Eph kinases and their ligands ephrins act in concert with sex hormones in regulating blood pressure

Les Erythropoietin-producing hepatocyte (EPH) sont la plus grande famille de récepteurs tyrosine kinase. Leurs ligands, les éphrines (EFNs), sont aussi des molécules exprimées à la surface cellulaire. Les EPH/EFNs sont impliqués dans de nombreux processus biologiques. L'hypertension artérielle (PA) est une maladie chronique qui, aujourd'hui, est devenue un problème médical critique dans le monde entier et un enjeu de santé publique. La découverte de nouvelles thérapeutiques de l'hypertension sont d'une grande importance pour la santé publique. Jusqu’à tout récemment, il existe seulement quelques études concernant le rôle de l’axe EPH/EFNs sur la fonction des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV). Dans nos études précédentes, nous avons montré qu'EPHB6 et EFNB1, de concert avec les hormones sexuelles, régulent la PA. Dans la présente étude, nous avons constaté que les différents membres de la famille EPH/EFN peuvent réguler soit positivement, soit négativement, la contractilité des CMLV et la PA: tandis que EPHB4 et EFNB2 appartiennent à la première catégorie, EFNB1, EFNB3 et EPHB6 appartiennent à la deuxième. In vivo, des souris males, mais non pas des femelles, porteuses d’une mutation EPHB4 (KO) spécifique du muscle lisse présentent une PA diminuée, comparée aux souris témoins (WT). Les CMLV de souris EPHB4 KO, en présence de testostérone, ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par la phényléphrine (PE). Au niveau moléculaire, la phosphorylation de la protéine kinase II dépendante de Ca2+/calmoduline et de la kinase de la chaine légère de la myosine (CLM) est augmentée, tandis que la phosphorylation de la kinase de la CLM est réduite dans les CMLV KO lors de la stimulation par PE, par rapport au WT CMLV. Cela fournit une base moléculaire à la réduction de la PA et de la contractilité des CMLV chez les souris EPHB4 KO. EFNB2 est le ligand majeur de l’EPHB4. Comme attendu, les souris EFNB2 KO spécifique du muscle lisse avaient un phénotype de PA semblable, quoique non identique, aux souris EPHB4 KO. Les souris mâles EFNB2 KO, mais pas femelles, sous régime régulier ou riche en sel, présentent une PA réduite, par rapport à leurs homologues WT. Au niveau cellulaire, les CMLV des souris KO ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par PE par rapport aux témoins WT. Une région de l’acide aminé (aa) 313 à l’aa 331 dans la partie intracellulaire d’EFNB2 est essentielle pour la signalisation inverse qui régule la contractilité des CMLV, selon des études de mutation-délétion. Dans une étude de génétique humaine, nous avons identifié, dans le gène EFNB2, six SNP qui étaient associées significativement au risque d'hypertension artérielle, de façon dépendante du sexe, ce qui corrobore nos résultats chez les souris. En revanche, la délétion du gène EFNB3 (KO) chez les souris femelles aboutit à une PA élevée et à une augmentation des résistances des petites artères in vivo, améliore la contractilité des petites artères ex-vivo et augmente la contractilité des CMLV in vitro. Les souris mâles KO ont une PA normale, mais la castration conduit à une augmentation significative de la PA dans les souris KO, mais pas dans les souris WT. Les CMLV des souris KO femelles ont montré une phosphorylation accrue de la CLM et une phosphorylation réduite de la kinase de la CLM, ce qui fournit à nouveau une base moléculaire aux phénotypes de PA et de contractilité des CMLV observés. Ce changement de signalisation est attribuable à une protéine adaptatrice Grip1. En effet, dans une étude d'association pan génomique par le Consortium International pour la Pression Sanguine, un SNP dans le gène GRIP1 a approché le seuil de significativité de la valeur p pour son association avec la pression diastolique. Nos recherches, pour la première fois, ont révélé que EPH/EFNs sont de nouveaux composants dans le système de régulation de la PA. Les membres de la famille EPH/EFN peuvent agir comme des forces Yin et Yang pour régler finement le tonus des vaisseaux pour assurer l'homéostasie de la PA et de sa régulation. Ces effets de EPH/EFNs dépendent du sexe et des niveaux d’hormones sexuelles. À partir de ces nouvelles connaissances, nous pourrions développer une nouvelle thérapie personnalisée pour l’hypertension artérielle, utilisant des antagonistes d'hormones sexuelles ou des thérapies de remplacement d'hormones sexuelles, selon les niveaux d'hormones sexuelles des patients et les mutations dans les gènes de l'EPH/EFN.

Eph kinases and their ligands ephrins act in concert with sex hormones in regulating blood pressure

Les Erythropoietin-producing hepatocyte (EPH) sont la plus grande famille de récepteurs tyrosine kinase. Leurs ligands, les éphrines (EFNs), sont aussi des molécules exprimées à la surface cellulaire. Les EPH/EFNs sont impliqués dans de nombreux processus biologiques. L'hypertension artérielle (PA) est une maladie chronique qui, aujourd'hui, est devenue un problème médical critique dans le monde entier et un enjeu de santé publique. La découverte de nouvelles thérapeutiques de l'hypertension sont d'une grande importance pour la santé publique. Jusqu’à tout récemment, il existe seulement quelques études concernant le rôle de l’axe EPH/EFNs sur la fonction des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV). Dans nos études précédentes, nous avons montré qu'EPHB6 et EFNB1, de concert avec les hormones sexuelles, régulent la PA. Dans la présente étude, nous avons constaté que les différents membres de la famille EPH/EFN peuvent réguler soit positivement, soit négativement, la contractilité des CMLV et la PA: tandis que EPHB4 et EFNB2 appartiennent à la première catégorie, EFNB1, EFNB3 et EPHB6 appartiennent à la deuxième. In vivo, des souris males, mais non pas des femelles, porteuses d’une mutation EPHB4 (KO) spécifique du muscle lisse présentent une PA diminuée, comparée aux souris témoins (WT). Les CMLV de souris EPHB4 KO, en présence de testostérone, ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par la phényléphrine (PE). Au niveau moléculaire, la phosphorylation de la protéine kinase II dépendante de Ca2+/calmoduline et de la kinase de la chaine légère de la myosine (CLM) est augmentée, tandis que la phosphorylation de la kinase de la CLM est réduite dans les CMLV KO lors de la stimulation par PE, par rapport au WT CMLV. Cela fournit une base moléculaire à la réduction de la PA et de la contractilité des CMLV chez les souris EPHB4 KO. EFNB2 est le ligand majeur de l’EPHB4. Comme attendu, les souris EFNB2 KO spécifique du muscle lisse avaient un phénotype de PA semblable, quoique non identique, aux souris EPHB4 KO. Les souris mâles EFNB2 KO, mais pas femelles, sous régime régulier ou riche en sel, présentent une PA réduite, par rapport à leurs homologues WT. Au niveau cellulaire, les CMLV des souris KO ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par PE par rapport aux témoins WT. Une région de l’acide aminé (aa) 313 à l’aa 331 dans la partie intracellulaire d’EFNB2 est essentielle pour la signalisation inverse qui régule la contractilité des CMLV, selon des études de mutation-délétion. Dans une étude de génétique humaine, nous avons identifié, dans le gène EFNB2, six SNP qui étaient associées significativement au risque d'hypertension artérielle, de façon dépendante du sexe, ce qui corrobore nos résultats chez les souris. En revanche, la délétion du gène EFNB3 (KO) chez les souris femelles aboutit à une PA élevée et à une augmentation des résistances des petites artères in vivo, améliore la contractilité des petites artères ex-vivo et augmente la contractilité des CMLV in vitro. Les souris mâles KO ont une PA normale, mais la castration conduit à une augmentation significative de la PA dans les souris KO, mais pas dans les souris WT. Les CMLV des souris KO femelles ont montré une phosphorylation accrue de la CLM et une phosphorylation réduite de la kinase de la CLM, ce qui fournit à nouveau une base moléculaire aux phénotypes de PA et de contractilité des CMLV observés. Ce changement de signalisation est attribuable à une protéine adaptatrice Grip1. En effet, dans une étude d'association pan génomique par le Consortium International pour la Pression Sanguine, un SNP dans le gène GRIP1 a approché le seuil de significativité de la valeur p pour son association avec la pression diastolique. Nos recherches, pour la première fois, ont révélé que EPH/EFNs sont de nouveaux composants dans le système de régulation de la PA. Les membres de la famille EPH/EFN peuvent agir comme des forces Yin et Yang pour régler finement le tonus des vaisseaux pour assurer l'homéostasie de la PA et de sa régulation. Ces effets de EPH/EFNs dépendent du sexe et des niveaux d’hormones sexuelles. À partir de ces nouvelles connaissances, nous pourrions développer une nouvelle thérapie personnalisée pour l’hypertension artérielle, utilisant des antagonistes d'hormones sexuelles ou des thérapies de remplacement d'hormones sexuelles, selon les niveaux d'hormones sexuelles des patients et les mutations dans les gènes de l'EPH/EFN.

Activation and phosphorylation of a pleckstrin homology domain containing protein kinase (RAC-PK/PKB) promoted by serum and protein phosphatase inhibitors.

Treatment of quiescent Swiss 3T3 fibroblasts with serum, or with the phosphatase inhibitors okadaic acid and vanadate, induced a 2- to 11-fold activation of the serine/ threonine RAC protein kinase (RAC-PK). Kinase activation was accompanied by decreased mobility of RAC-PK on SDS/PAGE such that three electrophoretic species (a to c) of the kinase were detected by immunoblot analysis, indicative of differentially phosphorylated forms. Addition of vanadate to arrested cells increased the RAC-PK phosphorylation level 3-to 4-fold. Unstimulated RAC-PK was phosphorylated predominantly on serine, whereas the activated kinase was phosphorylated on both serine and threonine residues. Treatment of RAC-PK in vitro with protein phosphatase 2A led to kinase inactivation and an increase in electrophoretic mobility. Deletion of the N-terminal region containing the pleckstrin homology domain did not affect RAC-PK activation by okadaic acid, but it reduced vanadate-stimulated activity and also blocked the serum-induced activation. Deletion of the serine/threonine rich C-terminal region impaired both RAC-PKalpha basal and vanadate-stimulated activity. Studies using a kinase-deficient mutant indicated that autophosphorylation is not involved in RAC-PKalpha activation. Stimulation of RAC-PK activity and electrophoretic mobility changes induced by serum were sensitive to wortmannin. Taken together the results suggest that RAC-PK is a component of a signaling pathway regulated by phosphatidylinositol (PI) 3-kinase, whose action is required for RAC-PK activation by phosphorylation.

Characterization of B cells in muscle-specific kinase antibody myasthenia gravis.

OBJECTIVE: To characterize B-cell subsets in patients with muscle-specific tyrosine kinase (MuSK) myasthenia gravis (MG). METHODS: In accordance with Human Immunology Project Consortium guidelines, we performed polychromatic flow cytometry and ELISA assays in peripheral blood samples from 18 patients with MuSK MG and 9 healthy controls. To complement a B-cell phenotype assay that evaluated maturational subsets, we measured B10 cell percentages, plasma B cell-activating factor (BAFF) levels, and MuSK antibody titers. Immunologic variables were compared with healthy controls and clinical outcome measures. RESULTS: As expected, patients treated with rituximab had high percentages of transitional B cells and plasmablasts and thus were excluded from subsequent analysis. The remaining patients with MuSK MG and controls had similar percentages of total B cells and naïve, memory, isotype-switched, plasmablast, and transitional B-cell subsets. However, patients with MuSK MG had higher BAFF levels and lower percentages of B10 cells. In addition, we observed an increase in MuSK antibody levels with more severe disease. CONCLUSIONS: We found prominent B-cell pathology in the distinct form of MG with MuSK autoantibodies. Increased BAFF levels have been described in other autoimmune diseases, including acetylcholine receptor antibody-positive MG. This finding suggests a role for BAFF in the survival of B cells in MuSK MG, which has important therapeutic implications. B10 cells, a recently described rare regulatory B-cell subset that potently blocks Th1 and Th17 responses, were reduced, which suggests a potential mechanism for the breakdown in immune tolerance in patients with MuSK MG.

Regulation of 3-phosphoinositide-dependent protein kinase-1 (PDK1) by src involves tyrosine phosphorylation of PDK1 and Src homology 2 domain binding

3-Phosphoinositide-dependent protein kinase-1 (PDK1) appears to play a central regulatory role in many cell signalings between phosphoinositide-3 kinase and various intracellular serine/threonine kinases. In resting cells, PDK1 is known to be constitutively active and is further activated by tyrosine phosphorylation (Tyr(9) and Tyr(373/376)) following the treatment of the cell with insulin or pervanadate. However, little is known about the mechanisms for this additional activation of PDK1. Here, we report that the SH2 domain of Src, Crk, and GAP recognized tyrosine-phosphorylated PDK1 in vitro. Destabilization of PDK1 induced by geldanamycin (a Hsp90 inhibitor) was partially blocked in HEK 293 cells expressing PDK1- Y9F. Co-expression of Hsp90 enhanced PDK1-Src complex formation and led to further increased PDK1 activity toward PKB and SGK. Immunohistochemical analysis with anti- phospho-Tyr9 antibodies showed that the level of Tyr9 phosphorylation was markedly increased in tumor samples compared with normal. Taken together, these data suggest that phosphorylation of PDK1 on Tyr9, distinct from Tyr373/376, is important for PDK1/Src complex formation, leading to PDK1 activation. Furthermore, Tyr9 phosphorylation is critical for the stabilization of both PDK1 and the PDK1/Src complex via Hsp90-mediated protection of PDK1 degradation.

STAT3, p38 MAP Kinase and NF-{kappa}B Drive Unopposed Monocyte-dependent Fibroblast MMP-1 Secretion in Tuberculosis.

Tissue destruction characterizes infection with Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Type I collagen provides the lung's tensile strength, is extremely resistant to degradation, but is cleaved by matrix metalloproteinase (MMP)-1. Fibroblasts potentially secrete quantitatively more MMP-1 than other lung cells. We investigated mechanisms regulating Mtb-induced collagenolytic activity in fibroblasts in vitro and in patients. Lung fibroblasts were stimulated with conditioned media from Mtb-infected monocytes (CoMTb). CoMTb induced sustained increased MMP-1 (74 versus 16 ng/ml) and decreased tissue inhibitor of metalloproteinase (TIMP)-1 (8.6 versus 22.3 ng/ml) protein secretion. CoMTb induced a 2.7-fold increase in MMP-1 promoter activation and a 2.5-fold reduction in TIMP-1 promoter activation at 24 hours (P = 0.01). Consistent with this, TIMP-1 did not co-localize with fibroblasts in patient granulomas. MMP-1 up-regulation and TIMP-1 down-regulation were p38 (but not extracellular signal–regulated kinase or c-Jun N-terminal kinase) mitogen-activated protein kinase–dependent. STAT3 phosphorylation was detected in fibroblasts in vitro and in tuberculous granulomas.STAT3 inhibition reduced fibroblast MMP-1 secretion by 60% (P = 0.046). Deletion of the MMP-1 promoter NF-B–binding site abrogated promoter induction in response to CoMTb. TNF-, IL-1ß, or Oncostatin M inhibition in CoMTb decreased MMP-1 secretion by 65, 63, and 25%, respectively. This cytokine cocktail activated the same signaling pathways in fibroblasts and induced MMP-1 secretion similar to that induced by CoMTb. This study demonstrates in a cellular model and in patients with tuberculosis that in addition to p38 and NF-B, STAT3 has a key role in driving fibroblast-dependent unopposed MMP-1 production that may be key in tissue destruction in patients.

5-aryl-pyrazolo[3,4-b]pyridazines: Potent inhibitors of glycogen synthase kinase-3 (GSK-3)

Introduction of a nitrogen atom into the 6-position of a series of pyrazolo[3,4-b]pyridines led to a dramatic improvement in the potency of GSK-3 inhibition. Rationalisation of the binding mode suggested participation of a putative structural water molecule, which was subsequently confirmed by X-ray crystallography. (C) 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Akt-Mediated Proinflammatory Response of Mononuclear Phagocytes Infected with Burkholderia cenocepacia Occurs by a Novel GSK3 beta-Dependent, I kappa B Kinase-Independent Mechanism

The environmental bacterium Burkholderia cenocepacia causes opportunistic lung infections in immunocompromised individuals, particularly in patients with cystic fibrosis. Infections in these patients are associated with exacerbated inflammation leading to rapid decay of lung function, and in some cases resulting in cepacia syndrome, which is characterized by a fatal acute necrotizing pneumonia and sepsis. B. cenocepacia can survive intracellularly in macrophages by altering the maturation of the phagosome, but very little is known on macrophage responses to the intracellular infection. In this study, we have examined the role of the PI3K/Akt signaling pathway in B. cenocepacia-infected monocytes and macrophages. We show that PI3K/Akt activity was required for NF-kappa B activity and the secretion of proinflammatory cytokines during infection with B. cenocepacia. In contrast to previous observations in epithelial cells infected with other Gram-negative bacteria, Akt did not enhance I kappa B kinase or NF-kappa B p65 phosphorylation, but rather inhibited GSK3 beta, a negative regulator of NF-kappa B transcriptional activity. This novel mechanism of modulation of NF-kappa B activity may provide a unique therapeutic target for controlling excessive inflammation upon B. cenocepacia infection. The Journal of Immunology, 2011, 187: 635-643.

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.

Caractérisation du rôle de la protéine homéotique BP1, dans la régulation des gènes adultes de B[bêta] globine

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Differential kinase requirement for enhancement of Fc gamma R-mediated phagocytosis in alveolar macrophages by leukotriene B(4) vs. D(4)

In alveolar macrophages, leukotriene (IT) B(4) and cysteinyl LTs (LTC(4), LTD(4) and LTE(4)) both enhance Fc gamma receptor (Fc gamma R)-mediated phagocytosis. In the present study we investigated the role of specific PKC isoforms (PKC-alpha and -delta), the MAP kinases p38 and ERK 1/2, and PI3K in mediating the potentiation of Fc gamma R-mediated phagocytosis induced by addition of leukotrienes to the AMs. It was found that exogenously added LTB(4) and LTD(4) both enhanced PKC-delta and -alpha phosphorylation during Fc gamma R engagement. Studies with isoform-selective inhibitors indicated that exogenous LTB(4) effects were dependent on both PKC-alpha and -delta, while LTD(4) effects were exclusively due to PKC-delta activation. Although both exogenous LTB(4) and LTD(4) enhanced p38 and ERK 1/2 activation, LTB(4) required only ERK 1/2, while LTD(4) required only p38 activation. Activation by both LTs was dependent on PI3K activation. Effects of endogenous LTs on kinase activation were also investigated using selective LT receptor antagonists. Endogenous LTB(4) contributed to Fc gamma R-mediated activation of PKC-alpha, ERK 1/2 and PI3K, while endogenous cysLTs contributes to activation of PKC-delta, p38 and PI3K. Taken together, our data show that the capacities of LTB(4) and LTD(4) to enhance Fc gamma R-mediated phagocytosis reflect their differential activation of specific kinase programs. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A dominant function of p38 mitogen-activated protein kinase signaling in receptor activator of nuclear factor-kappa B ligand expression and osteoclastogenesis induction by Aggregatibacter actinomycetemcomitans and Escherichia coli lipopolysaccharide

Background and Objective: Lipopolysaccharide from gram-negative bacteria is one of the microbial-associated molecular patterns that initiate the immune/inflammatory response, leading to the tissue destruction observed in periodontitis. The aim of this study was to evaluate the role of the p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway in lipopolysaccharide-induced receptor activator of nuclear factor-kappa B ligand (RANKL) expression by murine periodontal ligament cells.Material and Methods: Expression of RANKL and osteoprotegerin mRNA was studied by reverse transcription-polymerase chain reaction upon stimulation with lipopolysaccharide from Escherichia coli and Aggregatibacter actinomycetemcomitans. The biochemical inhibitor SB203580 was used to evaluate the contribution of the p38 MAPK signaling pathway to lipopolysaccharide-induced RANKL and osteoprotegerin expression. Stable cell lines expressing dominant-negative forms of MAPK kinase (MKK)-3 and MKK6 were generated to confirm the role of the p38 MAPK pathway. An osteoclastogenesis assay using a coculture model of the murine monocytic cell line RAW 264.7 was used to determine if osteoclast differentiation induced by lipopolysaccharide-stimulated periodontal ligament was correlated with RANKL expression.Results: Inhibiting p38 MAPK prior to lipopolysaccharide stimulation resulted in a significant decrease of RANKL mRNA expression. Osteoprotegerin mRNA expression was not affected by lipopolysaccharide or p38 MAPK. Lipopolysaccharide-stimulated periodontal ligament cells increased osteoclast differentiation, an effect that was completely blocked by osteoprotegerin and significantly decreased by inhibition of MKK3 and MKK6, upstream activators of p38 MAPK. Conditioned medium from murine periodontal ligament cultures did not increase osteoclast differentiation, indicating that periodontal ligament cells produced membrane-bound RANKL.Conclusion: Lipopolysaccharide resulted in a significant increase of RANKL in periodontal ligament cells. The p38 MAPK pathway is required for lipopolysaccharide-induced membrane-bound RANKL expression in these cells.

Endurance training improves responsiveness to insulin and modulates insulin signal transduction through the phosphatidylinositol 3-kinase/Akt-1 pathway

Background: Endurance training increases insulin-stimulated muscle glucose transport and leads to improved metabolic control in diabetic patients.Objective: To analyze the effects of endurance training on the early steps of insulin action in muscle of rats. Design: Male rats submitted to daily swimming for 6 weeks were compared with sedentary controls. At the end of the training period, anesthetized animals received an intravenous (i.v.) injection of insulin and had a fragment of their gastrocnemius muscle excised for the experiments.Methods: Associations between insulin receptor, insulin receptor substrates (IRS)-1 and -2 and phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-kinase) were analyzed by immunoprecipitation and immunoblotting. Akt-1 serine phosphorylation and specific protein quantification were detected by immunoblotting of total extracts, and IRS-1/IRS-2-associated PI3-kinase activity were determined by thin-layer chromatography.Results: Insulin-induced phosphorylation of IRS-1 and IRS-2 increased respectively by 1.8-fold (P < 0.05) and 1.5-fold (P < 0.05), whereas their association with PI3-kinase increased by 2.3-fold (P < 0.05) and 1.9-fold (P < 0.05) in trained rats as compared with sedentary controls, respectively. The activity of PI3-kinase associated with IRS-1 and IRS-2 increased by 1.8-fold (P < 0.05) and 1.7-fold (P < 0.05) respectively, in trained rats as compared with their untrained counterparts. Serine phosphorylation of Akt-1/PKB increased 1.7-fold (P < 0.05) in trained rats in response to insulin. These findings were accompanied by increased responsiveness to insulin as demonstrated by a reduced area under the curve for insulin during an i.v. glucose tolerance test, by increased glucose disappearance rate during an insulin tolerance test, and by increased expression of glucose transporter-4.Conclusions: the increased responsiveness to insulin induced by chronic exercise in rat skeletal muscle may result, at least in part, from the modulation of the insulin signaling pathway at different molecular levels.

Adenosine Kinase of T. b. Rhodesiense identified as the putative target of 4-[5-(4-phenoxyphenyl)-2H-pyrazol-3-yl]morpholine using chemical proteomics

BACKGROUND: Human African trypanosomiasis (HAT), a major parasitic disease spread in Africa, urgently needs novel targets and new efficacious chemotherapeutic agents. Recently, we discovered that 4-[5-(4-phenoxyphenyl)-2H-pyrazol-3-yl]morpholine (compound 1) exhibits specific antitrypanosomal activity with an IC(50) of 1.0 microM on Trypanosoma brucei rhodesiense (T. b. rhodesiense), the causative agent of the acute form of HAT. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: In this work we show adenosine kinase of T. b. rhodesiense (TbrAK), a key enzyme of the parasite purine salvage pathway which is vital for parasite survival, to be the putative intracellular target of compound 1 using a chemical proteomics approach. This finding was confirmed by RNA interference experiments showing that down-regulation of adenosine kinase counteracts compound 1 activity. Further chemical validation demonstrated that compound 1 interacts specifically and tightly with TbrAK with nanomolar affinity, and in vitro activity measurements showed that compound 1 is an enhancer of TbrAK activity. The subsequent kinetic analysis provided strong evidence that the observed hyperactivation of TbrAK is due to the abolishment of the intrinsic substrate-inhibition. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: The results suggest that TbrAK is the putative target of this compound, and that hyperactivation of TbrAK may represent a novel therapeutic strategy for the development of trypanocides.