Social condition affects hormone secretion and exploratory behavior in rats

Studies of behavior, endocrinology and physiology have described experiments in which animals housed in groups or in isolation were normally tested individually. The isolation of the animal from its group for testing is perhaps the most common situation used today in experimental procedures, i.e., there is no consideration of the acute stress which occurs when the animal is submitted to a situation different from that it is normally accustomed to, i.e., group living. In the present study, we used 90 male 120-day-old rats (Rattus norvegicus) divided into 5 groups of 18 animals, which were housed 3 per cage, in a total of 6 cages. The animals were tested individually or with their groups for exploratory behavior. Hormones were determined by radioimmunoassay using specific kits. The results showed statistically significant differences between testing conditions in terms of behavior and of adrenocorticotrophic hormone (ACTH: from 116.8 ± 15.27 to 88.77 ± 18.74 when in group and to 159.6 ± 11.53 pg/ml when isolated), corticosterone (from 561.01 ± 77.04 to 1036.47 ± 79.81 when in group and to 784.71 ± 55.88 ng/ml when isolated), luteinizing hormone (from 0.84 ± 0.09 to 0.58 ± 0.05 when in group and to 0.52 ± 0.06 ng/ml when isolated) and prolactin (from 5.18 ± 0.33 to 9.37 ± 0.96 when in group and to 10.18 ± 1.23 ng/ml when isolated) secretion, but not in terms of follicle-stimulating hormone or testosterone secretion. The most important feature observed was that in each cage there was one animal with higher ACTH levels than the other two; furthermore, the exploratory behavior of this animal was different, indicating the occurrence of almost constant higher vigilance in this animal (latency to leave the den in group: 99.17 ± 34.95 and isolated: 675.3 ± 145.3 s). The data indicate that in each group there is an animal in a peculiar situation and its behavior can be detected by ACTH determination in addition to behavioral performance.

Improvement of bovine ß-lactoglobulin production and secretion by Lactococcus lactis

The stabilizing effects of staphylococcal nuclease (Nuc) and of a synthetic propeptide (LEISSTCDA, hereafter called LEISS) on the production of a model food allergen, bovine ß-lactoglobulin (BLG), in Lactococcus lactis were investigated. The fusion of Nuc to BLG (Nuc-BLG) results in higher production and secretion of the hybrid protein. When LEISS was fused to BLG, the production of the resulting protein LEISS-BLG was only slightly improved compared to the one obtained with Nuc-BLG. However, the secretion of LEISS-BLG was dramatically enhanced (~10- and 4-fold higher than BLG and Nuc-BLG, respectively). Finally, the fusion of LEISS to Nuc-BLG resulting in the protein LEISS-Nuc-BLG led to the highest production of the hybrid protein, estimated at ~8 µg/ml (~2-fold higher than Nuc-BLG). In conclusion, the fusions described here led to the improvement of the production and secretion of BLG. These tools will be used to modulate the immune response against BLG via delivery of recombinant lactococci at the mucosal level, in a mouse model of cow's milk allergy.

Secretion of Streptomyces tendae antifungal protein 1 by Lactococcus lactis

Lactococcus lactis, the model lactic acid bacterium, is a good candidate for heterologous protein production in both foodstuffs and the digestive tract. We attempted to produce Streptomyces tendae antifungal protein 1 (Afp1) in L. lactis with the objective of constructing a strain able to limit fungal growth. Since Afp1 activity requires disulfide bond (DSB) formation and since intracellular redox conditions are reportedly unfavorable for DSB formation in prokaryotes, Afp1 was produced as a secreted form. An inducible expression-secretion system was used to drive Afp1 secretion by L. lactis; Afp1 was fused or not with LEISSTCDA, a synthetic propeptide (LEISS) that has been described to be a secretion enhancer. Production of Afp1 alone was not achieved, but production of LEISS-Afp1 was confirmed by Western blot and immunodetection with anti-Afp1 antibodies. This protein (molecular mass: 9.8 kDa) is the smallest non-bacteriocin heterologous protein ever reported to be secreted in L. lactis via the Sec-dependent pathway. However, no anti-fungal activity was detected, even in concentrated samples of induced supernatant. This could be due to a too low secretion yield of Afp1 in L. lactis, to the absence of DSB formation, or to an improper DSB formation involving the additional cysteine residue included in LEISS propeptide. This raises questions about size limits, conformation problems, and protein secretion yields in L. lactis.

Prazosin blocks the glutamatergic effects of N-methyl-D-aspartic acid on lordosis behavior and luteinizing hormone secretion in the estrogen-primed female rat

We have observed that intracerebroventricular (icv) injection of selective N-methyl-D-aspartic acid (NMDA)-type glutamatergic receptor antagonists inhibits lordosis in ovariectomized (OVX), estrogen-primed rats receiving progesterone or luteinizing hormone-releasing hormone (LHRH). When NMDA was injected into OVX estrogen-primed rats, it induced a significant increase in lordosis. The interaction between LHRH and glutamate was previously explored by us and another groups. The noradrenergic systems have a functional role in the regulation of LHRH release. The purpose of the present study was to explore the interaction between glutamatergic and noradrenergic transmission. The action of prazosin, an alpha1- and alpha2b-noradrenergic antagonist, was studied here by injecting it icv (1.75 and 3.5 µg/6 µL) prior to NMDA administration (1 µg/2 µL) in OVX estrogen-primed Sprague-Dawley rats (240-270 g). Rats manually restrained were injected over a period of 2 min, and tested 1.5 h later. The enhancing effect induced by NMDA on the lordosis/mount ratio at high doses (67.06 ± 3.28, N = 28) when compared to saline controls (6 and 2 µL, 16.59 ± 3.20, N = 27) was abolished by prazosin administration (17.04 ± 5.52, N = 17, and 9.33 ± 3.21, N = 20, P < 0.001 for both doses). Plasma LH levels decreased significantly only with the higher dose of prazosin (1.99 ± 0.24 ng/mL, N = 18, compared to saline-NMDA effect, 5.96 ± 2.01 ng/mL, N = 13, P < 0.05). Behavioral effects seem to be more sensitive to the alpha-blockade than hormonal effects. These findings strongly suggest that the facilitatory effects of NMDA on both lordosis and LH secretion in this model are mediated by alpha-noradrenergic transmission.

Adenosine A1 receptor-mediated inhibition of in vitro prolactin secretion from the rat anterior pituitary

In previous studies, we demonstrated biphasic purinergic effects on prolactin (PRL) secretion stimulated by an adenosine A2 agonist. In the present study, we investigated the role of the activation of adenosine A1 receptors by (R)-N6-(2-phenylisopropyl)adenosine (R-PIA) at the pituitary level in in vitro PRL secretion. Hemipituitaries (one per cuvette in five replicates) from adult male rats were incubated. Administration of R-PIA (0.001, 0.01, 0.1, 1, and 10 µM) induced a reduction of PRL secretion into the medium in a U-shaped dose-response curve. The maximal reduction was obtained with 0.1 µM R-PIA (mean ± SEM, 36.01 ± 5.53 ng/mg tissue weight (t.w.)) treatment compared to control (264.56 ± 15.46 ng/mg t.w.). R-PIA inhibition (0.01 µM = 141.97 ± 15.79 vs control = 244.77 ± 13.79 ng/mg t.w.) of PRL release was blocked by 1 µM cyclopentyltheophylline, a specific A1 receptor antagonist (1 µM = 212.360 ± 26.560 ng/mg t.w.), whereas cyclopentyltheophylline alone (0.01, 0.1, 1 µM) had no effect. R-PIA (0.001, 0.01, 0.1, 1 µM) produced inhibition of PRL secretion stimulated by both phospholipase C (0.5 IU/mL; 977.44 ± 76.17 ng/mg t.w.) and dibutyryl cAMP (1 mM; 415.93 ± 37.66 ng/mg t.w.) with nadir established at the dose of 0.1 µM (225.55 ± 71.42 and 201.9 ± 19.08 ng/mg t.w., respectively). Similarly, R-PIA (0.01 µM) decreased (242.00 ± 24.00 ng/mg t.w.) the PRL secretion stimulated by cholera toxin (0.5 mg/mL; 1050.00 ± 70.00 ng/mg t.w.). In contrast, R-PIA had no effect (468.00 ± 34.00 ng/mg t.w.) on PRL secretion stimulation by pertussis toxin (0.5 mg/mL; 430.00 ± 26.00 ng/mg t.w.). These results suggest that inhibition of PRL secretion after A1 receptor activation by R-PIA is mediated by a Gi protein-dependent mechanism.

Male gonadal function, prolactin secretion and lactotroph population in an experimental model of cirrhosis

Liver cirrhosis, a highly prevalent chronic disease, is frequently associated with endocrine dysfunctions, notably in the gonadal axis. We evaluated lactotroph population by immunohistochemistry, gonadotropins and prolactin by immunoradiometric assay and testosterone and estradiol by radioimmunoassay in adult male Wistar rats with cirrhosis induced by carbon tetrachloride. No significant difference in mean ± SEM percentages of lactotrophs was found between cirrhotic animals and controls (N = 12, mean 18.95 ± 1.29%). Although there was no significant difference between groups in mean serum levels of prolactin (control: 19.2 ± 4 ng/mL), luteinizing hormone (control: 1.58 ± 0.43 ng/mL), follicle-stimulating hormone (control: 19.11 ± 2.28 ng/mL), estradiol (control: 14.65 ± 3.22 pg/mL), and total testosterone (control: 138.41 ± 20.07 ng/dL), 5 of the cirrhotic animals presented a hormonal profile consistent with hypogonadism, all of them pointing to a central origin of this dysfunction. Four of these animals presented high levels of estradiol and/or prolactin, with a significant correlation between these two hormones in both groups (r = 0.54; P = 0.013). It was possible to detect the presence of central hypogonadism in this model of cirrhotic animals. The hyperestrogenemia and hyperprolactinemia found in some hypogonadal animals suggest a role in the genesis of hypogonadism, and in the present study they were not associated with lactotroph hyperplasia.

Synthesis and secretion of transferrin by a bovine trabecular meshwork cell line

The trabecular meshwork (TM) is the main outflow pathway in the mammalian eye. Oxidative damage to TM cells has been suggested to be an important cause of impairment of TM functions, leading to deficient drainage of aqueous humor, with deleterious consequences to the eye. Transferrin, a metalloprotein involved in iron transport, has been characterized as an intrinsic eye protein. Since transferrin is implicated in the control of oxidative stress, the objective of the present study was to determine if a bovine TM cell line (CTOB) synthesizes and secretes transferrin. The CTOB cell line was cultured in the presence of 35S-methionine and the incubation medium was submitted to immunoprecipitation. Total RNAs from CTOB and isolated bovine TM (freshly isolated, incubated or not) were subjected to the reverse transcription-polymerase chain reaction and the amplification products were sequenced. Also, both CTOB and histological TM preparations were processed for transferrin immunolocalization. A labeled peptide of about 80 kDa, the expected size for transferrin, was immunopurified from CTOB samples obtained from the incubation assays. The reverse transcription-polymerase chain reaction and sequencing experiments detected the presence of transferrin mRNA in CTOB and isolated bovine TM. Reactivity to antibodies against transferrin was observed both in CTOB and TM. The results obtained in all of these experiments indicated that the TM is capable of synthesizing and secreting transferrin. The possible implications for the physiology of the eye are discussed.

Effects on prolactin secretion and binding to dopaminergic receptors in sleep-deprived lupus-prone mice

Sleep disturbances have far-reaching effects on the neuroendocrine and immune systems and may be linked to disease manifestation. Sleep deprivation can accelerate the onset of lupus in NZB/NZWF1 mice, an animal model of severe systemic lupus erythematosus. High prolactin (PRL) concentrations are involved in the pathogenesis of systemic lupus erythematosus in human beings, as well as in NZB/NZWF1 mice. We hypothesized that PRL could be involved in the earlier onset of the disease in sleep-deprived NZB/NZWF1 mice. We also investigated its binding to dopaminergic receptors, since PRL secretion is mainly controlled by dopamine. Female NZB/NZWF1 mice aged 9 weeks were deprived of sleep using the multiple platform method. Blood samples were taken for the determination of PRL concentrations and quantitative receptor autoradiography was used to map binding of the tritiated dopaminergic receptor ligands [³H]-SCH23390, [³H]-raclopride and [³H]-WIN35,428 to D1 and D2 dopaminergic receptors and dopamine transporter sites throughout the brain, respectively. Sleep deprivation induced a significant decrease in plasma PRL secretion (2.58 ± 0.95 ng/mL) compared with the control group (25.25 ± 9.18 ng/mL). The binding to D1 and D2 binding sites was not significantly affected by sleep deprivation; however, dopamine transporter binding was significantly increased in subdivisions of the caudate-putamen - posterior (16.52 ± 0.5 vs 14.44 ± 0.6), dorsolateral (18.84 ± 0.7 vs 15.97 ± 0.7) and ventrolateral (24.99 ± 0.5 vs 22.54 ± 0.7 µCi/g), in the sleep-deprived mice when compared to the control group. These results suggest that PRL is not the main mechanism involved in the earlier onset of the disease observed in sleep-deprived NZB/NZWF1 mice and the reduction of PRL concentrations after sleep deprivation may be mediated by modifications in the dopamine transporter sites of the caudate-putamen.

Anandamide injected into the lateral ventricle of the brain inhibits submandibular salivary secretion by attenuating parasympathetic neurotransmission

Our objective was to determine the effect of arachidonylethanolamide (anandamide, AEA) injected intracerebroventricularly (icv) into the lateral ventricle of the rat brain on submandibular gland (SMG) salivary secretion. Parasympathetic decentralization (PSD) produced by cutting the chorda tympani nerve strongly inhibited methacholine (MC)-induced salivary secretion while sympathetic denervation (SD) produced by removing the superior cervical ganglia reduced it slightly. Also, AEA (50 ng/5 µL, icv) significantly decreased MC-induced salivary secretion in intact rats (MC 1 µg/kg: control (C), 5.3 ± 0.6 vs AEA, 2.7 ± 0.6 mg; MC 3 µg/kg: C, 17.6 ± 1.0 vs AEA, 8.7 ± 0.9 mg; MC 10 µg/kg: C, 37.4 ± 1.2 vs AEA, 22.9 ± 2.6 mg). However, AEA did not alter the significantly reduced salivary secretion in rats with PSD, but decreased the slightly reduced salivary secretion in rats with SD (MC 1 µg/kg: C, 3.8 ± 0.8 vs AEA, 1.4 ± 0.6 mg; MC 3 µg/kg: C, 14.7 ± 2.4 vs AEA, 6.9 ± 1.2 mg; P < 0.05; MC 10 µg/kg: C, 39.5 ± 1.0 vs AEA, 22.3 ± 0.5 mg; P < 0.001). We showed that the inhibitory effect of AEA is mediated by cannabinoid type 1 CB1 receptors and involves GABAergic neurotransmission, since it was blocked by previous injection of the CB1 receptor antagonist AM251 (500 ng/5 µL, icv) or of the GABA A receptor antagonist, bicuculline (25 ng/5 µL, icv). Our results suggest that parasympathetic neurotransmission from the central nervous system to the SMG can be inhibited by endocannabinoid and GABAergic systems.

cDNA and deduced primary structure of basic phospholipase A2 with neurotoxic activity from the venom secretion of the Crotalus durissus collilineatus rattlesnake

To illustrate the construction of precursor complementary DNAs, we isolated mRNAs from whole venom samples. After reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR), we amplified the cDNA coding for a neurotoxic protein, phospholipase A2 D49 (PLA2 D49), from the venom of Crotalus durissus collilineatus (Cdc PLA2). The cDNA encoding Cdc PLA2 from whole venom was sequenced. The deduced amino acid sequence of this cDNA has high overall sequence identity with the group II PLA2 protein family. Cdc PLA2 has 14 cysteine residues capable of forming seven disulfide bonds that characterize this group of PLA2 enzymes. Cdc PLA2 was isolated using conventional Sephadex G75 column chromatography and reverse-phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC). The molecular mass was estimated using matrix-assisted laser desorption ionization-time-of-flight (MALDI-TOF) mass spectrometry. We tested the neuromuscular blocking activities on chick biventer cervicis neuromuscular tissue. Phylogenetic analysis of Cdc PLA2 showed the existence of two lines of N6-PLA2, denominated F24 and S24. Apparently, the sequences of the New World’s N6-F24-PLA2 are similar to those of the agkistrodotoxin from the Asian genus Gloydius. The sequences of N6-S24-PLA2 are similar to the sequence of trimucrotoxin from the genus Protobothrops, found in the Old World.

Silencing HIF-1α reduces the adhesion and secretion functions of acute leukemia hBMSCs

Hypoxia inducible factor-1α (HIF-1α) is an important transcription factor, which plays a critical role in the formation of solid tumor and its microenviroment. The objective of the present study was to evaluate the expression and function of HIF-1α in human leukemia bone marrow stromal cells (BMSCs) and to identify the downstream targets of HIF-1α. HIF-1α expression was detected at both the RNA and protein levels using real-time PCR and immunohistochemistry, respectively. Vascular endothelial growth factor (VEGF) and stromal cell-derived factor-1α (SDF-1α) were detected in stromal cells by enzyme-linked immunosorbent assay. HIF-1α was blocked by constructing the lentiviral RNAi vector system and infecting the BMSCs. The Jurkat cell/BMSC co-cultured system was constructed by putting the two cells into the same suitable cultured media and conditions. Cell adhesion and secretion functions of stromal cells were evaluated after transfection with the lentiviral RNAi vector of HIF-1α. Increased HIF-1α mRNA and protein was detected in the nucleus of the acute myeloblastic and acute lymphoblastic leukemia compared with normal BMSCs. The lentiviral RANi vector for HIF-1α was successfully constructed and was applied to block the expression of HIF-1α. When HIF-1α of BMSCs was blocked, the expression of VEGF and SDF-1 secreted by stromal cells were decreased. When HIF-1α was blocked, the co-cultured Jurkat cell’s adhesion and migration functions were also decreased. Taken together, these results suggest that HIF-1α acts as an important transcription factor and can significantly affect the secretion and adhesion functions of leukemia BMSCs.

Longitudinal changes in HIV-specific IFN-? secretion in subjects who received Remune™ vaccination prior to treatment interruption

Affiliation: Maude Loignon, Lise Cyr & Emil Toma : Département de microbiologie et immunologie, Faculté de médecine, Université de Montréal

Monoacylglycerol as a metabolic coupling factor in glucose-stimulated insulin secretion

Les cellules beta pancréatiques sécrètent l’insuline lors d’une augmentation post-prandiale du glucose dans le sang. Ce processus essentiel est contrôlé par des facteurs physiologiques, nutritionnels et pathologiques. D’autres sources d’énergie, comme les acides aminés (leucine et glutamine) ou les acides gras potentialisent la sécrétion d’insuline. Une sécrétion d’insuline insuffisante au besoin du corps déclanche le diabète. Le rôle que joue l’augmentation du calcium intracellulaire et les canaux K+/ATP dans la sécrétion d’insuline est bien connu. Bien que le mécanisme exact de la potentialisation de la sécrétion d’insuline par les lipides est inconnu, le cycle Glycérolipides/Acides gras (GL/FFA) et son segment lipolytique ont été reconnu comme un composant essentiel de la potentialisation lipidique de la sécrétion d’insuline. Le diacylglycérol, provenant de la lipolyse, a été proposé comme un signal lipidique important d’amplification. Cependant, l’hydrolyse des triglycérides et des diacylglycérides a été démontrée essentielle pour la sécrétion d’insuline stimulée par le glucose, en suggérant un rôle du monoacylglycérol (MAG) dans ce processus. Dans cette étude, on démontre que la réduction de la sécrétion d’insuline stimulée par le glucose, lors d’une inhibition de la lipolyse, est restaurée par l’addition de MAG. Dans les cellules beta pancréatiques, le niveau de MAG augmente en présence des concentrations élevées du glucose, et également lorsqu’on inhibe l’enzyme MAG hydrolase abhydrolase-6 (ABHD6) avec l’inhibiteur spécifique WWL70. L’analyse lipidomique a démontré qu’après la stimulation des cellules beta pancréatiques avec le glucose et aussi avec le WWL70, l’espèce la plus accumulée de MAG était le 1-stearoylglycérol (1-SG). L’addition de 1-SG, de 1-palmitoylglycérol (1-PG) ou de WWL70 augmente la sécrétion d’insuline stimulée par le glucose, et cette augmentation est indépendante de la génération de acides gras à partir de MAG. Cela suggère que le MAG est un signal lipidique pour la potentialisation de la sécrétion d’insuline stimulée par le glucose. De plus, la surexpression du gène d’ABHD6 dans les cellules INS832/13 cause une réduction de la sécrétion d’insuline, due probablement à la diminution des niveaux intracellulaire de MAG. Avec le but de comprendre le mécanisme moléculaire impliqué dans la potentialisation de la sécrétion d’insuline par le MAG, on a bloqué l’action du récepteur vanilloid-1 (TRPV1) liant le MAG par l’agent pharmacologiste, AMG9810. Le traitement des cellules beta pancréatique par AMG9810 entraîne une diminution de la potentialisation de la sécrétion de l’insuline induite par le MAG. Il est a noter que le MAG pourrait activer TRPV1 par une liaison physique dans la membrane cellulaire interne; ce qui entraînerai l’entrée du calcium dans la cellule, et ensuite la stimulation de l’exocytose des granules à insuline. En soutien de cette hypothèse, on a trouvé une diminution du calcium intracellulaire lorsqu’on traite au AMG9810 des cellules beta pancréatique de rat (provenant des îlots dispersés) stimulées au glucose et au WWL70. L’ensemble des résultats suggère que le MAG est un médiateur de la potentialisation lipidique de la sécrétion d’insuline stimulée par le glucose. Vu que l’inhibition pharmacologique d’ABHD6 augmente la sécrétion d’insuline, on pourra conclure que cette enzyme représente une cible thérapeutique potentielle dans le développement des médicaments anti-diabétiques, visant une augmentation de la sécrétion d’insuline.

Monoacylglycerol, alpha/beta-hydrolase domain-6, and the regulation of insulin secretion and energy metabolism

Le cycle glycérolipides/acides gras libres (GL/FFA) est une voie métabolique clé qui relie le métabolisme du glucose et des acides gras et il est composé de deux processus métaboliques appelés lipogenèse et lipolyse. Le cycle GL/FFA, en particulier la lipolyse des triglycérides, génère diverses molécules de signalisation pour réguler la sécrétion d'insuline dans les cellules bêta pancréatiques et la thermogenèse non-frissonnante dans les adipocytes. Actuellement, les lipides provenant spécifiquement de la lipolyse impliqués dans ce processus sont mal connus. L’hydrolyse des triglycérides dans les cellules β est réalisée par les actions successives de la triglycéride lipase adipocytaire pour produire le diacylglycérol, ensuite par la lipase hormono-sensible pour produire le monoacylglycérol (MAG) et enfin par la MAG lipase (MAGL) qui relâche du glycerol et des acides gras. Dans les cellules bêta, la MAGL classique est très peu exprimée et cette étude a démontré que l’hydrolyse de MAG dans les cellules β est principalement réalisée par l'α/β-Hydrolase Domain-6 (ABHD6) nouvellement identifiée. L’inhibition d’ABHD6 par son inhibiteur spécifique WWL70, conduit à une accumulation des 1-MAG à longues chaines saturées à l'intérieur des cellules, accompagnée d’une augmentation de la sécrétion d'insuline stimulée par le glucose (GSIS). Baisser les niveaux de MAG en surexprimant ABHD6 dans la lignée cellulaire bêta INS832/13 réduit la GSIS, tandis qu’une augmentation des niveaux de MAG par le « knockdown » d’ABHD6 améliore la GSIS. L'exposition aiguë des monoacylglycérols exogènes stimule la sécrétion d'insuline de manière dose-dépendante et restaure la GSIS supprimée par un inhibiteur de lipases appelé orlistat. En outre, les souris avec une inactivation du gène ABHD6 dans tous les tissus (ABHD6-KO) et celles avec une inactivation du gène ABHD6 spécifiquement dans la cellule β présentent une GSIS stimulée, et leurs îlots montrent une augmentation de la production de monoacylglycérol et de la sécrétion d'insuline en réponse au glucose. L’inhibition d’ABHD6 chez les souris diabétiques (modèle induit par de faibles doses de streptozotocine) restaure la GSIS et améliore la tolérance au glucose. De plus, les résultats montrent que les MAGs non seulement améliorent la GSIS, mais potentialisent également la sécrétion d’insuline induite par les acides gras libres ainsi que la sécrétion d’insuline induite par divers agents et hormones, sans altération de l'oxydation et l'utilisation du glucose ainsi que l'oxydation des acides gras. Nous avons démontré que le MAG se lie à la protéine d’amorçage des vésicules appelée Munc13-1 et l’active, induisant ainsi l’exocytose de l'insuline. Sur la base de ces observations, nous proposons que le 1-MAG à chaines saturées agit comme facteur de couplage métabolique pour réguler la sécrétion d'insuline et que ABHD6 est un modulateur négatif de la sécrétion d'insuline. En plus de son rôle dans les cellules bêta, ABHD6 est également fortement exprimé dans les adipocytes et son niveau est augmenté avec l'obésité. Les souris dépourvues globalement d’ABHD6 et nourris avec une diète riche en gras (HFD) montrent une faible diminution de la prise alimentaire, une diminution du gain de poids corporel et de la glycémie à jeun et une amélioration de la tolérance au glucose et de la sensibilité à l'insuline et ont une activité locomotrice accrue. En outre, les souris ABHD6-KO affichent une augmentation de la dépense énergétique et de la thermogenèse induite par le froid. En conformité avec ceci, ces souris présentent des niveaux élevés d’UCP1 dans les adipocytes blancs et bruns, indiquant le brunissement des adipocytes blancs. Le phénotype de brunissement est reproduit dans les souris soit en les traitant de manière chronique avec WWL70 (inhibiteur d’ABHD6) ou des oligonucléotides anti-sense ciblant l’ABHD6. Les tissus adipeux blanc et brun isolés de souris ABHD6-KO montrent des niveaux très élevés de 1-MAG, mais pas de 2-MAG. L'augmentation des niveaux de MAG soit par administration exogène in vitro de 1-MAG ou par inhibition ou délétion génétique d’ABHD6 provoque le brunissement des adipocytes blancs. Une autre évidence indique que les 1-MAGs sont capables de transactiver PPARα et PPARγ et que l'effet de brunissement induit par WWL70 ou le MAG exogène est aboli par les antagonistes de PPARα et PPARγ. L’administration in vivo de l’antagoniste de PPARα GW6471 à des souris ABHD6-KO inverse partiellement les effets causés par l’inactivation du gène ABHD6 sur le gain de poids corporel, et abolit l’augmentation de la thermogenèse, le brunissement du tissu adipeux blanc et l'oxydation des acides gras dans le tissu adipeux brun. L’ensemble de ces observations indique que ABHD6 régule non seulement l’homéostasie de l'insuline et du glucose, mais aussi l'homéostasie énergétique et la fonction des tissus adipeux. Ainsi, 1-MAG agit non seulement comme un facteur de couplage métabolique pour réguler la sécrétion d'insuline en activant Munc13-1 dans les cellules bêta, mais régule aussi le brunissement des adipocytes blancs et améliore la fonction de la graisse brune par l'activation de PPARα et PPARγ. Ces résultats indiquent que ABHD6 est une cible prometteuse pour le développement de thérapies contre l'obésité, le diabète de type 2 et le syndrome métabolique.

New insights into small molecules inhibitors and protein-protein interactions of VirB8 : a critical conserved component of the type IV secretion system.

Les systèmes bactériens de sécrétion de type IV (T4SS) sont constitués d’un ensemble de 8 à 12 protéines conservées. Ces dernières sont utilisées lors de la translocation de protéines, la translocation de complexes ADN-protéines mais aussi pour le transport de ces derniers au travers de la membrane cellulaire. Les T4SS, en tant que facteurs de virulence pour beaucoup de pathogènes comme Brucella suis, sont donc d’excellents modèles cibles pour le développement de médicaments d’antivirulence. Ces médicaments, en privant le pathogène de son facteur essentiel de virulence : le T4SS, constituent une alternative ou encore une amélioration des traitements antibiotiques utilisés actuellement. VirB8, un facteur d’assemblage conservé dans le T4SS, forme des dimères qui sont importants pour la fonction des T4SS dans ces pathogènes. De par ses interactions multiples, VirB8 est un excellent modèle pour l’analyse des facteurs d’assemblage mais aussi en tant que cible de médicaments qui empêcheraient son interaction avec d’autres protéines et qui, in fine, désarmeraient les bactéries en les privant de leur fonctions essentielles de virulence. À ce jour, nous savons qu’il existe un équilibre monomère-dimère et un processus d’homodimerization de VirB8 dont l’importance est vitale pour la fonctionnement biologique des T4SSs. En se basant sur des essais quantitatifs d’interaction, nous avons identifié (i) des sites potentiels d’interaction avec d’autres protéines VirB du T4SS mais aussi (ii) isolé des petites molécules inhibitrices afin de tester la fonction protéique de VirB8. Afin de déterminer les acides aminés importants pour l’hétérodimérization de VirB8 avec VirB10, nous avons effectué des expériences de mutagenèse aléatoire, de phage display et d’arrimage moléculaire in silico. Ces expériences ont démontré l’importance de trois acides aminés localisés sur le feuillet β : R160, S162, T164 et I165. Ces derniers seraient importants pour l’association de VirB8 avec VirB10 étant donné que leur mutagenèse entraine une diminution de la formation du complexe VirB8-VirB10. L’objectif actuel de notre projet de recherche est de pouvoir mieux comprendre mais aussi d’évaluer le rôle de VirB8 dans l’assemblage du T4SS. Grace à un méthode de criblage adaptée à partir de la structure de VirB8, nous avons pu identifié une petite molécule inhibitrice BAR-068, qui aurait un rôle prometteur dans l’inhibition du T4SS. Nous avons utilisé la spectroscopie par fluorescence, l’essai à deux hybrides, le cross-linking et la cristallographie afin de déterminer le mécanisme d'interaction existant entre VirB8 et BAR-068. Ces travaux pourraient permettre de nombreuses avancées, notamment en termes de compréhension des mécanismes d’inhibition du T4SS. Notre objectif ultime est de pouvoir caractériser la séquence d’évènements essentiels à l’assemblage et au fonctionnement du T4SS. De manière globale, notre projet de recherche permettrait de révéler les grands principes d’assemblage des protéines membranaires, les processus de sécrétion de protéines chez les bactéries mais aussi de proposer une nouvelle stratégie lors du développement de drogues antimicrobiennes.