Preservation of myocardial beta-adrenergic receptor signaling delays the development of heart failure after myocardial infarction.

When the heart fails, there is often a constellation of biochemical alterations of the beta-adrenergic receptor (betaAR) signaling system, leading to the loss of cardiac inotropic reserve. betaAR down-regulation and functional uncoupling are mediated through enhanced activity of the betaAR kinase (betaARK1), the expression of which is increased in ischemic and failing myocardium. These changes are widely viewed as representing an adaptive mechanism, which protects the heart against chronic activation. In this study, we demonstrate, using in vivo intracoronary adenoviral-mediated gene delivery of a peptide inhibitor of betaARK1 (betaARKct), that the desensitization and down-regulation of betaARs seen in the failing heart may actually be maladaptive. In a rabbit model of heart failure induced by myocardial infarction, which recapitulates the biochemical betaAR abnormalities seen in human heart failure, delivery of the betaARKct transgene at the time of myocardial infarction prevents the rise in betaARK1 activity and expression and thereby maintains betaAR density and signaling at normal levels. Rather than leading to deleterious effects, cardiac function is improved, and the development of heart failure is delayed. These results appear to challenge the notion that dampening of betaAR signaling in the failing heart is protective, and they may lead to novel therapeutic strategies to treat heart disease via inhibition of betaARK1 and preservation of myocardial betaAR function.

Neuroprotection and regeneration of adult lesioned retinal ganglion cells by the modulation of fibroblast growth factor-2 and receptor tyrosine phosphatase-sigma

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

KISS1R Intracellular Trafficking and Degradation: Effect of the Arg386Pro Disease-Associated Mutation

The goal of this study was to investigate how the Arg386Pro mutation prolongs KiSS-1 receptor (KISS1R) responsiveness to kisspeptin, contributing to human central precocious puberty. Confocal imaging showed colocalization of wild-type (WT) KISS1R with a membrane marker, which persisted for up to 5 h of stimulation. Conversely, no colocalization with a lysosome marker was detected. Also, overnight treatment with a lysosome inhibitor did not affect WT KISS1R protein, whereas overnight treatment with a proteasome inhibitor increased protein levels by 24-fold. WT and Arg386Pro KISS1R showed time-dependent internalization upon stimulation. However, both receptors were recycled back to the membrane. The Arg386Pro mutation did not affect the relative distribution of KISS1R in membrane and internalized fractions when compared to WT KISS1R for up to 120 min of stimulation, demonstrating that this mutation does not affect KISS1R trafficking rate. Nonetheless, total Arg386Pro KISS1R was substantially increased compared with WT after 120 min of kisspeptin stimulation. This net increase was eliminated by blockade of detection of recycled receptors, demonstrating that recycled receptors account for the increased responsiveness of this mutant to kisspeptin. We therefore conclude the following: 1) WT KISS1R is degraded by proteasomes rather than lysosomes; 2) WT and Arg386Pro KISS1R are internalized upon stimulation, but most of the internalized receptors are recycled back to the membrane rather than degraded; 3) the Arg386Pro mutation does not affect the rate of KISS1R trafficking-instead, it prolongs responsiveness to kisspeptin by decreasing KISS1R degradation, resulting in the net increase on mutant receptor recycled back to the plasma membrane.(Endocrinology 152: 1616-1626,2011)

Amitriptyline and Acute Inflammation: A Study Using Intravital Microscopy and the Carrageenan-Induced Paw Edema Model

Background/Aims: Antidepressants are reported to exhibit antiinflammatory effects. However, mechanisms involved in this action have not been elucidated. Thus, the objectives of the present study were (a) to evaluate the effects of amitriptyline on the acute inflammatory process, and (b) to investigate the participation of alpha(1)-adrenergic receptors and glucocorticoids as possible mechanisms implicated in the amitriptyline action on inflammation. Methods and Results: Single and multiple doses of amitriptyline were administered to rats submitted to the carrageenan-induced paw edema model. The results showed a significant antiedematous reaction to amitriptyline, mainly when administered at each elimination half-life. The next step was to evaluate its effects on leukocyte behavior, using intravital microscopy. Amitriptyline produced a significant effect on leukocyte behavior. To investigate possible mechanisms involved, a glucocorticoid receptor antagonist (RU-486) and an alpha(1)-adrenergic receptor antagonist (prazosin) were used. RU-486 administration lacked the ability to decrease the amitriptyline antiinflammatory effects in the carrageenan-induced paw edema model. Prazosin pretreatment potentiated the amitriptyline antiinflammatory effect without presenting an effect per se. Conclusion:The present study shows the ability of amitriptyline to decrease edema and affect leukocyte behavior in an acute inflammatory process; and, for the first time to our knowledge, we suggest the involvement of alpha(1)-adrenoceptors in the antiinflammatory effects of amitriptyline. Copyright (C) 2010 S. Karger AG, Basel

Tissue transglutaminase (TG2) acting as G protein protects hepatocytes against Fas-mediated cell death in mice.

Tissue transglutaminase (TG2) is a protein cross-linking enzyme known to be expressed by hepatocytes and to be induced during the in vivo hepatic apoptosis program. TG2 is also a G protein that mediates intracellular signaling by the alpha-1b-adrenergic receptor (AR) in liver cells. Fas/Fas ligand interaction plays a crucial role in various liver diseases, and administration of agonistic anti-Fas antibodies to mice causes both disseminated endothelial cell apoptosis and fulminant hepatic failure. Here we report that an intraperitoneal dose of anti-Fas antibodies, which is sublethal for wild-type mice, kills all the TG2 knock-out mice within 20 hours. Although TG2-/- thymocytes exposed to anti-Fas antibodies die at the same rate as wild-type mice, TG2-/- hepatocytes show increased sensitivity toward anti-Fas treatment both in vivo and in vitro, with no change in their cell surface expression of Fas, levels of FLIP(L) (FLICE-inhibitory protein), or the rate of I-kappaBalpha degradation, but a decrease in the Bcl-xL expression. We provide evidence that this is the consequence of the impaired AR signaling that normally regulates the levels of Bcl-xL in the liver. In conclusion, our data suggest the involvement of adrenergic signaling pathways in the hepatic regeneration program, in which Fas ligand-induced hepatocyte proliferation with a simultaneous inhibition of the Fas-death pathway plays a determinant role.

Neuropeptide Y expression and regulation in a differentiated rat insulin-secreting cell line.

Neuropeptide-Y (NPY) is a 36-amino acid peptide known to inhibit glucose-stimulated insulin secretion in various animal models in vitro and in vivo. NPY is thought to be one of the mediators of sympathetic action in the pancreas through nerve endings surrounding the islets, and it has recently been shown to be synthesized within the islets of Langerhans. To elucidate the potential role of NPY in the endocrine pancreas, we studied the expression and regulation of NPY secretion in a rat insulinoma cell line (INS-1). NPY mRNA and peptide are highly expressed and secreted by INS-1 cells. NPY levels were determined by a sensitive and specific two-site amplified enzyme-linked immunosorbent assay. Incubation of INS-1 cells with various glucose concentrations did not modify NPY secretion; however, stimulation of adenylate cyclase by forskolin induced a dose- and time-dependent increase in NPY release in the medium. The glucagon-like peptide-I-(7-36) amide (GLP-1), a known gluco-incretin in humans, induced at low concentration (10(-9) M) a similar expression of NPY mRNA and peptide secretion in INS-1 cells. On the other hand, the inhibition of cAMP accumulation by the alpha 2-adrenergic agonist clonidine decreased NPY secretion. In conclusion, 1) high levels of gene expression and secretion of NPY are found in a rat insulinoma cell line (INS-1). 2) Accumulation of cAMP induced by forskolin or a gluco-incretin (GLP-1) induces a further increase in NPY gene expression and release. 3) NPY secretion is not modulated by low or high glucose concentrations in the medium. 4) Induction of NPY, a known inhibitor of insulin secretion, may represent a novel counterregulatory mechanism of insulin secretion, limiting the stimulatory effect of GLP-1 on insulin secretion.

Homogeneous assay technologies in drug screening: Quenching Resonance Energy Transfer (QRET) technique

Information gained from the human genome project and improvements in compound synthesizing have increased the number of both therapeutic targets and potential lead compounds. This has evolved a need for better screening techniques to have a capacity to screen number of compound libraries against increasing amount of targets. Radioactivity based assays have been traditionally used in drug screening but the fluorescence based assays have become more popular in high throughput screening (HTS) as they avoid safety and waste problems confronted with radioactivity. In comparison to conventional fluorescence more sensitive detection is obtained with time-resolved luminescence which has increased the popularity of time-resolved fluorescence resonance energy transfer (TR-FRET) based assays. To simplify the current TR-FRET based assay concept the luminometric homogeneous single-label utilizing assay technique, Quenching Resonance Energy Transfer (QRET), was developed. The technique utilizes soluble quencher to quench non-specifically the signal of unbound fraction of lanthanide labeled ligand. One labeling procedure and fewer manipulation steps in the assay concept are saving resources. The QRET technique is suitable for both biochemical and cell-based assays as indicated in four studies:1) ligand screening study of β2 -adrenergic receptor (cell-based), 2) activation study of Gs-/Gi-protein coupled receptors by measuring intracellular concentration of cyclic adenosine monophosphate (cell-based), 3) activation study of G-protein coupled receptors by observing the binding of guanosine-5’-triphosphate (cell membranes), and 4) activation study of small GTP binding protein Ras (biochemical). Signal-to-background ratios were between 2.4 to 10 and coefficient of variation varied from 0.5 to 17% indicating their suitability to HTS use.

Evaluation du systeme nerveux autonome dans l'hypertension arterielle essentielle

L’analyse spectrale de la fréquence cardiaque, de la pression artérielle systolique, de la pression artérielle diastolique ainsi que de la respiration par la transformée de Fourier rapide, est considérée comme une technique non invasive pour la détermination de l’activité du système nerveux autonome (SNA). Dans une population de sujets normaux volontaires, nous avons obtenu à l’état basal, des oscillations de basses fréquences (0,05-0,15Hz) reliées au système nerveux sympathique autonome et des oscillations de hautes fréquences (0,2Hz) représentant sur les intervalles entre chaque ondes R de l’électrocardiogramme (RR), l’arythmie sinusale respiratoire correspondant à une activité vagale. Nous avons comparé les tests de stimulation du système nerveux sympathique autonome déclenché par le passage de la position de repos (en décubitus dorsal), à la position orthostatique volontaire et le passage de la position de repos à la position orthostatique avec la table basculante à 60o. Nous avons également comparé un groupe normotendu à un groupe hypertendu qui a été soumis au passage du repos à l’orthostation volontaire et pour lesquels nous avons évalué la sensibilité du baroréflexe et la réponse sympathique par la mesure des catécholamines circulantes. Dans un groupe de sujets ayant une hypertension artérielle essentielle, nous avons évalué l’effet de la thérapie hypotensive, par le Trandolapril qui est un Inhibiteur de l’enzyme de conversion (IEC) de l`angiotensine. Dans ce groupe hypertendu, nous avons procédé, en plus de la stimulation sympathique par l’orthostation volontaire, à un exercice isométrique de trois minutes à 30 % de la force maximale. Nous avons également complété notre évaluation par la mesure de la densité de récepteurs ß2 adrénergiques sur lymphocytes et par la mesure des indices de contractilité à l’aide de l’échocardiographie en M mode. Les résultats ont montré, dans les groupes normaux volontaires, dans les deux types de stimulation du système nerveux sympathique par la position orthostatique, une augmentation significative des catécholamines plasmatiques avec une augmentation de la fréquence cardiaque et des basses fréquences de RR, confirmant ainsi que l’on est en état de stimulation sympathique. On observe en même temps une diminution significative des hautes fréquences de RR, suggérant un retrait vagal lors de cette stimulation. On a observé au test de la table basculante six cas d’hypotension orthostatique. On a comparé la position orthostatique volontaire entre le groupe de sujets normaux et le groupe de sujets hypertendus. L’analyse spectrale croisée de RR et de la pression artérielle systolique a permis d’évaluer dans l’hypertension artérielle (HTA), essentielle une sensibilité du baroréflexe atténuée, accompagnée d’une réactivité vagale réduite en présence d’une activité et d’une réactivité sympathique augmentées suggérant une altération sympathovagale dans l’HTA. Dans le groupe de sujets hypertendus traités (Trandolapril 2mg/jour), nous avons identifié un groupe de répondeurs au traitement par le Trandolapril et un groupe de non répondeurs à ce type de thérapie anti-hypertensive. Le groupe répondeur avait un profil hyper-adrénergique avec une hyper-réactivité sympathique, une fréquence cardiaque et des pressions artérielles diastolique et systolique plus élevées au repos. Dans le groupe total traité au Trandolapril, la densité des récepteurs ß2 adrénergiques a doublé, après thérapie, alors que la réactivité des basses fréquences obtenues à l’analyse spectrale a augmenté. Nous avons montré dans notre étude qu’un IECA a pu inhiber le mécanisme facilitateur de l’angII sur les terminaisons nerveuses sympathiques et a permis ainsi de réduire l’hyperactivité sympathique et le mécanisme de « down regulation » des récepteurs ß2 adrénergiques rendant ainsi l’expression de l’influence du SNA post synaptique plus efficace. Dans l’ensemble de nos protocoles cliniques, par l’utilisation de l’analyse spectrale des signaux RR, de la pression artérielle systolique,de la pression artérielle diastolique et de la respiration, nous avons montré que cette technique non invasive permet de décrire et de mieux comprendre les mécanismes physiologiques, physiopathologiques et pharmacologiques reliés au système nerveux autonome et à l’hypertension artérielle essentielle.

Étude des déterminants moléculaires de la signalisation des récepteurs couplés aux protéines G et développement d'outils pour l'étude de l'effecteur bêta-arrestine.

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) constituent la plus grande famille de protéines membranaires du génome humain. Ils transmettent les signaux extracellulaires provenant de plusieurs stimuli comme les odeurs, les ions, les hormones et les neurotransmetteurs, à l'intérieur des cellules. En se liant aux RCPGs, ces molécules contribuent à la stabilisation des changements conformationnels activateurs qui se propagent jusqu'au domaine intracellulaire des récepteurs. Ces derniers engagent ensuite un ou plusieurs effecteurs, comme les protéines G hétérotrimériques et les β-arrestines (βarrs), qui activent une cascade d'événements moléculaires menant à la réponse cellulaire.Récemment, la publication de structures cristallines de RCPGs liant des ligands diffusibles a offert une opportunité de raffiner à une résolution atomique les modèles des mécanismes de transduction des signaux. Dans la première partie de cette thèse, nous avons donc exploré les déterminants de la signalisation du récepteur prototypique β2-adrénergique (β2AR), induite par les β-bloqueurs. En ne tenant compte que de leur efficacités sur le β2AR dans les voies de l'adénylate cyclase (AC) et des protéines kinases activées par les facteurs mitogéniques (MAPK), les β-bloqueurs peuvent être classés en 3 groupes distincts (agoniste inverse AC / agoniste MAPK, antagoniste neutre AC / agoniste MAPK et agoniste inverse AC / agoniste inverse MAPK). Afin de déterminer le lien entre leur efficacité et leur mode de liaison, nous avons réalisé des expériences d'arrimages moléculaires in silico entre des β-bloqueurs de chacun des groupes et la structure cristalline du β2AR liée au carazolol. De manière intéressante, les ligands à l'intérieur d'un groupe partagent un mode de liaison, alors que ceux des ligands entre les groupes divergent, suggérant que le mode de liaison des β-bloqueurs pourrait être utilisé pour prédire leur l'efficacité. En accord avec cette hypothèse, nous avons prédit et confirmé l'efficacité agoniste MAPK du carazolol, un inverse agoniste AC du β2AR se liant au récepteur de manière similaire au groupe inverse agoniste AC / agoniste MAPK. De manière intéressante, le groupement aryl des ligands agonistes inverses agonistes AC / agoniste MAPK, le seul groupement chimique variable de ce groupe, est prédite pour lier la région des 3e et 5e hélices transmembranaires (TM3 et TM5). Nous avons donc émis l'hypothèse que cette région pourrait être un déterminant de l'efficacité de ces ligands. En accord avec cette dernière, la mutation de 2 résidus (T118I, S203A) localisés proches du site de liaison des groupements aryls des β-bloqueurs, prévient l'efficacité agoniste inverse de l'ICI-118551 sur la voie de l'AC sans affecter l'efficacité d'un agoniste, indiquant que cette région est importante pour la transmission de l'effet agoniste inverse, du moins sur la voie de l'AC. Les βarrs sont des protéines d'échafaudage qui coordonnent la formation de complexes avec plusieurs dizaines d'effecteurs de signalisation. Originalement identifiées pour leur rôle dans la désensibilisation et l'internalisation des RCPGs, elles sont aussi d'importants effecteurs de la signalisation des RCPGs indépendante des protéines G hétérotrimériques. Cependant, contrairement aux protéines G hétérotrimériques, il n'existe que peu d'outils pour les étudier. Ainsi, la deuxième partie de la thèse est dédiée au développement d'outils pour l'étude des βarrs. À cette fin, nous avons d'abord tenté de transposer une méthode de mesure de l'interaction entre 2 protéines par la technologie de transfert d'énergie de bioluminescence par résonance (BRET) en microscopie et chez des souris transgéniques afin de mesurer de manière subcellulaire et dans un contexte natif l'engagement de la βarr à des RCPGs. Ainsi, nous avons établi les preuves de principe que le BRET peut être utilisé pour localiser l'interaction entre la βarr et le récepteur de la vasopressine de type 2 (V2R) sur une cellule au microscope et pour détecter l'interaction entre la βarr et le β2AR sur des tissus de souris transgéniques exprimant ces protéines fusionnées avec des partenaires BRET. Finalement, il n'existe aucun inhibiteur pharmacologique ciblant les βarrs. Ainsi, grâce à la combinaison d'approches de criblage virtuel sur un modèle de la structure des βarrs et d'essais de validation cellulaire, nous avons développé un inhibiteur pharmacologique des βarrs. À l'aide de cet outil, nous avons confirmé l'implication des βarrs dans l'activation des MAPK par le V2R, mais aussi montré un nouveau rôle des βarrs dans le recyclage du β2AR. Les connaissances et outils développés dans cette thèse permettront de mieux comprendre les déterminants moléculaires de la signalisation des RCPGs et entre autres, grâce à des nouvelles approches pour étudier le rôle cellulaire et physiologique des βarrs.

Use of cellular impedance to characterize ligand functional selectivity at G protein-coupled receptors

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPGs) représentent la plus grande famille de cibles thérapeutiques pour le traitement d’une panoplie de pathologies humaines. Bien que plusieurs décennies de recherche aient permis de façonner nos connaissances sur ces protéines membranaires, notre compréhension des déterminants moléculaires de leur activité signalétique reste encore limitée. De ces domaines de recherche, une avancée récente a mis à jour un nouveau phénomène, appelé sélectivité fonctionnelle des ligands, qui a bouleversé les paradigmes décrivant leu fonctionnement de ces récepteurs. Ce concept émane d’observations montrant que l’activité pharmacologique de certains ligands n’est pas nécessairement conservée sur tout le répertoire signalétiques connu du récepteur et peu se restreindre à l'activation sélective d’un sous-groupe de voies de signalisation.Ce nouveau modèle pharmacologique de l'activation des RCPG ouvre de nouvelles possibilités pour la découverte de médicaments plus efficace et sûr, ciblant les RCPGs. En effet, il permet la conception de molécules modulant spécifiquement les voies signalétiques d’intérêt thérapeutique, sans engager les autres voies qui pourraient mener à des effets secondaires indésirables ou de la tolérance. Cette thèse décrit l'utilisation d'une nouvelle approche sans marquage, basée sur la mesure du changement l'impédance cellulaire. Par la mesure des changements cellulaires, comme la morphologie, l’adhésion et/ou la redistribution des macromolécules, cette approche permet de mesurer de façon simultanée l'activité de plusieurs voies de signalisation impliqués dans ces réponses. Utilisant le récepteur β2-adrénergique (β2AR) comme modèle, nous avons démontré que les variations dans l’impédance cellulaire étaient directement liées à l’activation de multiples voies de signalisation suite à la stimulation du récepteur par son ligand. L’agoniste type du β2AR, l’isoprotérénol, s’est avéré induire une réponse d’impédance dose-dépendante constituée, dans le temps, de plusieurs caractéristiques distinctes pouvant être bloquées de façon compétitive par l’antagoniste ICI118,551 Par l’utilisation d’inhibiteurs sélectifs, nous avons été en mesure de déterminer la contribution de plusieurs voies signalétiques canoniques, comme les voies dépendantes de Gs et Gi, la production d’AMPc et l’activation de ERK1/2, sur ces changements. De plus, la dissection de la réponse d’impédance a permis d’identifier une nouvelle voie de mobilisation du Ca2+ contribuant à la réponse globale des changements initiés par la stimulation du β2AR. Dans une autre étude, nous avons rapporté que la réponse calcique induite par le β2AR serait attribuable à une transactivation Gs-dépendant du récepteur purinergique P2Y11, lui-même couplé à la protéine Gq. La mesure d’impédance permettant de distinguer et de décrire une pléiade d’activités signalétiques, nous avons émis l’hypothèse que des ligands arborant des profils signalétiques différents généreraient des réponses d’impédance distinctes. Le criblage d’une librairie de ligands spécifiques au β2AR a révélé une grande variété de signatures d’impédance. Grâce au développement d’une approche computationnelle innovatrice, nous avons été en mesure de regrouper ces signatures en cinq classes de composés, un regroupement qui s’est avéré hautement corrélé avec le profil signalétique des différents ligands. Nous avons ensuite combiné le criblage de composés par impédance avec l’utilisation d’inhibiteurs sélectifs de voies signalétiques afin d’augmenter la résolution du regroupement. En évaluant l’impact d’une voie signalétique donnée sur la signature d’impédance, nous avons été en mesure de révéler une plus grande variété de textures parmi les ligands. De plus, cette méthode s’est avérée efficace pour prédire le profil signalétique d’une librairie de composés non caractérisés, ciblant le β2AR. Ces travaux ont mené à l’élaboration d’une méthode permettant d’exprimer visuellement la sélectivité fonctionnelle de ligands et ont révélé de nouvelles classes de composés pour ce récepteur. Ces nouvelles classes de composés ont ensuite été testées sur des cardiomyocytes humains, confirmant que les composés regroupés dans différentes classes produisent des effets distincts sur la contractilité de ces cellules. Globalement, ces travaux démontrent la pertinence de l’utilisation de l’impédance cellulaire pour une évaluation précise des différences fonctionnelles parmi les composés ciblant les RCPGs. En fournissant une représentation pluridimensionnelle de la signalisation émanant des RCPGs à l’aide d’un seul essai ne requérant pas de marquage, les signatures d’impédance représentent une stratégie simple et innovante pour l’évaluation de la fonctionnalité sélective des ligands. Cette méthode pourrait être d’une grande utilité dans le processus de découverte de nouveaux médicaments.

Incidencia de fibrilación auricular en las primeras 72 horas del post operatorio de revascularización miocárdica

Determinar la incidencia de fibrilación auricular en las primeras 72 horas del post operatorio en pacientes llevados a revascularización miocárdica utilizando dos técnicas de anestésia una convencional (AC) con anestésicos inhalados y opioides y otra con dexmedetomidina (AD.). cohorte retrospectivo, en donde se seleccionarán dos grupos de estudio, un grupo de expuestos, pacientes llevados a revascularización miocárdica con utilización técnica anestésica convencional y un grupo de no expuestos pacientes llevados a revascularización miocárdica con uso de dexmedetomidina como técnica de anestesia; A estos grupos se les hizo seguimiento por 72 horas para determinar la presencia de fibrilación auricular y la terapéutica instaurada.

Signaling mechanisms of GPCR ligands

G protein-coupled receptors constitute one of the major classes of drug targets, so understanding the mechanisms of signaling through these receptors is of great importance. This review covers some of the recent advances in G protein-coupled receptor signaling. A high resolution structure of the beta(2)-adrenergic receptor has been reported, as well as several molecular switches involved in receptor activation. It has also been realised that receptors and G proteins and their subunits may not always separate upon receptor activation. The definition of the ability of these receptors to signal has been expanded considerably with the realisation that some signaling may occur independently of G proteins, that some signaling events may differ in their pharmacological profiles and that formation of heterodimers of these receptors may provide new avenues for both signaling and drug design.

ADRB2 and LEPR Gene Polymorphisms: Synergistic Effects on the Risk of Obesity in Japanese

The objective of the present study was to validate a recently reported synergistic effect between variants located in the leptin receptor (LEPR) gene and in the beta-2 adrenergic receptor (ADRB2) gene on the risk of overweight/obesity. We studied a middle-aged/ elderly sample of 4,193 nondiabetic Japanese subjects stratified according gender (1,911 women and 2,282 men). The LEPR Gln223Arg (rs1137101) variant as well as both ADRB2 Arg16Gly (rs1042713) and Gln27Glu (rs1042714) polymorphisms were analyzed. The primary outcome was the risk of overweight/obesity defined as BMI >= 25 kg/m(2), whereas secondary outcomes included the risk of a BMI >= 27 kg/m(2) and BMI as a continuous variable. None of the studied polymorphisms showed statistically significant individual effects, regardless of the group or phenotype studied. Haplotype analysis also did not disclose any associations of ADRB2 polymorphisms with BMI. However, dimensionality reduction-based models confirmed significant interactions among the investigated variants for BMI as a continuous variable as well as for the risk of obesity defined as BMI >= 27 kg/m(2). All disclosed interactions were found in men only. Our results provide external validation for a male specific ADRB2-LEPR interaction effect on the risk of overweight/obesity, but indicate that effect sizes associated with these interactions may be smaller in the population studied.

Multilocus Analyses of Seven Candidate Genes Suggest Interacting Pathways for Obesity-Related Traits in Brazilian Populations

We investigated whether variants in major candidate genes for food intake and body weight regulation contribute to obesity-related traits under a multilocus perspective. We studied 375 Brazilian subjects from partially isolated African-derived populations (quilombos). Seven variants displaying conflicting results in previous reports and supposedly implicated in the susceptibility of obesity-related phenotypes were investigated: beta(2)-adrenergic receptor (ADRB2) (Arg16Gly), insulin induced gene 2 (INSIG2) (rs7566605), leptin (LEP) (A19G), LEP receptor (LEPR) (Gln223Arg), perilipin (PLIN) (6209T > C), peroxisome proliferator-activated receptor-gamma (PPARG) (Pro12Ala), and resistin (RETN) (-420C > G). Regression models as well as generalized multifactor dimensionality reduction (GMDR) were employed to test the contribution of individual effects and higher-order interactions to BMI and waist-hip ratio (WHR) variation and risk of overweight/obesity. The best multilocus association signal identified in the quilombos was further examined in an independent sample of 334 Brazilian subjects of European ancestry. In quilombos, only the PPARG polymorphism displayed significant individual effects (WHR variation, P = 0.028). No association was observed either with the risk of overweight/obesity (BMI >= 25 kg/m(2)), risk of obesity alone (BMI >= 30 kg/m(2)) or BMI variation. However, GMDR analyses revealed an interaction between the LEPR and ADRB2 polymorphisms (P = 0.009) as well as a third-order effect involving the latter two variants plus INSIG2 (P = 0.034) with overweight/obesity. Assessment of the LEPR-ADRB2 interaction in the second sample indicated a marginally significant association (P = 0.0724), which was further verified to be limited to men (P = 0.0118). Together, our findings suggest evidence for a two-locus interaction between the LEPR Gln223Arg and ADRB2 Arg16Gly variants in the risk of overweight/obesity, and highlight further the importance of multilocus effects in the genetic component of obesity.

Lateral parabrachial nucleus and central amygdala in the control of sodium intake

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)