LC-MS/MS based assay and reference intervals in children and adolescents for oxysterols elevated in Niemann-Pick diseases

BACKGROUND Niemann-Pick type C (NP-C) is a rare progressive neurodegenerative lipid storage disorder with heterogeneous clinical presentation and challenging diagnostic procedures. Recently oxysterols have been reported to be specific biomarkers for NP-C but knowledge on the intra-individual variation and on reference intervals in children and adolescents are lacking. METHODS We established a LC-MS/MS assay to measure Cholestane-3β, 5α, 6β-triol (C-triol) and 7-Ketocholesterol (7-KC) following Steglich esterification. To assess reference intervals and intra-individual variation we determined oxysterols in 148 children and adolescents from 0 to 18 years and repeat measurements in 19 of them. RESULTS The reported method is linear (r>0.99), sensitive (detection limit of 0.03 ng/mL [0.07 nM] for C-triol, and 0.54 ng/mL [1.35 nM] for 7-KC) and precise, with an intra-day imprecision of 4.8% and 4.1%, and an inter-day imprecision of 7.0% and 11.0% for C-triol (28 ng/ml, 67 nM) and 7-KC (32 ng/ml, 80 nM), respectively. Recoveries for 7-KC and C-triol range between 93% and 107%. The upper reference limit obtained for C-triol is 40.4 ng/mL (95% CI: 26.4-61.7 ng/mL, 96.0 nM, 95% CI: 62.8-146.7 nM) and 75.0 ng/mL for 7-KC (95% CI: 55.5-102.5 ng/mL, 187.2 nM, 95% CI: 138.53-255.8 nM), with no age or gender dependency. Both oxysterols have a broad intra-individual variation of 46%±23% for C-triol and 52%±29% for 7-KC. Nevertheless, all Niemann-Pick patients showed increased C-triol levels including Niemann-Pick type A and B patients. CONCLUSIONS The LC-MS/MS assay is a robust assay to quantify C-triol and 7-KC in plasma with well documented reference intervals in children and adolescents to screen for NP-C in the pediatric population. In addition our results suggest that especially the C-triol is a biomarker for all three Niemann-Pick diseases.

Dynamic Movements of Organelles Containing Niemann-Pick C1 Protein: NPC1 Involvement in Late Endocytic EventsV⃞

People homozygous for mutations in the Niemann-Pick type C1 (NPC1) gene have physiological defects, including excess accumulation of intracellular cholesterol and other lipids, that lead to drastic neural and liver degeneration. The NPC1 multipass transmembrane protein is resident in late endosomes and lysosomes, but its functions are unknown. We find that organelles containing functional NPC1-fluorescent protein fusions undergo dramatic movements, some in association with extending strands of endoplasmic reticulum. In NPC1 mutant cells the NPC1-bearing organelles that normally move at high speed between perinuclear regions and the periphery of the cell are largely absent. Pulse-chase experiments with dialkylindocarbocyanine low-density lipoprotein showed that NPC1 organelles function late in the endocytic pathway; NPC1 protein may aid the partitioning of endocytic and lysosomal compartments. The close connection between NPC1 and the drug U18666A, which causes NPC1-like organelle defects, was established by rescuing drug-treated cells with overproduced NPC1. U18666A inhibits outward movements of NPC1 organelles, trapping membranes and cholesterol in perinuclear organelles similar to those in NPC1 mutant cells, even when cells are grown in lipoprotein-depleted serum. We conclude that NPC1 protein promotes the creation and/or movement of particular late endosomes, which rapidly transport materials to and from the cell periphery.

Sphingosylphosphocholine, a signaling molecule which accumulates in Niemann-Pick disease type A, stimulates DNA-binding activity of the transcription activator protein AP-1.

Sphingosylphosphocholine (SPC) is the deacylated derivative of sphingomyelin known to accumulate in neuropathic Niemann-Pick disease type A. SPC is a potent mitogen that increases intracellular free Ca2+ and free arachidonate through pathways that are only partly protein kinase C-dependent. Here we show that SPC increased specific DNA-binding activity of transcription activator AP-1 in electrophoretic mobility-shift assays. Increased DNA-binding activity of AP-1 was detected after only 1-3 min, was maximal after 6 hr, and remained elevated at 12-24 hr. c-Fos was found to be a component of the AP-1 complex. Northern hybridization revealed an increase in c-fos transcripts after 30 min. Since the increase in AP-1 binding activity preceded the increase in c-fos mRNA, posttranslational modifications may be important in mediating the early SPC-induced increases in AP-1 DNA-binding activity. Western analysis detected increases in nuclear c-Jun and c-Fos proteins following SPC treatment. SPC also transactivated a reporter gene construct through the AP-1 recognition site, indicating that SPC can regulate the expression of target genes. Thus, SPC-induced cell proliferation may result from activation of AP-1, linking signal transduction by SPC to gene expression. Since the expression of many proteins with diverse functions is known to be regulated by AP-1, SPC-induced activation of AP-1 may contribute to the pathophysiology of Niemann-Pick disease.

Ncr1p, the yeast ortholog of mammalian niemann pick C1 protein, is dispensable for endocytic transport

The Niemann Pick C1 protein localizes to late endosomes and plays a key role in the intracellular transport of cholesterol in mammalian cells. Cholesterol and other lipids accumulate in a lysosomal or late endosomal compartment in cells lacking normal NPC1 function. Other than accumulation of lipids, defects in lysosomal retroendocytosis, sorting of a multifunctional receptor and endosomal movement have also been detected in NPC1 mutant cells. Ncr1p is an ortholog of NPC1 in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae. In this study, we show that Ncr1p is a vacuolar membrane protein that transits through the biosynthetic vacuolar protein sorting pathway, and that it can be solubilized by Triton X-100 at 4 degreesC. Using well-established assays, we demonstrate that the absence of Ncr1p had no effect on fluid phase and receptor- mediated endocytosis, biosynthetic delivery to the vacuole, retrograde transport from endosome to Golgi and ubiquitin- and nonubiquitin-dependent multivesicular body sorting. We conclude that Ncr1p does not have an essential role in known endocytic transport pathways in yeast.

Régulation transcriptionnelle du gène Niemann-Pick C1 et son rôle dans la stéroïdogénèse

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

Régulation transcriptionnelle du gène Niemann-Pick C1 et son rôle dans la stéroïdogénèse

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

Annexin II regulates multivesicular endosome biogenesis in the degradation pathway of animal cells

Proteins of the annexin family are believed to be involved in membrane-related processes, but their precise functions remain unclear. Here, we have made use of several experimental approaches, including pathological conditions, RNA interference and in vitro transport assays, to study the function of annexin II in the endocytic pathway. We find that annexin II is required for the biogenesis of multivesicular transport intermediates destined for late endosomes, by regulating budding from early endosomes-but not the membrane invagination process. Hence, the protein appears to be a necessary component of the machinery controlling endosomal membrane dynamics and multivesicular endosome biogenesis. We also find that annexin II interacts with cholesterol and that its subcellular distribution is modulated by the subcellular distribution of cholesterol, including in cells from patients with the cholesterol-storage disorder Niemann-Pick C. We conclude that annexin II forms cholesterol-containing platforms on early endosomal membranes, and that these platforms regulate the onset of the degradation pathway in animal cells.

Cholesterol transport from late endosomes to the Golgi regulates t-SNARE trafficking, assembly, and function

Cholesterol regulates plasma membrane (PM) association and functioning of syntaxin-4 and soluble N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein 23 (SNAP23) in the secretory pathway. However, the molecular mechanism and cellular cholesterol pools that determine the localization and assembly of these target membrane SNAP receptors (t-SNAREs) are largely unknown. We recently demonstrated that high levels of annexin A6 (AnxA6) induce accumulation of cholesterol in late endosomes, thereby reducing cholesterol in the Golgi and PM. This leads to an impaired supply of cholesterol needed for cytosolic phospholipase A2 (cPLA2) to drive Golgi vesiculation and caveolin transport to the cell surface. Using AnxA6-overexpressing cells as a model for cellular cholesterol imbalance, we identify impaired cholesterol egress from late endosomes and diminution of Golgi cholesterol as correlating with the sequestration of SNAP23/syntaxin-4 in Golgi membranes. Pharmacological accumulation of late endosomal cholesterol and cPLA2 inhibition induces a similar phenotype in control cells with low AnxA6 levels. Ectopic expression of Niemann-Pick C1 (NPC1) or exogenous cholesterol restores the location of SNAP23 and syntaxin-4 within the PM. Importantly, AnxA6-mediated mislocalization of these t-SNAREs correlates with reduced secretion of cargo via the SNAP23/syntaxin-4¿dependent constitutive exocytic pathway. We thus conclude that inhibition of late endosomal export and Golgi cholesterol depletion modulate t-SNARE localization and functioning along the exocytic pathway.

Cholesterol transport from late endosomes to the Golgi regulates t-SNARE trafficking, assembly, and function

Cholesterol regulates plasma membrane (PM) association and functioning of syntaxin-4 and soluble N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein 23 (SNAP23) in the secretory pathway. However, the molecular mechanism and cellular cholesterol pools that determine the localization and assembly of these target membrane SNAP receptors (t-SNAREs) are largely unknown. We recently demonstrated that high levels of annexin A6 (AnxA6) induce accumulation of cholesterol in late endosomes, thereby reducing cholesterol in the Golgi and PM. This leads to an impaired supply of cholesterol needed for cytosolic phospholipase A2 (cPLA2) to drive Golgi vesiculation and caveolin transport to the cell surface. Using AnxA6-overexpressing cells as a model for cellular cholesterol imbalance, we identify impaired cholesterol egress from late endosomes and diminution of Golgi cholesterol as correlating with the sequestration of SNAP23/syntaxin-4 in Golgi membranes. Pharmacological accumulation of late endosomal cholesterol and cPLA2 inhibition induces a similar phenotype in control cells with low AnxA6 levels. Ectopic expression of Niemann-Pick C1 (NPC1) or exogenous cholesterol restores the location of SNAP23 and syntaxin-4 within the PM. Importantly, AnxA6-mediated mislocalization of these t-SNAREs correlates with reduced secretion of cargo via the SNAP23/syntaxin-4¿dependent constitutive exocytic pathway. We thus conclude that inhibition of late endosomal export and Golgi cholesterol depletion modulate t-SNARE localization and functioning along the exocytic pathway.

Cholesterol regulates Syntaxin 6 trafficking at the TGN-endosomal boundaries

Inhibition of cholesterol export from late endosomes causes cellular cholesterol imbalance, including cholesterol depletion in the trans-Golgi network (TGN). Here, using Chinese hamster ovary (CHO) Niemann-Pick type C1 (NPC1) mutant cell lines and human NPC1 mutant fibroblasts, we show that altered cholesterol levels at the TGN/endosome boundaries trigger Syntaxin 6 (Stx6) accumulation into VAMP3, transferrin, and Rab11-positive recycling endosomes (REs). This increases Stx6/VAMP3 interaction and interferes with the recycling of αVβ3 and α5β1 integrins and cell migration, possibly in a Stx6-dependent manner. In NPC1 mutant cells, restoration of cholesterol levels in the TGN, but not inhibition of VAMP3, restores the steady-state localization of Stx6 in the TGN. Furthermore, elevation of RE cholesterol is associated with increased amounts of Stx6 in RE. Hence, the fine-tuning of cholesterol levels at the TGN-RE boundaries together with a subset of cholesterol-sensitive SNARE proteins may play a regulatory role in cell migration and invasion.

Effects of methylation and hydroxylation of sphingomyelins on their biophysical properties and interactions with cholesterol

Sfingomyeliner är viktiga sphingolipidmolekyler som finns i cellmembranets exoplastiska monolager. Sfingomyeliner är sällsynta i växter och mikroorganismer. Den enigmatiska sfingomelinmolekylen som Thudicum isolerade från hjärnvävnad i slutet på 1800-talet fick sitt namn på basen av det grekiska ordet”sfinx”. Sfingomyeliner återfinns speciallt rikligt i myelinskidorna i nervvävnad, var de sfingomyelinrika membranen bildar ett isolerande lager runt nervcellernas axoner. De polära sfingomyelinerna är viktiga beståndsdelar av ägg, mjölk och kött, och betraktas som viktiga näringsämnen speciellt för spädbarn. Det finns ett flertal sjukdomar uppstår på grund av defekter i sfingomyelinmetabolismen., t.ex. Niemann-Picks sjukdom, som är en obotlig ärftlig metabolisk sjukdom. Nyligen har det rapporterats att sfingomyelin tillsammans med kolesterol och specifika proteiner bildar funtionella domäner, s.k. membranflottar, i cellers membran. Membranflottar anses delta i många viktiga biologiska processer som t.ex. signalöverföring, lipid- och proteinsortering, apoptos, celladhesion, cellmigration och synapsers signalöverföring. Därför är det ytterst viktigt att förstå samverkan mellan sfingomyelin och kolesterol och hur denna samverkan påverkar bildandet membranflottar. I avhandlingen presenteras data från våra studier av sfingomyelin samverkan med kolesterol. För avhandlingen syntetiserade vi unika sfingomyelin molekyler genom att införa metyl- och hydroxylgrupper i olika positioner i sphingomyelinmolekylerna, med målet att lära oss mera om sphingomyelinets membranegenskaper och samverkan med kolesterol. Alla sfingomyelin molekyler som användes i avhandlingsarbetet är biologiskt relevanta. I studierna fann vi att hydroxyl- och amidgrupperna i sfingomyelin är viktiga i vätebindningar mellan sfingomyelinmolekyler samt mellan sfingomyelin och kolesterol. Vi upptäckte ytterligare att substition av metylgrupper i acylkedjan eller i interfasregionen hos sfingomyelinmolekyler signifikant destabiliserade sphingomyelin bilagret och försvagade/upphävde molekylernas samverkan med kolesterol. Hur sfingomyelinbilagrens stabilitet och sfingomyelinen-koleterol samverkan påverkades av hydroxylgrupper var beroende av hydrohygruppens position. Förekomst av en extra hydroxylgrupp i sfingomyelionmolekylens sfingoidbasen ökade stabilitetnen hos sfingomyelinbilagren samt stabiliserade sfingomyelinets samverkan med kolesterol.

Intestin et défauts métaboliques dans la résistance à l'insuline

En lien avec l’augmentation constante de l’obésité, de plus en plus de personnes sont atteintes de résistance à l’insuline ou de diabète de type 2. Ce projet doctoral s’est surtout intéressé à l’une des conséquences majeures des pathologies cardiométaboliques, soit la dyslipidémie diabétique. À cet égard, les gens présentant une résistance à l’insuline ou un diabète de type 2 sont plus à risque de développer des perturbations lipidiques caractérisées essentiellement par des taux élevés de triglycérides et de LDL-cholestérol ainsi que de concentrations restreintes en HDL-cholestérol dans la circulation. Les risques de maladies cardiovasculaires sont ainsi plus élevés chez ces patients. Classiquement, trois organes sont connus pour développer l’insulino-résistance : le muscle, le tissu adipeux et le foie. Néanmoins, certaines évidences scientifiques commencent également à pointer du doigt l’intestin, un organe critique dans la régulation du métabolisme des lipides postprandiaux, et qui pourrait, conséquemment, avoir un impact important dans l’apparition de la dyslipidémie diabétique. De façon très intéressante, des peptides produits par l’intestin, notamment le GLP-1 (glucagon-like peptide-1), ont déjà démontré leur potentiel thérapeutique quant à l’amélioration du statut diabétique et leur rôle dans le métabolisme intestinal lipoprotéinique. Une autre évidence est apportée par la chirurgie bariatrique qui a un effet positif, durable et radical sur la perte pondérale, le contrôle métabolique et la réduction des comorbidités du diabète de type 2, suite à la dérivation bilio-intestinale. Les objectifs centraux du présent programme scientifique consistent donc à déterminer le rôle de l’intestin dans (i) l’homéostasie lipidique/lipoprotéinique en réponse à des concentrations élevées de glucose (à l’instar du diabète) et à des peptides gastro-intestinaux tels que le PYY (peptide YY); (ii) la coordination du métabolisme en disposant de l’AMPK (AMP-activated protein kinase) comme senseur incontournable permettant l’ajustement précis des besoins et disponibilités énergétiques cellulaires; et (iii) l’ajustement de sa capacité d’absorption des graisses alimentaires en fonction du gain ou de la perte de sa sensibilité à l’insuline démontrée dans les spécimens intestinaux humains prélevés durant la chirurgie bariatrique. Dans le but de confirmer le rôle de l’intestin dans la dyslipidémie diabétique, nous avons tout d’abord utilisé le modèle cellulaire intestinal Caco-2/15. Ces cellules ont permis de démontrer qu’en présence de hautes concentrations de glucose en basolatéral, telle qu’en condition diabétique, l’intestin absorbe davantage de cholestérol provenant de la lumière intestinale par l’intermédiaire du transporteur NPC1L1 (Niemann Pick C1-like 1). L’utilisation de l’ezetimibe, un inhibiteur du NPC1L1, a permis de contrecarrer cette augmentation de l’expression de NPC1L1 tout comme l’élévation de l’absorption du cholestérol, prouvant ainsi que le NPC1L1 est bel et bien responsable de cet effet. D’autre part, des travaux antérieurs avaient identifié certains indices quant à un rôle potentiel du peptide intestinal PYY au niveau du métabolisme des lipides intestinaux. Toutefois, aucune étude n’avait encore traité cet aspect systématiquement. Pour établir définitivement l’aptitude du PYY à moduler le transport et le métabolisme lipidique dans l’intestin, nous avons utilisé les cellules Caco-2/15. Notre étude a permis de constater que le PYY incubé du côté apical est capable de réduire significativement l’absorption du cholestérol et le transporteur NPC1L1. Puisque le rôle de l'AMPK dans l'intestin demeure inexploré, il est important non seulement de définir sa structure moléculaire, sa régulation et sa fonction dans le métabolisme des lipides, mais aussi d'examiner l'impact de l’insulino-résistance et du diabète de type 2 (DT2) sur son statut et son mode d’action gastro-intestinal. En employant les cellules Caco-2/15, nous avons été capables de montrer (i) la présence de toutes les sous-unités AMPK (α1/α2/β1/β2/γ1/γ2/γ3) avec une différence marquée dans leur abondance et une prédominance de l’AMPKα1 et la prévalence de l’hétérotrimère α1/β2/γ1; (ii) l’activation de l’AMPK par la metformine et l’AICAR, résultant ainsi en une phosphorylation accrue de l’enzyme acétylCoA carboxylase (ACC) et sans influence sur l'HMG-CoA réductase; (iii) la modulation négative de l’AMPK par le composé C et des concentrations de glucose élevées avec des répercussions sur la phosphorylation de l’ACC. D’autre part, l’administration de metformine au Psammomys obesus, un modèle animal de diabète et de syndrome métabolique, a conduit à (i) une régulation positive de l’AMPK intestinale (phosphorylation de l’AMPKα-Thr172); (ii) la réduction de l'activité ACC; (iii) l’augmentation de l’expression génique et protéique de CPT1, supportant une stimulation de la β-oxydation; (iv) une tendance à la hausse de la sensibilité à l'insuline représentée par l’induction de la phosphorylation d'Akt et l’inactivation de la phosphorylation de p38; et (v) l’abaissement de la formation des chylomicrons ce qui conduit à la diminution de la dyslipidémie diabétique. Ces données suggèrent que l'AMPK remplit des fonctions clés dans les processus métaboliques de l'intestin grêle. La preuve flagrante de l’implication de l’intestin dans les événements cardiométaboliques a été obtenue par l’examen des spécimens intestinaux obtenus de sujets obèses, suite à une chirurgie bariatrique. L’exploration intestinale nous a permis de constater chez ceux avec un indice HOMA élevé (marqueur d’insulinorésistance) (i) des défauts de signalisation de l'insuline comme en témoigne la phosphorylation réduite d'Akt et la phosphorylation élevée de p38 MAPK; (ii) la présence du stress oxydatif et de marqueurs de l'inflammation; (iii) la stimulation de la lipogenèse et de la production des lipoprotéines riches en triglycérides avec l’implication des protéines clés FABP, MTP et apo B-48. En conclusion, l'intestin grêle peut être classé comme un tissu insulino-sensible et répondant à plusieurs stimuli nutritionnels et hormonaux. Son dérèglement peut être déclenché par le stress oxydatif et l'inflammation, ce qui conduit à l'amplification de la lipogenèse et la synthèse des lipoprotéines, contribuant ainsi à la dyslipidémie athérogène chez les patients atteints du syndrome métabolique et de diabète de type 2.

Der Einfluss der Zellalterung auf die pathobiochemischen Prozesse von Morbus Alzheimer und weiteren neurodegenerativen Erkrankungen

Die am häufigsten auftretende altersassoziierte neurodegenerative Krankheit ist die Alzheimer Demenz. Ein mit entscheidender Schritt bei der Entstehung der Alzheimer Erkrankung ist wahrscheinlich die Produktion des Aβ-Peptids durch proteolytische Spaltung das Amyloid-Vorläuferproteins APP. In der vorliegenden Arbeit wurde die altersabhängige Prozessierung des Amyloid-Vorläuferproteins (APP) in Fibroblasten von Hautbiopsien von Familiärer Alzheimer-, Trisomie21 und Niemann-Pick Typ C-Krankheit untersucht. Die in dieser Arbeit verwendeten Fibroblasten wurden bis zum Erreichen des zellulären Wachstumsstopps (replikative Seneszenz) seriell passagiert und die Untersuchungen erfolgten an Zellen aufsteigender PDL. Dabei zeigte sich, dass, unabhängig von dem durch die Krankheit vorliegenden genetischen biochemischen Hintergrund, die APP-Prozessierung im Laufe der Zellalterung progressiv verringert wird. Die altersabhängig ansteigenden Cholesterinspiegel führten zu einer Reduktion der APP-Reifung und infolge dessen nahmen sowohl die intrazellulären APP-Spaltfragmente (C99, C83 und AICD) als auch die extrazellulären APP-Fragmente (sAPPα, sAPP) ab. Ebenso konnte gezeigt werden, dass die γ-Sekretase-Aktivität abnimmt. Dies war verbunden mit einem Rückgang der Proteinspiegel von Nicastrin und Presenilin, beides Komponenten des γ-Sekretase-Komplexes. Obwohl die Proteinexpression der α-Sekretase ADAM10 altersassoziiert konstant blieb, nahm die α-Sekretase-Aktivität mit steigendem Lebensalter ab. Erste Untersuchungen zeigten, dass die NAD+-abhängige Histon-Deacetylase SIRT1 eine wichtige Rolle im Bezug auf die α-Sekretase-Aktivität spielen könnte. Im Gegensatz zu den Abnahmen der α- und γ-Sekretase-Aktivitäten konnte eine erhöhte Aktivität der β-Sekretase in seneszenten Zellen beobachtet werden. Die mRNA-Menge und Proteinspiegel der ß-Sekretase BACE1 blieben dabei unverändert. Des Weiteren zeigte sich eine Zunahme der β-Sekretase-Aktivität bei Behandlung von jungen Zellen mit konditioniertem Medium seneszenter Zellen. Da sensezente Zellen einem Proliferationsstopp in der G1-Phase unterliegen, wurde der Einfluss des Zellzyklus-Inhibitors Aphidicolin auf die β-Sekretase untersucht. Hier wurde sowohl in IMR90 Fibroblasten als auch in Neuroblastoma-Zellen N2a eine Zunahme der β-Sekretase-Aktivität nach Zugabe der Inhibitoren beobachtet. Auch kommt es im Zuge der Alterung zu einer verstärkten Expression inflammatorischer Zytokine, die mit der Entstehung von Aβ-Peptiden in Verbindung gebracht werden. Deshalb wurde der Einfluss von Zytokinen auf die β-Sekretase-Aktivität untersucht. Die Zugabe von Interferon-γ und Interleukin 6 führte bei jungen IMR90-Zellen zu einem Anstieg der β-Sekretase-Aktivität, während bei alten Zellen keine Änderung zu verzeichnen war.

Polyunsaturated fatty acid-enriched diets used for the treatment of canine chronic enteropathies decrease the abundance of selected genes of cholesterol homeostasis

Lipids are important for cell function and survival, but abnormal concentrations may lead to various diseases. Cholesterol homeostasis is greatly dependent on the active transport by membrane proteins, whose activities coordinate lipid status with cellular function. Intestinal Niemann-Pick C1-Like 1 protein (NPC1L1) and scavenger receptor B1 (SR-B1) participate in the uptake of extracellular cholesterol, whereas ATP binding cassette A1 (ABCA1) mediates the efflux of excessive intracellular cholesterol. Caveolin-1 binds cholesterol and fatty acids (FA) and participates in cholesterol trafficking. Sterol response element binding protein-2 (SREBP-2) is a sensor that regulates intracellular cholesterol synthesis. Given that cholesterol is a constituent of chylomicrons, whose synthesis is enhanced with an increased FA supply, we tested the hypothesis that feeding polyunsaturated FA (PUFA)-enriched diets in treatment of canine chronic enteropathies alters the mRNA expression of genes involved in cholesterol homeostasis. Using quantitative reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR), we compared the mRNA abundance of NPC1L1, SR-B1, ABCA1, caveolin-1, and SREBP-2 in duodenal mucosal biopsies of dogs with food-responsive diarrhea (FRD; n=14) and inflammatory bowel disease (IBD; n=7) before and after treatment with cholesterol-free PUFA-enriched diets and in healthy controls (n=14). The abundance of caveolin-1, ABCA1, and SREBP-2 were altered by PUFA-enriched diets (P<0.05), whereas that of NPC1L1 and SR-B1 mRNA remained unchanged. The gene expression of caveolin-1, ABCA1, and SREBP-2 was down-regulated (P<0.05) by PUFA-enriched diets in IBD dogs only. Our results suggest that feeding PUFA-enriched diets may alter cholesterol homeostasis in duodenal mucosal cells of dogs suffering from IBD.