11-Oxoaerothionin isolated from the marine sponge Aplysina fistularis shows anti-inflammatory activity in LPS-stimulated macrophages

Marine sponges of the order Verongida are a rich source of biologically active bromotyrosine-derived secondary metabolites. However, none of these compounds are known to display anti-inflammatory activity. In the present investigation, we report the anti-inflammatory effects of 11-oxoaerothionin isolated from the Verongida sponge Aplysina fistularis. When RAW264.7 cells and primary macrophages were preincubated with 11-oxoaerothionin and stimulated with LPS (lipopolysaccharide), a concentration-dependent inhibition of iNOS (inducible nitric oxide synthase) protein and NO2- (Nitrite) production were observed. The same effect was observed when proinflammatory cytokines and PGE(2) (Prostaglandin E2) production was evaluated. In summary, we demonstrated that in the presence of LPS, 11-oxoaerothionin suppresses NO2 and iNOS expression as well as inflammatory cytokines and PGE(2).

Leishmanicidal activity in vitro of Musa paradisiaca L. and Spondias mombin L. fractions

Visceral leishmaniasis (VL) is a zoonotic disease characterized by infection of mononuclear phagocytes by Leishmania chagasi. The primary vector is Lutzomyia longipalpis and the dog is the main domestic reservoir. The control and current treatment of dogs using synthetic drugs have not shown effectiveness in reducing the incidence of disease in man. In attempt to find new compounds with leishmanicidal action, plant secondary metabolites have been studied in search of treatments of VL. This study aimed to evaluate the leishmanicidal activity of Musa paradisiaca (banana tree) and Spondias mombin (cajazeira) chemical constituents on promastigotes and amastigotes of L. chagasi. Phytochemical analysis by column chromatography was performed on ethanol extracts of two plants and fractions were isolated. Thin layer chromatography was used to compare the fractions and for isolation the substances to be used in vitro tests. The in vitro tests on promastigotes of L chagasi used the MTT colorimetric method and the method of ELISA in situ was used against amastigotes besides the cytotoxicity in RAW 264.7 cells. Of the eight fractions tested, Sm1 and Sm2 from S. mombin had no action against promastigotes, but had good activity against amastigotes. The fractions Mp1 e Mp4 of M. paradisiaca were very cytotoxic to RAW 264.7 cells. The best result was obtained with the fraction Sm3 from S. mombin with IC50 of 11.26 mu g/ml against promastigotes and amastigotes of 0.27 mu g/ml. The fraction Sm3 characterized as tannic acid showed the best results against both forms of Leishmania being a good candidate for evaluation in in vivo tests. (C) 2012 Published by Elsevier B.V.

Lasiodiplodan, an exocellular (1 -> 6)-beta-d-glucan from Lasiodiplodia theobromae MMPI: production on glucose, fermentation kinetics, rheology and anti-proliferative activity

Lasiodiplodan, an exopolysaccharide of the (1 -> 6)-beta-d-glucan type, is produced by Lasiodiplodia theobromae MMPI when grown under submerged culture on glucose. The objective of this study was to evaluate lasiodiplodan production by examining the effects of carbon (glucose, fructose, maltose, sucrose) and nitrogen sources (KNO3, (NH4)(2)SO4, urea, yeast extract, peptone), its production in shake flasks compared to a stirred-tank bioreactor, and to study the rheology of lasiodiplodan, and lasiodiplodan's anti-proliferative effect on breast cancer MCF-7 cells. Although glucose (2.05 +/- A 0.05 g L-1), maltose (2.08 +/- A 0.04 g L-1) and yeast extract (2.46 +/- A 0.06 g L-1) produced the highest amounts of lasiodiplodan, urea as N source resulted in more lasiodiplodan per unit biomass than yeast extract (0.74 +/- A 0.006 vs. 0.22 +/- A 0.008 g g(-1)). A comparison of the fermentative parameters of L. theobromae MMPI in shake flasks and a stirred-tank bioreactor at 120 h on glucose as carbon source showed maximum lasiodiplodan production in agitated flasks (7.01 +/- A 0.07 g L-1) with a specific yield of 0.25 +/- A 0.57 g g(-1) and a volumetric productivity of 0.06 +/- A 0.001 g L-1 h(-1). A factorial 2(2) statistical design developed to evaluate the effect of glucose concentration (20-60 g L-1) and impeller speed (100-200 rpm) on lasiodiplodan production in the bioreactor showed the highest production (6.32 g L-1) at 72 h. Lasiodiplodan presented pseudoplastic behaviour, and the apparent viscosity increased at 60A degrees C in the presence of CaCl2. Anti-proliferative activity of lasiodiplodan was demonstrated in MCF-7 cells, which was time- and dose-dependent with an IC50 of 100 mu g lasiodiplodan mL(-1).

Interphase Chromosome Flow-FISH

A 2-day method using flow cytometry and FISH for interphase cells was developed to detect monosomy 7 cells in myelodysplastic syndrome patients. The method, Interphase Chromosome Flow-FISH (IC Flow-FISH), involves fixation of leukocytes from blood, membrane permeabilization, hybridization of cellular DNA with peptide nucleic acid probes with cells intact, and analysis by flow cytometry. Hundreds to thousands of monosomy 7 cells were consistently detected from 10-20 mL of blood in patients with monosomy 7. Proportions of monosomy 7 cells detected in IC Flow-FISH were compared with results from conventional cytogenetics; identification of monosomy 7 populations was verified with FACS; and patient and donor cells were mixed to test for sensitivity. IC Flow-FISH allows for detecting monosomy 7 without requiring bone marrow procurement or the necessity of metaphase spreads, and wider applications to other chromosomal abnormalities are in development. (Blood. 2012; 120(15): e54-e59)

Evaluation of microorganisms with sulfidogenic metabolic potential under anaerobic conditions

The aim of this work was to identify groups of microorganisms that are capable of degrading organic matter utilizing sulfate as an electron acceptor. The assay applied for this purpose consisted of running batch reactors and monitoring lactate consumption, sulfate reduction and sulfide production. A portion of the lactate added to the batch reactors was consumed, and the remainder was converted into acetic, propionic and butyric acid after 111 hours of operation These results indicate the presence of sulfate-reducing bacteria (SRB) catalyzing both complete and incomplete oxidation of organic substrates. The sulfate removal efficiency was 49.5% after 1335 hours of operation under an initial sulfate concentration of 1123 mg/L. The SRB concentrations determined by the most probable number (MPN) method were 9.0x10(7) cells/mL at the beginning of the assay and 8.0x10(5) cells/mL after 738 hours of operation.

Differenziamento macrofagico: gli effetti dei polimeri sintetici

Research for new biocompatible and easily implantable materials continuously proposes new molecules and new substances with biological, chemical and physical characteristics, that are more and more adapted to aesthetic and reconstructive surgery and to the development of biomedical devices such as cardiovascular prostheses. Two classes of polymeric biomaterials seem to meet better these requirements: “hydrogels” , which includes polyalkylimide (PAI) and polyvinylalcohol (PVA) and “elastomers”, which includes polyurethanes (PUs). The first ones in the last decade have had a great application for soft tissue augmentation, due to their similarity to this tissue for their high water content, elasticity and oxygen permeability (Dini et al., 2005). The second ones, on the contrary, are widely used in cardiovascular applications (catheters, vascular grafts, ventricular assist devices, total artificial hearts) due to their good mechanical properties and hemocompatibility (Zdrahala R.J. and Zdrahala I.J., 1999). In the biocompatibility evaluation of these synthetic polymers, that is important for its potential use in clinical applications, a fundamental aspect is the knowledge of the polymers cytotoxicity and the effect of their interaction with cells, in particular with the cell populations involved in the inflammatory responses, i.e. monocyte/macrophages. In consideration of what above said, the aim of this study is the comprehension of the in vitro effect of PAI, PVA and PU on three cell lines that represent three different stages of macrophagic differentiation: U937 pro-monocytes, THP-1 monocytes and RAW 264.7 macrophages. Cytotoxicity was evaluated by measuring the rate of viability with MTT, Neutral Red and morphological analysis at light microscope in time-course dependent experiments. The influence of these polymers on monocyte/macrophage activation in terms of cells adhesion, monocyte differentiation in macrophages, antigens distribution, aspecific phagocytosis, fluid-phase endocitosis, pro-inflammatory cytokine (TNF-α, IL-1β, IL-6) and nitric oxide (NO) release was evaluated. In conclusion, our studies have indicated that the three different polymeric biomaterials are highly biocompatible, since they scarcely affected viability of U937, THP-1 and RAW 264.7 cells. Moreover, we have found that even though hydrogels and polyurethane influences monocyte/macrophage differentiation (depending on the particular type of cell and polymer), they are immunocompatible since they not induced significantly high cytokine release. For these reasons their clinical applications are strongly encouraged.

Identifizierung und Charakterisierung T-zellerkannter Tumorantigene im Melanommodell MZ7

Die Kenntnis immunogener Tumorantigene ist Grundlage für die rationale Entwicklung immunologisch orientierter Therapieverfahren. In der vorliegenden Arbeit wurden im autologen Melanommodell MZ7 drei neue T-zellerkannte Tumorantigene vorgestellt. Während nahezu alle bisher beschriebenen Tumorantigene mit Hilfe von T-Zellklonen (CTL) entdeckt wurden, die aus tumorreaktiven MLTCs (gemischte Lymphozyten/Tumor-Zellkulturen) generiert worden waren, wurde in dieser Arbeit versucht, wenige Wochen stimulierte MLTCs direkt zur Antigensuche zu verwenden. Als sensitives Nachweissystem wurde der IFNg-ELISPOT-Assay eingesetzt. Die Motivation dazu waren einerseits praktische Erwägungen, da CTL-Klonierungen material- und zeitaufwendig sind. Andererseits wurde vermutet, dass die Etablierung von CTL-Klonen in Langzeitkultur neben Zufallsprozessen auch Selektionsprozessen unterliegt, die CTL mit bestimmten Eigenschaften favorisieren. Eventuell eröffnete sich durch den Einsatz der MLTCs die Möglichkeit, Antigene zu entdecken, die mit Hilfe permanent kultivierter CTL aus den MLTCs nicht gefunden würden.Um beispielsweise Schwankungen im Proliferationsverhalten und in Effektorfunktionen permanent kultivierter T-Zellen zu umgehen, wurden für die Versuche in dieser Arbeit in Portionen eingefrorene T-Zellen verwendet, die zuvor zu ausreichender Menge expandiert worden waren. Es ließ sich zeigen, dass durch die Kryokonservierung der T-Zellen zu einem bestimmten Zeitpunkt nach einer Restimulation mit den Tumorzellen der Aktivierungszustand der T-Zellen konserviert wurde, und dass die T-Zellen nach dem Auftauen in ELISPOT-Assays ohne wesentliche Einbußen spezifisch auf einen erneuten Antigenkontakt reagierten. Bei der Testung von mehreren, unabhängig generierten MLTCs gegen bekannte Tumorantigene wurden T-Zellantworten gegen gp100/HLA-B7.2, Tyrosinase/HLA-A26.1, SIRT2P182L/HLA-A3.1 und, deutlich stärker, gegen die Melanomzelllinie festgestellt. Nachfolgend wurde mit Hilfe bereits etablierter CTL-Klone die peptidkodierende Region von gp100 über die Transfektion von gp100-Fragmenten in COS-7-Zellen eingegrenzt und anschließend ein synthetisches Peptid identifiziert, das von den CTL-Klonen erkannt wurde. Das zweite identifizierte Tumorantigen, Tyrosinase/HLA-A26.1, wurde nur in einer von sechs neu generierten, unabhängigen MLTCs entdeckt. Da keine Tyrosinase/HLA-A26.1-reaktiven CTL-Klone zur Verfügung standen, wurden die zur Eingrenzung der peptidkodierenden Region transfizierten COS-7-Zellen mit der MLTC selbst getestet. Anschließend wurde ein synthetisches Peptid identifiziert, das von der MLTC erkannt wurde.Die Reaktivität der MLTCs gegen die Melanomzelllinie war bei weitem nicht durch die bis dahin gefundenen T-Zellantworten erklärbar. Daher wurde mit einer der MLTCs versucht, durch cDNA-Expressionsklonierung ein neues Antigen in der cDNA-Bank aus dem MZ7-Melanom zu identifizieren. Die Reaktivität der MLTC gegen den Tumor war hauptsächlich durch einen Antikörper gegen HLA-A3 blockierbar. Daher wurde HLA-A*03011-cDNA für das „Screening“ kotransfiziert. Das Verfahren führte zur Identifizierung eines weiteren punktmutierten Tumorantigens: GPNMBG181D (GPNMBmutiert). Die Mutation führte dazu, dass ein Teil eines ungespleißten Introns Bestandteil der im Tumor entdeckten cDNA war. Ein aus der Exon/Intron-Region kodiertes synthetisches Peptid mit der ausgetauschten Aminosäure wurde von der MLTC deutlich erkannt. Durch RT-PCR-Analysen wurde im MZ7-Melanom, in fast allen getesteten weiteren Melanomen sowie in einem Teil der überprüften Nierenzellkarzinome eine Variante der GPNMB-cDNA entdeckt, in der ebenfalls das erwähnte Intron enthalten war, ohne dass die Mutation vorlag (GPNMB/INT4). Diese Spleißvariante wurde nicht in EBV-B-Zelllinien und anderen Tumorzelllinien gefunden. Zusätzlich zu dem bereits zuvor charakterisierten Tumorantigen SIRT2P182L wurden drei weitere T-zellerkannte Antigene im Melanommodell MZ7 identifiziert. T-Zellreaktivität gegen das Antigen GPNMBG181D entwickelte sich, im Gegensatz zu den anderen Antigenen, in allen getesteten MLTCs. Dies spricht für eine immunologische Dominanz des Antigens im Melanommodell MZ7. Die Tatsache, dass das „stärkste“ Antigen mit Hilfe einer MLTC identifiziert wurde, bietet die Aussicht, evtl. weitere dominante Antigene mit dem Verfahren identifizieren zu können. Die Verwendung von kurzzeitstimulierten MLTCs anstelle von permanent kultivierten CTL-Klonen stellt einen ersten Schritt auf dem Weg zur Beschleunigung der Suche nach Tumorantigenen dar. Die Verfahrensbeschleunigung ist die Voraussetzung dafür, in Zukunft Antigene nicht nur in archivierten Modellen zu suchen, sondern in Patienten zu einem frühen Zeitpunkt der malignen Erkrankung. Dann bestünde die Chance, dass die Kenntnis individueller Tumorantigene in immuntherapeutische Konzepte eingeht.

Regulation der Phorbolester-induzierten Matrix-Metalloproteinase-9-Expression in humanen Brustkrebszelllinien durch Stickstoffmonoxid

Das Hauptziel dieser Arbeit war die Identifizierung der Regulationsebenen auf denen die TPA-induzierte Matrix-Metalloproteinase-9 (MMP-9) durch das nitrose Gas Stickstoffmonoxid (NO) in MCF-7-Zellen verändert wird. Dabei konnte sowohl mit Hilfe der Zymographie als auch mit einem MMP-9-Aktivitäts-ELISA gezeigt werden, dass die extrazellulären MMP-9-Spiegel durch die Behandlung der Zellen mit NO reduziert werden. Gleichzeitig zeigte sich auch eine durch NO bedingte Abnahme der intrazellulären MMP-9-Spiegel, wie mit Hilfe von Western-Blot-Analyse nachgewiesen werden konnte. Experimente mit dem Proteasominhibitor Lactacystin und dem Proteinsynthesehemmstoff Cycloheximid ließen darüber hinaus eine NO-bedingte Veränderung der MMP-9-Proteinstabilität ausschließen. Im Gegensatz dazu konnte mittels der metabolischen Markierung mit radioaktiv markiertem Methionin und Cystein gezeigt werden, dass die Proteinneusynthese der MMP-9 durch eine Behandlung der Zellen mit NO stark beeinträchtigt wird. In Übereinstimmung mit diesen Daten finden sich reduzierte MMP-9-mRNA-Spiegel auch in der polysomalen Zellfraktion von MCF-7-Zellen. Wie mit Hilfe des Transkriptionshemmstoffes Actinomycin D und durch Reportergenstudien mit hybriden MMP-9-Promotorkonstrukten gezeigt werden konnte, ist die NO-induzierte Reduktion der MMP-9-mRNA-Spiegel nicht auf eine Verringerung der MMP-9-mRNA-Stabilität zurückzuführen. Reportergenstudien mit einem 670bp langen Promotorfragment des 5’flankierenden Bereichs des humanen MMP-9-Gens zeigten jedoch auf, dass der hemmende Effekt des NOs zum Teil auf eine NO-vermittelte Abnahme der TPA-induzierten MMP-9-Promotoraktivität zurückgeführt werden kann. Demzufolge wurde in den nachfolgenden Experimenten nach den für die MMP-9-Expression notwendigen und von NO modulierten Transkriptionsfaktoren in MCF-7-Zellen gesucht. Anhand von Western-Blot-Analysen und Gelshiftanalysen konnte gezeigt werden, dass die Aktivität des Transkriptionsfaktors AP-1 in MCF-7-Zellen durch NO gehemmt wird, während weder die Expressionspiegel noch die Bindungsaffinität der Transkriptionsfaktoren NFκB und Sp1 durch die NO-Behandlung verändert sind. Weiterhin konnte unter Verwendung von pharmakologischen Inhibitoren der MAPK-Signalwege mit Hilfe der Western-Blot-Analyse nachgewiesen werden, dass MAPK-vermittelte Signalwege zwar für die Induktion der MMP-9-Expression essenziell sind, diese jedoch nicht von NO beeinflusst sind. Im Unterschied hierzu konnte mit Hilfe eines PKC-Aktivitätsassays gezeigt werden, dass die Gesamtaktivität von PKCs nach Behandlung von MCF-7-Zellen mit NO signifikant gehemmt ist. Zusammenfassend zeigen diese Untersuchungen, dass die NO-vermittelte Hemmung der TPA-induzierten MMP-9-Expression in MCF-7-Zellen im Wesentlichen auf eine NO-abhängige Reduktion der Protein-Kinase-C-Aktivität und einer daraus resultierenden Aktivitätshemmung des Transkriptionsfaktors AP-1 zurückgeführt werden kann.

Lipid quality and oxidative stability in food products from animal origin, as affected by breeding factor

Nowadays it is requested more investigations on alternative rearing systems that are able to improve poultry welfare and to warrant high-quality and safe meat products. This thesis work was focused on the evaluation of the oxidative stability of poultry meats, obtained with different rearing systems, diets (supplemented with bioactive compounds), and packaging conditions. The thesis work was divided into the following parts: - Evaluation of the effects of different rearing systems on the quality, fatty acid composition and oxidative stability of poultry thigh and breast meat belonging to different product categories (“rotisserie” and “cut-up” carcasses); - Evaluation of the effects of different rearing systems and packaging conditions on the shelf-life of poultry thigh meat stored at 4°C for 14 days, and the effects of feed supplementation with thymol (control diet and diet with 2 different concentration of thymol) and packaging conditions on lipid oxidation of poultry thigh meat shelf-life (stored at 4°C for 14 days). The oxidative stability of poultry meat was studied by means of the spectrophotometric determinations of peroxide value and thiobarbituric acid reactive substances. - Evaluation of anti-inflammatory effects of different flavonoids (thymol, luteolin, tangeretin, sulforaphane, polymethoxyflavones, curcumin derivates) to detect their biological activity in LPS-stimulated RAW 264.7 macrophage cells in vitro, in order to study more in depth their action mechanisms. It was evaluated the cell vitality (MTT assay), nitrite concentration and protein profile. The study was focused on the identification of potential dietary bioactive compounds in order to investigate their biological activity and possible synergic effects, and to develop new suitable strategies for long-term promotion of human health, in particular against cancer.

Synthese und biologische Evaluierung von fluorierten und carbaanalogen Glycopeptiden für die Entwicklung von tumorselektiven Vakzinen

Tumorassoziierte Kohlenhydrat-Antigene werden von einer Vielzahl epithelialer Tumoren in erhöhtem Maße exprimiert und können sowohl als selektive Tumormarker, als auch als Zielstrukturen zur Entwicklung von synthetischen Krebsvakzinen dienen. Mucine, allen voran MUC1, sind hochgradig O-glycosylierte Zelloberflächenproteine, die im Fall maligner Zellen in deutlich überexprimierter Form mit charakteristisch veränderten Glycosylierungsmustern auftreten und somit vom Immunsystem erkannt werden können. Die relativ schwache Immunogenität und die geringe metabolische Stabilität dieser Glycopeptid-Epitope stehen jedoch der Entwicklung effizienter, auf Kohlenhydraten basierender Krebsvakzine entgegen.rnEin interessanter Ansatz, die Stabilität und Immunogenität der Vakzinbausteine zu erhöhen, ohne dabei deren Tumorspezifität nennenswert zu beeinträchtigen, stellt die Verwendung von modifizierten Glycopeptid-Konjugaten mit Kohlenhydratmimetika dar, z.B. basierend auf Fluor- und Carbazuckern. rnUm die Eignung solcher bislang unbekannter MUC1-Antigenanaloga als Vakzinbausteine zu untersuchen, konnten im Rahmen dieses Promotionsvorhabens Synthesen zu verschiedenen, modifizierten Antigen-Threonin-Konjugaten erarbeitet werden. Dabei konnte neben der erstmaligen Synthese eines in 6-Position fluorierten Carbazuckers auch ein 1→3 verknüpftes Carbadisaccharid synthetisiert werden. Zudem wurden mehrere Vertreter der in Position 6 bzw. 6‘ fluorierten TN, T und der beiden ST-Antigene dargestellt und über eine Festphasenpeptidsynthese in die aus 20 Aminosäuren bestehende tandem-repeat-Sequenz des MUC1 eingebaut. Eine anschließende Konjugation dieser Glycopeptide über einen nicht-immunogenen Spacer auf Triethylenglycol Basis an Carrierproteine wie BSA und das Tetanus Toxoid lieferte nicht nur potente Tumorvakzine, sondern auch die für die Durchführung von ELISA-Studien benötigten Glycopeptid-Konjugate. rnIn ersten ELISA und Neutralisationsexperimenten konnte gezeigt werden, dass bereits erhaltene Antikörper gegen strukturell sehr ähnliche Vakzine in der Lage sind, die neuartigen fluorierten Glycopeptide zu erkennen und an ihnen zu binden. Zusätzlich konnte erstmals in Impfstudien gezeigt werden, dass mit diesen neuen fluorierten Glycopeptid-TTox-Konjugaten nicht nur eine stakt toleranzbrechende humorale Immunantwort induziert werden kann, sondern auch dass diese MUC1 spezifischen Antikörper zudem in der Lage sind Brustkrebszellen der Linie MCF-7 zu erkennen und zu binden. rnrn

Mechanisms of osteoclastogenesis inhibition by a novel class of biphenyl-type cannabinoid CB(2) receptor inverse agonists

The cannabinoid CB(2) receptor is known to modulate osteoclast function by poorly understood mechanisms. Here, we report that the natural biphenyl neolignan 4'-O-methylhonokiol (MH) is a CB(2) receptor-selective antiosteoclastogenic lead structure (K(i) < 50 nM). Intriguingly, MH triggers a simultaneous G(i) inverse agonist response and a strong CB(2) receptor-dependent increase in intracellular calcium. The most active inverse agonists from a library of MH derivatives inhibited osteoclastogenesis in RANK ligand-stimulated RAW264.7 cells and primary human macrophages. Moreover, these ligands potently inhibited the osteoclastogenic action of endocannabinoids. Our data show that CB(2) receptor-mediated cAMP formation, but not intracellular calcium, is crucially involved in the regulation of osteoclastogenesis, primarily by inhibiting macrophage chemotaxis and TNF-α expression. MH is an easily accessible CB(2) receptor-selective scaffold that exhibits a novel type of functional heterogeneity.

Controlled angiogenesis in the heart by cell-based expression of specific vascular endothelial growth factor levels

Vascular endothelial growth factor (VEGF) can induce normal angiogenesis or the growth of angioma-like vascular tumors depending on the amount secreted by each producing cell because it remains localized in the microenvironment. In order to control the distribution of VEGF expression levels in vivo, we recently developed a high-throughput fluorescence-activated cell sorting (FACS)-based technique to rapidly purify transduced progenitors that homogeneously express a specific VEGF dose from a heterogeneous primary population. Here we tested the hypothesis that cell-based delivery of a controlled VEGF level could induce normal angiogenesis in the heart, while preventing the development of angiomas. Freshly isolated human adipose tissue-derived stem cells (ASC) were transduced with retroviral vectors expressing either rat VEGF linked to a FACS-quantifiable cell-surface marker (a truncated form of CD8) or CD8 alone as control (CTR). VEGF-expressing cells were FACS-purified to generate populations producing either a specific VEGF level (SPEC) or uncontrolled heterogeneous levels (ALL). Fifteen nude rats underwent intramyocardial injection of 10(7) cells. Histology was performed after 4 weeks. Both the SPEC and ALL cells produced a similar total amount of VEGF, and both cell types induced a 50%-60% increase in both total and perfused vessel density compared to CTR cells, despite very limited stable engraftment. However, homogeneous VEGF expression by SPEC cells induced only normal and stable angiogenesis. Conversely, heterogeneous expression of a similar total amount by the ALL cells caused the growth of numerous angioma-like structures. These results suggest that controlled VEGF delivery by FACS-purified ASC may be a promising strategy to achieve safe therapeutic angiogenesis in the heart.

Characterisation of six novel A-subunit mutations leading to congenital factor XIII deficiency and molecular analysis of the first diagnosed patient with this rare bleeding disorder

In 1960, the first case report on factor XIII deficiency was published describing a seven-year-old Swiss boy with a so far unknown bleeding disorder. Today, more than 60 mutations in the factor XIIIA- and B-subunit genes are known leading to congenital factor XIII deficiency. In the present study, we describe six novel mutations in the factor XIII A-subunit gene. Additionally, we present the molecular characterisation of the first described patient with congenital factor XIII deficiency. The six novel mutations include a small deletion, Glu202 delG, leading to a premature stop codon and truncation of the protein, and a splice site mutation at the exon 10/intron 10 boundary, +1G/A, giving rise to an incorrect spliced mRNA lacking exons 10 and 11. The remaining four mutations are characterised by the single amino acid changes Met159Arg, Gly215Arg, Trp375Cys, and His716Arg, and were expressed in COS-1 cells. Antigen levels and activity of the mutants were significantly reduced compared to the wild-type. The patient described in 1960 also shows a single amino acid change, Arg77Cys. Structural analysis of all mutant enzymes suggests several mechanisms leading to destabilisation of the protein.

Inflammation and NO(X)-induced nitration: assay for 3-nitrotyrosine by HPLC with electrochemical detection

The identification of 15N-labeled 3-nitrotyrosine (NTyr) by gas chromatography/mass spectroscopy in protein hydrolyzates from activated RAW 264.7 macrophages incubated with 15N-L-arginine confirms that nitric oxide synthase (NOS) is involved in the nitration of protein-bound tyrosine (Tyr). An assay is presented for NTyr that employs HPLC with tandem electrochemical and UV detection. The assay involves enzymatic hydrolysis of protein, acetylation, solvent extraction, O-deacetylation, and dithionite reduction to produce an analyte containing N-acetyl-3-aminotyrosine, an electrochemically active derivative of NTyr. We estimate the level of protein-bound NTyr in normal rat plasma to be approximately 0-1 residues per 10(6) Tyr with a detection limit of 0.5 per 10(7) Tyr when > 100 nmol of Tyr is analyzed and when precautions are taken to limit nitration artifacts. Zymosan-treated RAW 264.7 cells were shown to have an approximately 6-fold higher level of protein-bound NTyr compared with control cells and cells treated with N(G)-monomethyl-L-arginine, an inhibitor of NOS. Intraperitoneal injection of F344 rats with zymosan led to a marked elevation in protein-bound NTyr to approximately 13 residues per 10(6) Tyr, an approximately 40-fold elevation compared with plasma protein of untreated rats; cotreatment with N(G)-monomethyl-L-arginine inhibited the formation of NTyr in plasma protein from blood and peritoneal exudate by 69% and 53%, respectively. This assay offers a highly sensitive and quantitative approach for investigating the role of reactive byproducts of nitric oxide in the many pathological conditions and disease states associated with NO(X) exposure such as inflammation and smoking.

Loss-of-function mutations in the KCNJ8-encoded Kir6.1 K(ATP) channel and sudden infant death syndrome.

BACKGROUND Approximately 10% of sudden infant death syndrome (SIDS) may stem from cardiac channelopathies. The KCNJ8-encoded Kir6.1 (K(ATP)) channel critically regulates vascular tone and cardiac adaptive response to systemic metabolic stressors, including sepsis. KCNJ8-deficient mice are prone to premature sudden death, particularly with infection. We determined the spectrum, prevalence, and function of KCNJ8 mutations in a large SIDS cohort. METHODS AND RESULTS Using polymerase chain reaction, denaturing high-performance liquid chromatography, and DNA sequencing, comprehensive open reading frame/splice-site mutational analysis of KCNJ8 was performed on genomic DNA isolated from necropsy tissue on 292 unrelated SIDS cases (178 males, 204 white; age, 2.9±1.9 months). KCNJ8 mutations were coexpressed heterologously with SUR2A in COS-1 cells and characterized using whole-cell patch-clamp. Two novel KCNJ8 mutations were identified. A 5-month-old white male had an in-frame deletion (E332del) and a 2-month-old black female had a missense mutation (V346I). Both mutations localized to Kir6.1's C-terminus, involved conserved residues and were absent in 400 and 200 ethnic-matched reference alleles respectively. Both cases were negative for mutations in established channelopathic genes. Compared with WT, the pinacidil-activated K(ATP) current was decreased 45% to 68% for Kir6.1-E332del and 40% to 57% for V346I between -20 mV and 40 mV. CONCLUSIONS Molecular and functional evidence implicated loss-of-function KCNJ8 mutations as a novel pathogenic mechanism in SIDS, possibly by predisposition of a maladaptive cardiac response to systemic metabolic stressors akin to the mouse models of KCNJ8 deficiency.