient des ratios normaux entre cellules T versus B et entre cellules CD4 versus CD8, mais leur cellularité et leur poids spléniques étaient inférieurs comparé aux souris de type sauvage. Après activation TCR, la réponse proliférative des cellules T Tg Drak2 était normale, même si leur production d’interleukine (IL)-2 et IL-4 mais non d’interféron-r était augmentée. Les cellules T Tg Drak2 activées ont démontré une apoptose significativement accrue en présence d’IL-2 exogène. Au niveau moléculaire, les cellules T Tg Drak2 ont manifesté une augmentation moins élevée des facteurs anti-apoptotiques durant l’activation; un tel changement a probablement rendu les cellules vulnérables aux attaques subséquentes d’IL-2. L’apoptose compromise dans les cellulesT Tg Drak2 a été associée à un nombre réduit de cellules T ayant le phénotype des cellules mémoires (CD62Llo) et avec des réactions secondaires réprimées des cellules T dans l’hypersensibilité de type différé. Ces résultats démontrent que Drak2 s’exprime dans le compartiment des cellules T mais n’est pas spécifique aux cellules T; et aussi qu’il joue des rôles déterminants dans l’apoptose des cellules T et dans le développement des cellules mémoires T. En outre, nous avons recherché le rôle de Drak2 dans la survie des cellules beta et le diabète. L’ARNm et la protéine Drak2 ont été rapidement induits dans les cellules beta de l’îlot après stimulation exogène par les cytokines inflammatoires ou les acides gras libres et qui est présente de façon endogène dans le diabète, qu’il soit de type 1 ou de type 2. La régulation positive de Drak2 a été accompagnée d’une apoptose accrue des cellules beta. L’apoptose des cellules beta provoquée par les stimuli en question a été inhibée par la chute de Drak2 en utilisant petit ARNi. Inversement, la surexpression de Drak2 Tg a mené à l’apoptose aggravée des cellules beta déclenchée par les stimuli. La surexpression de Drak2 dans les îlots a compromis l’augmentation des facteurs anti-apoptotiques, tels que Bcl-2, Bcl-xL et Flip, sur stimulation par la cytokine et les acides gras libres. De plus, les expériences in vivo ont démontré que les souris Tg Drak2 étaient sujettes au diabète de type 1 dans un modèle de diabète provoqué par de petites doses multiples de streptozotocine et qu’elles étaient aussi sujettes au diabète de type 2 dans un modèle d’obésité induite par la diète. Nos données montrent que Drak2 est défavorable à la survie des cellules beta. Nous avons aussi étudié la voie de transmission de Drak2. Nous avons trouvé que Drak2 purifiée pouvait phosphoryler p70S6 kinase dans une analyse kinase in vitro. Lasurexpression de Drak2 dans les cellules NIT-1 a entraîné l’augmentation de la phosphorylasation p70S6 kinase tandis que l’abaissement de Drak2 dans ces cellules a réduit la phosphorylation. Ces recherches mécanistes ont prouvé que p70S6 kinase était véritablement un substrat de Drak2 in vitro et in vivo. Cette étude a découvert les fonctions importantes de Drak2 dans l’homéostasie des cellules T et le diabète. Nous avons prouvé que p70S6 kinase était un substrat de Drak2. Nos résultats ont approfondi nos connaissances de Drak2 à l’intérieur des systèmes immunitaire et endocrinien. Certaines de nos conclusions, comme les rôles de Drak2 dans le développement des cellules mémoires T et la survie des cellules beta pourraient être explorées pour des applications cliniques dans les domaines de la transplantation et du diabète.

Bcl-xL regulation and function in cell cycle checkpoints and progression

Quelques évidences suggèrent que Bcl-xL, un membre anti-apoptotique de la famille Bcl-2, possède également des fonctions au niveau du cycle cellulaire et de ses points-contrôle. Pour étudier la régulation et fonction de Bcl-xL au cours du cycle cellulaire, nous avons généré et exprimé dans des cellules humaines une série de mutants de phosphorylation incluant Thr41Ala, Ser43Ala, Thr47Ala, Ser49Ala, Ser56Ala, Ser62Ala et Thr115Ala. L'analyse de cette série de mutants révèle que les cellules exprimant Bcl-xL(Ser62Ala) sont moins stables au point-contrôle G2 du cycle cellulaire comparées aux cellules exprimant le type sauvage ou les autres mutants de phosphorylation incluant Thr41Ala, Ser43Ala, Thr47Ala, Ser56Ala et Thr115Ala. Les études de cinétiques de phosphorylation et de localisation de phospho-Bcl-xL(Ser62) dans des cellules synchronisées et suite à l'activation du point-contrôle en G2 médié par l'étoposide (VP16), nous indiquent que phospho-Bcl-xL(Ser62) migre dans les corps nucléolaires durant l'arrêt en G2 dans les cellules exposées au VP16. Une série d'expériences incluant des essais kinase in vitro, l'utilisation d'inhibiteurs pharmacologiques et d'ARN interférant, nous révèlent que Polo kinase 1 (PLK1) et MAPK9/JNK2 sont les protéines kinase impliquées dans la phosphorylation de Bcl-xL(Ser62), et pour son accumulation dans les corps nucléolaires pendant le point-contrôle en G2. Nos résultats indiquent que durant le point-contrôle en G2, phospho-Bcl-xL(Ser62) se lie et se co-localise avec CDK1(CDC2), le complexe cycline-kinase qui contrôle l'entrée en mitose. Nos résultats suggèrent que dans les corps nucléolaires, phospho-Bcl-xL(Ser62) stabilise l'arrêt en G2 en séquestrant CDK1(CDC2) pour retarder l'entrée en mitose. Ces résultats soulignent également que les dommages à l'ADN influencent la composition des corps nucléolaires, structure nucléaire qui émerge maintenant comme une composante importante de la réponse aux dommages à l'ADN. Dans une deuxième étude, nous décrivons que les cellules exprimant le mutant de phosphorylation Bcl-xL(Ser62Ala) sont également plus stables au point-contrôle de l'assemblage du fuseau de la chromatine (SAC) suite à une exposition au taxol, comparées aux cellules exprimant le type sauvage ou d'autres mutants de phosphorylation de Bcl-xL, incluant Thr41Ala, Ser43Ala, Thr47Ala, Ser56Ala. Cet effet est indépendent de la fonction anti-apoptotique de Bcl-xL. Bcl-xL(Ser62) est fortement phosphorylé par PLK1 et MAPK14/SAPKp38α à la prométaphase, la métaphase et à la frontière de l'anaphase, et déphosphorylé à la télophase et la cytokinèse. Phospho-Bcl-xL(Ser62) se trouve dans les centrosomes avec γ-tubuline, le long du fuseau mitotique avec la protéine moteure dynéine et dans le cytosol mitotique avec des composantes du SAC. Dans des cellules exposées au taxol, phospho-Bcl-xL(Ser62) se lie au complexe inhibiteur CDC20/MAD2/BUBR1/BUB3, alors que le mutant Bcl-xL(Ser62Ala) ne se lie pas à ce complexe. Ces résultats indiquent que durant le SAC, la phosphorylation de Bcl-xL(Ser62) accélère la résolution du SAC et l'entrée des cellules en anaphase. Des expériences bloquant l'expression de Bcl-xL révèlent ègalement un taux très élevé de cellules tétraploïdes et binuclées après un traitement au nocodazole, consistant avec une fonction de Bcl-xL durant la mitose et dans la stabilité génomique. Dans la troisième étude, l'analyse fonctionnelle de cette série de mutants de phosphorylation indique également que les cellules exprimant Bcl-xL(Ser49Ala) sont moins stables durant le point-contrôle G2 et entre en cytokinèse plus lentement dans des cellules exposées aux inhibiteurs de la polymérisation/dépolymérisation des tubulines, composantes des microtubules. Ces effets de Bcl-xL(Ser49Ala) sont indépendents de sa fonction anti-apoptotique. La phosphorylation de Bcl-xL(Ser49) est dynamique au cours du cycle cellulaire. Dans des cellules synchronisées, Bcl-xL(Ser49) est phosphorylé en phase S et G2, déphosphorylé à la prométaphase, la métaphase et à la frontière de l'anaphase, et re-phosphorylé durant la télophase et la cytokinèse. Au cours du point-contrôle G2 induit par les dommages à l'ADN, un pool important de phospho-Bcl-xL(Ser49) se trouve aux centrosomes, un site important pour la régulation de l'entrée en mitose. Durant la télophase et la cytokinèse, phospho-Bcl-xL(Ser49) se trouve le long des microtubules avec la protéine moteure dynéine et dans le cytosol mitotique. Finalement, nos résultats suggèrent que PLK3 est responsable de la phosphorylation de Bcl-xL(Ser49), une protéine kinase impliquée pour l'entrée des cellules en mitose et pour la progression de la mitose jusqu'à la division cellulaire.

The role of interleukin-1beta on the expression of nestin in cardiac neural stem cells following myocardial infarction

Le mécanisme biologique responsable pour l’augmentation de l’expression de la protéine nestin dans les cellules souches neurales (CSN) du cœur après un infarctus du myocarde (IM) demeure inconnu. Des études antérieures ont démontré que le traitement au dexamethasone, un glucocorticoïde aux propriétés anti-inflammatoires, abolit la régulation positive de nestin après un IM. Ceci suggère un lien avec la réponse inflammatoire. Nous avons vérifié dans cette étude l’hypothèse que la cytokine inflammatoire interleukin-1beta (IL-1beta) peut modifier le phénotype de cellules souches neurales. Le deuxième objectif de l’étude fut d’établir l’impact, suivant un IM, de l’inhibition de la signalisation de IL-1beta sur la fonction et la guérison cardiaque. Suite à une ligature complète de l’artère coronaire du rat mâle, le dysfonctionnement contractile du ventricule gauche fut associé à une régulation positive de la protéine nestin dans le myocarde non-infarci. Le traitement avec Xoma 052 (1 mg/kg), un anticorps anti-IL-1beta, 24h, 7 et 14 jours après un évènement ischémique, eu aucun effet sur la taille de l’infarctus ou la contractilité du ventricule gauche. De plus, le traitement avec Xoma 052 après un IM n’a pu supprimer l’augmentation de l’expression de nestin et Bcl-2 malgré une réduction modeste du niveau de la protéine Bax. Pour déterminer directement le rôle de la réponse inflammatoire en l’absence d’ischémie, nous avons injecté des rats mâles avec du LPS (10mg/kg, 18hrs). Dans le coeur du rat-LPS, nous avons noté une augmentation significative du niveau d’ARNm de IL-1beta et de l’expression de la protéine nestin. Le prétraitement avec 10mg/kg de Xoma 052 a aboli l’augmentation de l’expression de nestin dans le coeur des rats-LPS. Ces observations indiquent que les cellules souches neurales pourraient représenter une cible potentielle de l’IL-1beta.

Expression of cyclooxygenase-2 in intestine of pigs of different ages and hygiene status

Prostaglandins (PG) are bioactive lipids derived from the metabolism of membrane polyunsaturated fatty acids (PUFA), and play important roles in a number of biological processes including cell division, immune responses and wound healing. Cyclooxygenase (COX) is the key enzyme in PG synthesis from arachidonic acid. The hypothesis of the present study was that expression of COX-2 in porcine intestine was dependent on the microbial load and the age of piglets. Piglets were obtained from sows raised either on outdoor free-range farms or on indoor commercial farms, and littermates were divided into three treatments: One group of piglets suckled the sow, a second group was put into an isolator and fed a milk formula, and a third group was put into the isolator fed milk formula and injected with broad spectrum antibiotics. Samples were collected from the 75% level of the small intestine at day 5, 28 and 56 of age. Tissue section from four piglets from each of these six treatment groups was analysed by immunofluorescence for COX-2 and type-IV collagen (basement membrane, defining lamina propria (LP)). Image analysis was used to determine the number of positive pixels expressing LP and epithelial COX-2. COX-2 expressing cells were observed in LP and epithelium in all porcine intestinal samples. When analysing images obtained on day 28, injection of antibiotics seemed to reduce the COX-2 expression in intestinal samples of piglets when compared to other treatments (P=0.053). No significant effect of farm, treatments or age of piglets was observed on COX-2 expressing data when analysing all data of images obtained at day 28 and 56. By double-labelling experiments, COX-2 was found not to be expressed on cell co-expressing CD45, CD16, CD163 or CD2, thus indicating that mucosal leukocytes, including dendritic cells, macrophages and NK cells did not express COX-2. Future research should investigate the role of COX-2 expression in the digestive tract in relation to pig health.