Angiopoietin like-2: a pro-inflammatory and pro-oxidative protein that contributes to endothelial dysfunction

Le vieillissement vasculaire est caractérisé par une dysfonction de l’endothélium. De nombreux facteurs de risque cardiovasculaire tels que l’obésité et l’hypertension prédisposent l’endothélium à un stress oxydant élevé aboutissant à une dysfonction endothéliale, celle-ci étant communément accompagnée d’une diminution de la biodisponibilité du monoxyde d’azote. Bien que la fonction endothéliale soit un déterminant majeur de la prédiction du risque cardiovasculaire des patients, son évaluation individuelle reste très limitée. En conséquence, il existe un intérêt scientifique grandissant pour la recherche de meilleurs biomarqueurs. L’Angiopoiétine like-2 (angptl2), une protéine identifiée récemment, joue un rôle pro-inflammatoire et pro-oxydant dans plusieurs désordres causés par une inflammation chronique allant de l’obésité à l’athérosclérose. L’inflammation et un stress oxydant accru ont été établis comme des mécanismes sous-jacents à l’apparition d’une dysfonction endothéliale, c’est pourquoi ce travail met l’accent sur le rôle de l’angptl2 dans la dysfonction endothéliale. Plus précisément, ce travail vise à: 1) déterminer les effets aigus de l’angptl2 sur la fonction endothéliale, 2) caractériser la fonction endothéliale et la contribution des différents facteurs relaxants dérivés de l'endothélium (EDRF) dans plusieurs lits vasculaires, et ce, dans un modèle de souris réprimant l’expression de l’angptl2 (knock-down, KD), et 3) examiner si l'absence d'expression angptl2 protège contre la dysfonction endothéliale induite par un régime riche en graisses (HFD) ou par perfusion d'angiotensine II (angII) chez la souris. Dans la première étude, l’incubation aigue avec de l’angptl2 recombinante induit une dysfonction endothéliale dans les artères fémorales isolées de souris de type sauvage (WT), probablement en raison d’une production accrue d'espèces réactives oxygénées. Les artères fémorales de souris angptl2 KD présentent une meilleure fonction endothéliale en comparaison aux souris WT, vraisemblablement par une plus grande contribution de la prostacycline dans la vasodilatation. Après 3 mois d’une diète HFD, les principaux EDRF respectifs des artères fémorales et mésentériques sont conservés uniquement dans les souris angptl2 KD. Cette préservation est associée à un meilleur profil métabolique, une moindre accumulation de triglycérides dans le foie et des adipocytes de plus petite taille. De plus, l’expression de gènes inflammatoires dans ces tissus adipeux n’est augmentée que chez les souris WT. Dans la seconde étude, l’absence d’angptl2 résulte en une production accrue de monoxyde d’azote dans les artères cérébrales isolées par rapport à celles des souris WT. La perfusion chronique d’angII provoque, seulement chez les souris WT, une dysfonction endothéliale cérébrale probablement par le biais d’une augmentation de la production d’espèces réactives oxygénées, probablement dérivé des NADPH oxydase 1 et 2, ainsi que l'augmentation des facteurs constricteurs dérivés de l’endothélium issus de la cyclo-oxygénase. En revanche, l’apocynine réduit la dilatation cérébrale chez les souris KD traitées à l’angII, ce qui suggère le recrutement potentiel d’une voie de signalisation compensatoire impliquant les NADPH oxydases et qui aurait un effet vaso-dilatateur. Ces études suggèrent fortement que l’angptl2 peut avoir un impact direct sur la fonction endothéliale par ses propriétés pro-inflammatoire et pro-oxydante. Dans une optique d’application à la pratique clinique, les niveaux sanguins d’angptl2 pourraient être un bon indicateur de la fonction endothéliale.

Metabolomics analysis in rats with thiamine deficiency identifies key metabolites in vulnerable brain regions and suggests neural stem progenitor cells play a role in ameliorating metabolic dysfunction

La documentation scientifique fait état de la présence, chez l’adulte, de cellules souches et progénitrices neurales (CSPN) endogènes dans les zones sous-ventriculaire et sous-granulaire du cerveau ainsi que dans le gyrus denté de l’hippocampe. De plus, un postulat selon lequel il serait également possible de retrouver ce type de cellules dans la moelle épinière et le néocortex des mammifères adultes a été énoncé. L’encéphalopathie de Wernicke, un trouble neurologique grave toutefois réversible qui entraîne un dysfonctionnement, voire une défaillance du cerveau, est causée principalement par une carence importante en thiamine (CT). Des observations récentes laissent envisager que les facteurs en cause dans la prolifération et la différenciation des CSPN pourraient également jouer un rôle important lors d’un épisode de CT. L’hypothèse, selon laquelle l’identification de nouveaux métabolites entrant dans le mécanisme ou la séquence de réactions se soldant en une CT pourraient en faciliter la compréhension, a été émise au moyen d'une démarche en cours permettant d’établir le profil des modifications métaboliques qui surviennent en de telles situations. Cette approche a été utilisée pour constater les changements métaboliques survenus au niveau du foyer cérébral dans un modèle de rats déficients en thiamine (rats DT), particulièrement au niveau du thalamus et du colliculus inférieur (CI). La greffe de CSPN a quant à elle été envisagée afin d’apporter de nouvelles informations sur la participation des CSPN lors d’un épisode de CT et de déterminer les bénéfices thérapeutiques potentiels offerts par cette intervention. Les sujets de l’étude étaient répartis en quatre groupes expérimentaux : un premier groupe constitué de rats dont la CT était induite par la pyrithiamine (rats DTiP), un deuxième groupe constitué de rats-contrôles nourris ensemble (« pair-fed control rats » ou rats PFC) ainsi que deux groupes de rats ayant subi une greffe de CSPN, soit un groupe de rats DTiP greffés et un dernier groupe constitué de rats-contrôles (rats PFC) greffés. Les échantillons de foyers cérébraux (thalamus et CI) des quatre groupes de rats ont été prélevés et soumis à des analyses métabolomiques non ciblées ainsi qu’à une analyse visuelle par microscopie à balayage électronique (SEM). Une variété de métabolites-clés a été observée chez les groupes de rats déficients en thiamine (rats DTiP) en plus de plusieurs métabolites dont la documentation ne faisait pas mention. On a notamment constaté la présence d’acides biliaires, d’acide cynurénique et d’acide 1,9— diméthylurique dans le thalamus, alors que la présence de taurine et de carnosine a été observée dans le colliculus inférieur. L’étude a de plus démontré une possible implication des CSPN endogènes dans les foyers cérébraux du thalamus et du colliculus inférieur en identifiant les métabolites-clés ciblant les CSPN. Enfin, les analyses par SEM ont montré une amélioration notable des tissus à la suite de la greffe de CSPN. Ces constatations suggèrent que l’utilisation de CSPN pourrait s’avérer une avenue thérapeutique intéressante pour soulager la dégénérescence symptomatique liée à une grave carence en thiamine chez l’humain.

Comparison of Computerized Dynamic Posturography (CDP) results with subjective visual vertical (SVV) test in patients with and without vestibular dysfunction: effects of horizontal headshaking

The goal of the study was to identify what effect headshaking in the horizontal plane has on Computerized Dynamic Posturography results in normals and patients with unilateral vestibular dysfunction. Additionally, the results were compared to results of the dynamic subjective visual vertical test.

Autonomic dysfunction in patients with migrane associated dizziness (MAD)

The goal of this project is to identify what effect vestibular stimulation has on the reaction of the autonomic nervous system, as measured by blood pressure, blood-oxygen saturation levels, and heart rate monitoring, on subjects with migraine associated dizziness (MAD) as compared to healthy non-MAD subjects.

Comparative study of the Gaze Stabilization Test (GST) and the Dynamic Visual Acuity Test (DVAT) for detecting patients with unilateral vestibular dysfunction

This paper compares the use of two diagnostic tests, Gaze Stabilization Test (GST) and the Dynamic Visual Acuity Test (DVAT) to detect unilateral vestibular dysfunction.

Bone morphogenetic proteins (BMP)-4,-6, and-7 potently suppress basal and luteinizing hormone-induced androgen production by bovine theca interna cells in primary culture: Could ovarian hyperandrogenic dysfunction be caused by a defect in thecal BMP signaling?

We reported recently that bovine theca interna cells in primary culture express several type-I and type-II receptors for bone morphogenetic proteins (BMPs). The same cells express at least two potential ligands for these receptors (BMP-4 and - 7), whereas bovine granulosa cells and oocytes express BMP-6. Therefore, BMPs of intrafollicular origin may exert autocrine/paracrine actions to modulate theca cell function. Here we report that BMP-4, - 6, and - 7 potently suppress both basal ( P < 0.0001; respective IC50 values, 0.78, 0.30, and 1.50 ng/ml) and LH-induced ( P < 0.0001; respective IC50 values, 5.00, 0.55, and 4.55 ng/ml) androgen production by bovine theca cells while having only a moderate effect on progesterone production and cell number. Semiquantitative RT-PCR showed that all three BMPs markedly reduced steady-state levels of mRNA for P450c17. Levels of mRNA encoding steroidogenic acute regulatory protein, P450scc, and 3 beta-hydroxysteroid dehydrogenase were also reduced but to a much lesser extent. Immunocytochemistry confirmed a marked reduction in cellular content of P450c17 protein after BMP treatment ( P < 0.001). Exposure to BMPs led to cellular accumulation of phosphorylated Smad1, but not Smad2, confirming that the receptors signal via a Smad1 pathway. The specificity of the BMP response was further explored by coincubating cells with BMPs and several potential BMP antagonists, chordin, gremlin, and follistatin. Gremlin and chordin were found to be effective antagonists of BMP-4 and - 7, respectively, and the observation that both antagonists enhanced ( P < 0.01) androgen production in the absence of exogenous BMP suggests an autocrine/paracrine role for theca-derived BMP- 4 and - 7 in modulating androgen production. Collectively, these data indicate that an intrafollicular BMP signaling pathway contributes to the negative regulation of thecal androgen production and that ovarian hyperandrogenic dysfunction could be a result of a defective autoregulatory pathway involving thecal BMP signaling.

Prefrontal social cognition network dysfunction underlying face encoding and social anxiety in fragile X syndrome

Individuals with fragile X syndrome (FXS) commonly display characteristics of social anxiety, including gaze aversion, increased time to initiate social interaction, and difficulty forming meaningful peer relationships. While neural correlates of face processing, an important component of social interaction, are altered in FXS, studies have not examined whether social anxiety in this population is related to higher cognitive processes, such as memory. This study aimed to determine whether the neural circuitry involved in face encoding was disrupted in individuals with FXS, and whether brain activity during face encoding was related to levels of social anxiety. A group of 11 individuals with FXS (5 M) and 11 age-and gender-matched control participants underwent fMRI scanning while performing a face encoding task with onlineeye-tracking. Results indicate that compared to the control group, individuals with FXS exhibited decreased activation of prefrontal regions associated with complex social cognition, including the medial and superior frontal cortex, during successful face encoding. Further, the FXS and control groups showed significantly different relationships between measures of social anxiety (including gaze-fixation) and brain activity during face encoding. These data indicate that social anxiety in FXS may be related to the inability to successfully recruit higher level social cognition regions during the initial phases of memory formation. (C) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

Premature impairment of methylation pathway and cardiac metabolic dysfunction in fa/fa obese Zucker rats

Increasing evidence suggests that obesity is a chronic inflammatory disease, in which adipose tissue is involved in a network of endocrine signals to modulate energy homeostasis. These oxidative-inflammatory pathways, which are associated with cardiovascular complications, are also observed during the aging process. In this study, we investigated the interaction between aging and the development of obesity in a hyperphagic rat model. Metabolic profiles of the liver, white adipose tissue (WAT) and heart from young and adult Zucker lean (fa/+) and obese (fa/fa) rats were characterized using a (1)H NMR-based metabonomics approach. We observed premature metabolic modifications in all studied organs in obese animals, some of which were comparable to those observed in adult lean animals. In the cardiac tissue, young obese rats displayed lower lactate and scyllo-inositol levels associated with higher creatine, choline and phosphocholine levels, indicating an early modulation of energy and membrane metabolism. An early alteration of the hepatic methylation and transsulfuration pathways in both groups of obese rats indicated that these pathways were affected before diabetic onset. These findings therefore support the hypothesis that obesity parallels some metabolic perturbations observed in the aging process and provides new insights into the metabolic modifications occurring in pre-diabetic state.

Plasma free fatty acids do not provide the link between obesity and insulin resistance or β-cell dysfunction: results of the Reading, Imperial, Surrey, Cambridge, Kings (RISCK) study

Aims To investigate the relationship between adiposity and plasma free fatty acid levels and the influence of total plasma free fatty acid level on insulin sensitivity and β-cell function. Methods An insulin sensitivity index, acute insulin response to glucose and a disposition index, derived from i.v. glucose tolerance minimal model analysis and total fasting plasma free fatty acid levels were available for 533 participants in the Reading, Imperial, Surrey, Cambridge, Kings study. Bivariate correlations were made between insulin sensitivity index, acute insulin response to glucose and disposition index and both adiposity measures (BMI, waist circumference and body fat mass) and total plasma free fatty acid levels. Multivariate linear regression analysis was performed, controlling for age, sex, ethnicity and adiposity. Results After adjustment, all adiposity measures were inversely associated with insulin sensitivity index (BMI: β = −0.357; waist circumference: β = −0.380; body fat mass: β = −0.375) and disposition index (BMI: β = −0.215; waist circumference: β = −0.248; body fat mass: β = −0.221) and positively associated with acute insulin response to glucose [BMI: β = 0.200; waist circumference: β = 0.195; body fat mass β = 0.209 (P values <0.001)]. Adiposity explained 13, 4 and 5% of the variation in insulin sensitivity index, acute insulin response to glucose and disposition index, respectively. After adjustment, no adiposity measure was associated with free fatty acid level, but total plasma free fatty acid level was inversely associated with insulin sensitivity index (β = −0.133), acute insulin response to glucose (β = −0.148) and disposition index [β = −0.218 (P values <0.01)]. Plasma free fatty acid concentration accounted for 1.5, 2 and 4% of the variation in insulin sensitivity index, acute insulin response to glucose and disposition index, respectively. Conclusions Plasma free fatty acid levels have a modest negative association with insulin sensitivity, β-cell secretion and disposition index but no association with adiposity measures. It is unlikely that plasma free fatty acids are the primary mediators of obesity-related insulin resistance or β-cell dysfunction.

Clonal expansion of early to mid-life mitochondrial DNA point mutations drives mitochondrial dysfunction during human ageing

Age-related decline in the integrity of mitochondria is an important contributor to the human ageing process. In a number of ageing stem cell populations, this decline in mitochondrial function is due to clonal expansion of individual mitochondrial DNA (mtDNA) point mutations within single cells. However the dynamics of this process and when these mtDNA mutations occur initially are poorly understood. Using human colorectal epithelium as an exemplar tissue with a well-defined stem cell population, we analysed samples from 207 healthy participants aged 17-78 years using a combination of techniques (Random Mutation Capture, Next Generation Sequencing and mitochondrial enzyme histochemistry), and show that: 1) non-pathogenic mtDNA mutations are present from early embryogenesis or may be transmitted through the germline, whereas pathogenic mtDNA mutations are detected in the somatic cells, providing evidence for purifying selection in humans, 2) pathogenic mtDNA mutations are present from early adulthood (<20 years of age), at both low levels and as clonal expansions, 3) low level mtDNA mutation frequency does not change significantly with age, suggesting that mtDNA mutation rate does not increase significantly with age, and 4) clonally expanded mtDNA mutations increase dramatically with age. These data confirm that clonal expansion of mtDNA mutations, some of which are generated very early in life, is the major driving force behind the mitochondrial dysfunction associated with ageing of the human colorectal epithelium.

Attachment, borderline personality, and romantic relationship dysfunction

Previous studies have implicated attachment and disturbances in romantic relationships as important indicators for Borderline Personality Disorder (BPD). The current research extends our current knowledge by examining the specific associations among attachment, romantic relationship dysfunction, and BPD, above and beyond the contribution of emotional distress and nonromantic interpersonal functioning in two distinct samples. Study 1 comprised a community sample of women (N = 58) aged 25–36. Study 2 consisted of a psychiatric sample (N = 138) aged 21–60. Results from both Study 1 and Study 2 demonstrated that (1) attachment was specifically related to BPD symptoms and romantic dysfunction, (2) BPD symptoms were specifically associated with romantic dysfunction, and (3) the association between attachment and romantic dysfunction was statistically mediated by BPD symptoms. The findings support specific associations among attachment, BPD symptoms, and romantic dysfunction.