Corticotropin-releasing hormone causes antidiuresis and antinatriuresis by stimulating vasopressin and inhibiting atrial natriuretic peptide release in male rats

In both normally hydrated and volume-expanded rats, there was a biphasic effect of corticotropin-releasing hormone (CRH) (1–10 μg, i.v.) on renal function. Within the first hour, CRH caused antidiuresis, antinatriuresis, and antikaliuresis together with reduction in urinary cGMP output that, in the fourth hour, were replaced by diuresis, natriuresis, and kaliuresis accompanied by increased cGMP output. Plasma arginine vasopressin (AVP) concentrations increased significantly within 5 min, reached a peak at 15 min, and declined by 30 min to still-elevated values maintained for 180 min. Changes in plasma atrial natriuretic peptide (ANP) were the mirror image of those of AVP. Plasma ANP levels were correlated with decreased ANP in the left ventricle at 30 min and increased ANP mRNA in the right atrium at 180 min. All urinary changes were reversed by a potent AVP type 2 receptor (V2R) antagonist. Control 0.9% NaCl injections evoked an immediate increase in blood pressure and heart rate measured by telemetry within 3–5 min. This elevation of blood pressure was markedly inhibited by CRH (5 μg). We hypothesize that the effects are mediated by rapid, direct vasodilation induced by CRH that decreases baroreceptor input to the brain stem, leading to a rapid release of AVP that induces the antidiuresis by direct action on the V2Rs in the kidney. Simultaneously, acting on V2Rs in the heart, AVP inhibits ANP release and synthesis, resulting in a decrease in renal cGMP output that is responsible for the antinatriuretic and antikaliuretic effects.

Role of angiotensin II and vasopressin receptors within the supraoptic nucleus in water and sodium intake induced by the injection of angiotensin II into the medial septal area

In this study we investigated the effects of the injection into the supraoptic nucleus (SON) of non-peptide AT1- and AT2-angiotensin II (ANG II) receptor antagonists, DuP753 and PD123319, as well as of the arginine-vasopressin (AVP) receptor antagonist d(CH2)5-Tyr(Me)-AVP, on water and 3% NaCl intake induced by the injection of ANG II into the medial septal area (MSA). The effects on water or 3% NaCl intake were assessed in 30-h water-deprived or in 20-h water-deprived furosemide-treated adult male rats, respectively. The drugs were injected in 0.5 µl over 30-60 s. Controls were injected with a similar volume of 0.15 M NaCl. Antagonists were injected at doses of 20, 80 and 180 nmol. Water and sodium intake was measured over a 2-h period. Previous administration of the AT1 receptor antagonist DuP753 into the SON decreased water (65%, N = 10, P<0.01) and sodium intake (81%, N = 8, P<0.01) induced by the injection of ANG II (10 nmol) into the MSA. Neither of these responses was significantly changed by injection of the AT2-receptor antagonist PD123319 into the SON. On the other hand, while there was a decrease in water intake (45%, N = 9, P<0.01), ANG II-induced sodium intake was significantly increased (70%, N = 8, P<0.01) following injection of the V1-type vasopressin antagonist d(CH2)5-Tyr(Me)-AVP into the SON. These results suggest that both AT1 and V1 receptors within the SON may be involved in water and sodium intake induced by the activation of ANG II receptors within the MSA. Furthermore, they do not support the involvement of MSA AT2 receptors in the mediation of these responses.

Développement de modulateurs allostériques peptidiques inhibiteurs de l’activité des récepteurs de l’interleukine 1 et de la vasopressine

L’approche Module X a été créée dans le but de concevoir de petits peptides modulateurs ayant des propriétés allostériques. Module X reproduit de petites parties des portions extracellulaires flexibles des récepteurs. Ces petits peptides vont interagir en s’interposant entre deux sous unités ou entre deux régions de la même sous-unité qui interagissent par des liens hydrogènes, des ponts salins ou des liens disulfure. Ces régions sont spécialement choisies à l’extérieur du domaine de liaison du ligand orthostérique et sont situées dans les régions inter domaines, la portion juxta membranaire ou dans les boucles. Étant donné que les boucles sont exposées durant les changements de conformation, une séquence peptidique reproduisant certaines régions de ces boucles pourrait s’insérer à un endroit approprié dans la structure où se lier à son partenaire de signalisation dans le complexe protéique, ce qui aurait comme effet de déplacer l’équilibre de l’ensemble vers un état particulier et modulerait ainsi la signalisation. De cette façon, certaines voies de signalisation pourraient être partiellement inhibées tandis que d’autres voies ne seraient pas touchées puisque le ligand orthostérique pourrait toujours se lier au récepteur. Dans une première étude, nous avons conçu des peptides inhibiteurs du récepteur de l’interleukine 1 (IL-1R/IL-1RAcP) plus précisément en reproduisant des régions flexibles de la protéine accessoire, sous-unité signalisatrice du récepteur. IL-1 est un médiateur majeur de l’inflammation, mais le seul antagoniste disponible est l’analogue naturel de IL-1, IL-1Ra qui compétitionne avec IL-1 pour le site de liaison sur le récepteur. Nous avons conçu plusieurs peptides à partir des boucles de la protéine accessoire. Un de ces peptides, rytvela (101.10) a démontré des propriétés de non-compétitivité et de sélectivité fonctionnelle caractéristiques des modulateurs allostériques. 101.10 bloque la prolifération des thymocytes et la synthèse de PGE2 avec un IC50 de 1 nM mais une efficacité de 100 % et 45 % respectivement et ne déplace pas IL-1 radioactif dans des essais de radioliaisons. De plus, 101.10 n’a qu’un effet minime sur l’affinité de IL-1 pour son récepteur. 101.10 démontre, de plus, une activité inhibitrice in vivo dans des modèles d’inflammation de l’intestin chez le rat (efficacité supérieure aux corticostéroïdes et à IL-1Ra) et de dermatite chez la souris de même que dans un modèle d’hyperthermie induite par IL-1. La deuxième étude démontre que Module X peut être utilisé pour concevoir des inhibiteurs pour une autre grande famille de récepteurs : les récepteurs couplés aux protéines G. La vasopressine joue un rôle important dans l’équilibre hydro-osmotique et un moindre rôle dans la vasomotricité. Six peptides ont été conçus à partir de régions juxta membranaires du récepteur de la vasopressine V2R. Le peptide le plus actif, VRQ397 (IC50 = 0,69 nM dans un modèle de vasorelaxation du crémastère), a démontré de la sélectivité fonctionnelle en inhibant la synthèse de prostacycline mais sans inhiber l’activation de la protéine Gs et la génération d’ AMP cyclique. Le peptide VRQ397 ne pouvait déplacer le ligand naturel AVP marqué radioactivement; de même VRQ397 radioactif ne se liait que sur V2R et non pas sur d’autres récepteurs de la même famille tel que V1R (récepteur de la vasopressine de type I). Ces études décrivent la caractérisation de petits peptides modulateurs de la signalisation de IL-1R et V2R et présentant des propriétés de modulateurs allostériques.

Conséquences fonctionnelles de mutations affectant le récepteur de la vasopressine de type 2 et implications thérapeutiques

Le récepteur de la vasopressine de type 2 (V2R) joue un rôle crucial dans l’homéostasie hydrique. Exprimé principalement au niveau du rein, son activation par l’hormone antidiurétique arginine-vasopressine (AVP) favorise la réabsorption d’eau, participant ainsi à diminuer la diurèse. Plus de 200 mutations dans le gène du V2R ont été associées au diabète néphrogénique insipide congénital (DINc), une maladie causée par une perte de fonction du récepteur. À l’opposé, trois mutations découvertes récemment induisent un gain de fonction du V2R, et sont la cause du syndrome néphrogénique de l’anti-diurèse inappropriée (NSIAD). Les travaux de cette thèse visent à mieux comprendre les bases moléculaires responsables de la perte ou du gain de fonction des récepteurs mutants associés à ces deux maladies. Dans plus de 50% des cas, les mutations faux-sens affectent négativement l’adoption d’une conformation native par le V2R, provoquant la reconnaissance et la rétention intracellulaire des mutants par le système de contrôle de qualité du réticulum endoplasmique. Nos résultats ont démontré que l’interaction entre les récepteurs mutants et le chaperon moléculaire calnexine est dépendante de N-glycosylation et que sa durée varie en fonction de la mutation. De plus, l’importance de cette modification co-traductionnelle et des interactions lectines-sucres dans le processus de maturation d’un mutant donné s’est avérée une caractéristique intrinsèque, puisque l’absence de N-glycosylation n’a pas affecté le mutant Y128S (phénotype léger) tandis que la maturation du mutant W164S (phénotype sévère) a été totalement abolie. Nos résultats suggèrent aussi que l’action des chaperons pharmacologiques (CP), molécules favorisant la maturation des mutants du V2R, peut survenir à différentes étapes au cours du processus de maturation, selon le mutant réchappé. Ces différences entre muta nts suggèrent des processus biosynthétiques ‘personnalisés’ dictés par la nature de la mutation impliquée et pourraient expliquer la différence de sévérité des manifestations cliniques chez les patients porteurs de ces mutations. Bien qu’une récupération de fonction ait été obtenue pour les mutants Y128S et W164S par un traitement au CP, il n’en est pas de même pour toutes les mutations occasionnant un défaut conformationnel. C’est ce que nous avons démontré pour le mutant V88M, affligé de deux défauts, soit une faible efficacité de maturation combinée à une basse affinité pour l’AVP. Dans ce cas, et malgré une augmentation du nombre de récepteurs mutants la surface cellulaire, la diminution de l’affinité apparente du récepteur mutant pour l’AVP a été exacerbée par la présence résiduelle de CP à son site de liaison, rendant impossible l’activation du récepteur aux concentrations physiologiques d’AVP. Les mutants R137C et R137L ont une activité constitutive élevée et mènent au NSIAD tandis que la substitution de cette même arginine par une histidine (R137H) mène au DINc. Ces trois mutants se sont avéré partager plusieurs caractéristiques, dont une efficacité de maturation réduite et une désensibilisation spontanée élevée. La seule différence iden tifiée entre ces mutants est leur niveau d’activité constitutive. Le CP utilisé dans nos études possède aussi la propriété d’agoniste inverse, mais n’a pourtant pas diminué l’activité constitutive des mutants R137C/L, suggérant une conformation active ‘figée’. Seul l’effet chaperon a été observé, entraînant la hausse de récepteurs à la surface cellulaire, qui se traduit par une augmentation de la production de second messager. Nous avons par contre suggéré l’utilisation d’AVP puisqu’il favorise l’endocytose des récepteurs R137/L sans promouvoir leur activation, diminuant ainsi le nombre de récepteurs actifs à la surface cellulaire. Nous avons identifié la première mutation occasionnant un gain de fonction du V2R qui n’implique pas l’arginine 137. Le mutant F229V a une activité constitutive élevée et, contrairement aux R137C et R137L, il n’est pas sujet à une désensibilisation spontanée accrue. L’observation que des agonistes inverses sont aptes à inhiber l’activité constitutive de ce nouveau mutant est une découverte importante puisque l’insuccès obtenu avec les mutations précédentes suggérait que ces molécules n’étaient pas utiles pour le traitement du NSIAD. Considérés globalement, ces travaux illustrent le caractère particulier des formes mutantes du V2R et l’importance de bien cerner les conséquences fonctionnelles des mutations afin d’apporter aux patients atteints de DINc ou NSIAD une thérapie personnalisée, et de développer de nouveaux agents thérapeutiques adaptés aux besoins.

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.

Interaction between arginine vasopressin and angiotensin II receptors in the central regulation of sodium balance

We speculated that the influence of lateral preoptic area (LPO) in sodium balance, involves arginine(8)-vasopressin (AVP) and angiotensin (ANG II) on Na+ uptake in LPO. Therefore, the present study investigated the effects of central administration of specific AVP and ANG 11 antagonists (d(CH2)(5)-Tyr (Me)-AVP (AAVP) and [Adamanteanacetyl(1), 0-ET-D-Tyr(2), Val(4), Aminobutyryl(6), Arg(8.9)]-AVP (ATAVP) antagonists of V-1 and V-2 receptors of AVP. Also the effects of losartan and CGP42112A (selective ligands of the AT(1) and AT(2) angiotensin receptors, respectively), was investigated on Na+ uptake and renal fluid and electrolyte excretion. After an acclimatization period of 7 days, the animals were maintained under tribromoethanol (200 mg/kg body weight, intraperitonial) anesthesia and placed in a Kopf stereotaxic instrument. Stainless guide cannula was implanted into the LPO. AAVP and ATAVP injected into the LPO prior to AVP produced a reduction in the NaCl intake. Both the AT(1) and AT(2) ligands administered into the LPO elicited a decrease in the NaCl intake induced by AVP injected into the LPO. AVP injection into the LPO increased sodium renal excretion, but this was reduced by prior AAVP administration. The ATAVP produced a decreased in the natriuretic effect of AVP. The losartan injected into LPO previous to AVP decreased the sodium excretion and the CGP 421122A also decreased the natriuretic effect of AVP. The AVP produced an antidiuresis effect that was inhibited by prior administration into LPO of the ATAVP. The AAVP produced no change in the antidiuretic effect of AVP. These results suggest that LPO are implicated in sodium balance that is mediated by V-1, V-2, AT(2) and AT(2) receptors. (c) 2005 Elsevier B.V All rights reserved.

Role of angiotensin II and vasopressin receptors within the supraoptic nucleus in water and sodium intake induced by the injection of angiotensin II into the medial septal area

In this study we investigated the effects of the injection into the supraoptic nucleus (SON) of non-peptide AT1- and AT2-angiotensin II (ANG II) receptor antagonists, DuP753 and PD123319, as well as of the arginine-vasopressin (AVP) receptor antagonist d(CH2)5-Tyr(Me)-AVP, on water and 3% NaCl intake induced by the injection of ANG II into the medial septal area (MSA). The effects on water or 3% NaCl intake were assessed in 30-h water-deprived or in 20-h water-deprived furosemide-treated adult male rats, respectively. The drugs were injected in 0.5 µl over 30-60 s. Controls were injected with a similar volume of 0.15 M NaCl. Antagonists were injected at doses of 20, 80 and 180 nmol. Water and sodium intake was measured over a 2-h period. Previous administration of the AT1 receptor antagonist DuP753 into the SON decreased water (65%, N = 10, P<0.01) and sodium intake (81%, N = 8, P<0.01) induced by the injection of ANG II (10 nmol) into the MSA. Neither of these responses was significantly changed by injection of the AT2-receptor antagonist PD123319 into the SON. on the other hand, while there was a decrease in water intake (45%, N = 9, P<0.01), ANG II-induced sodium intake was significantly increased (70%, N = 8, P<0.01) following injection of the V1-type vasopressin antagonist d(CH2)5-Tyr(Me)-AVP into the SON. These results suggest that both AT1 and V1 receptors within the SON may be involved in water and sodium intake induced by the activation of ANG II receptors within the MSA. Furthermore, they do not support the involvement of MSA AT2 receptors in the mediation of these responses.

Effects of nitric oxide and arginine vasopressin on sodium intake induced by central angiotensin II. Part 2

We study the effects of angiotensin receptors antagonists, arginine vasopressin receptor antagonist, L-arginine and L-NAME, injected into supraoptic nucleus of the hypothalamus (SON) on sodium intake induced by the injection of angiotensin II (ANGII). Holtzman rats weighing 200-250 g with canulae implanted into the SON were used. The drugs were injected in 0.5 μL over 30-60 sec. Sodium intake after injection of saline SAL+SAL 0.15 M NaCl was 0.10±00.1 mL 2 h -1; SAL+ANGII injected into SON increased sodium intake. Losartan injected prior to ANGII into SON decreased sodium intake induced by ANGII. PD123319 injected prior to ANGII produced no changes in sodium intake induced by ANGII. AVPA receptor V 1 antagonist injected prior to ANGII reduced sodium intake with a less intensity than losartan. L-arginine injected prior to ANGII decreases sodium intake at a same intensity than losartan. L-NAME injected prior to ANGII potentiated sodium intake induced by ANGII. Losartan injected simultaneously with L-arginine prior to ANGII blocked the natriorexigenic effect of ANGII. These results confirm the importance of SON in the control of sodium intake. Also suggest that both AT 1 and arginine vasopressin V 1 receptors interact with nitrergic pathways within the SON influencing the sodium metabolism by changing sodium appetite induced by ANGII. © 2007 Asian Network for Scientific Information.

ANGIOTENSIN III MODULATES THE NOCICEPTIVE CONTROL MEDIATED BY THE PERIAQUEDUCTAL GRAY MATTER

Endogenous angiotensin (Ang) II and/or an Ang II-derived peptide, acting on Ang type I (AT(1)) and Ang type 2 (AT(2)) receptors, can carry out part of the nociceptive control modulated by periaqueductal gray matter (PAG). However, neither the identity of this putative Ang-peptide, nor its relationship to Ang II antinociceptive activity was clarified. Therefore, we have used tail-flick and incision allodynia models combined with an HPLC time course of Ang metabolism, to study the Ang III antinociceptive effect in the rat ventrolateral (vi) PAG using peptidase inhibitors and receptor antagonists. Ang III injection into the vIPAG increased tail-flick latency, which was fully blocked by Losartan and CGP 42,112A, but not by divalinal-Ang IV, indicating that. Ang III effect was mediated by AT(1) and AT(2) receptors, but not by the AT(4) receptor. Ang III injected into the vIPAG reduced incision allodynia. Incubation of Ang II with punches of vIPAG homogenate formed Ang III, Ang (1-7) and Ang IV. Amastatin (AM) inhibited the formation of Ang III from Ang II by homogenate, and blocked the antinociceptive activity of Ang II injection into vIPAG, suggesting that aminopeptidase A (APA) formed Ang III from Ang II. Ang III can also be formed from Ang I by a vIPAG alternative pathway. Therefore, the present work shows, for the first time, that: (i) Ang III, acting on AT(1) and AT(2) receptors, can elicit vIPAG-mediated antinociception, (ii) the conversion of Ang II to Ang III in the vIPAG is required to elicit antinociception, and (iii) the antinociceptive activity of endogenous Ang II in vIPAG can be ascribed preponderantly to Ang III. (C) 2009 IBRO. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

The diversity of abnormal hormone receptors in adrenal Cushing's syndrome allows novel pharmacological therapies

Recent studies from several groups have indicated that abnormal or ectopic expression and function of adrenal receptors for various hormones may regulate cortisol production in ACTH-independent hypercortisolism. Gastric inhibitory polypeptide (GIP)-dependent Cushing's syndrome has been described in patients with either unilateral adenoma or bilateral macronodular adrenal hyperplasia; this syndrome results from the large adrenal overexpression of the GIP receptor without any activating mutation. We have conducted a systematic in vivo evaluation of patients with adrenal Cushing's syndrome in order to identify the presence of abnormal hormone receptors. In macronodular adrenal hyperplasia, we have identified, in addition to GIP-dependent Cushing's syndrome, other patients in whom cortisol production was regulated abnormally by vasopressin, ß-adrenergic receptor agonists, hCG/LH, or serotonin 5HT-4 receptor agonists. In patients with unilateral adrenal adenoma, the abnormal expression or function of GIP or vasopressin receptor has been found, but the presence of ectopic or abnormal hormone receptors appears to be less prevalent than in macronodular adrenal hyperplasia. The identification of the presence of an abnormal adrenal receptor offers the possibility of a new pharmacological approach to control hypercortisolism by suppressing the endogenous ligands or by using specific antagonists for the abnormal receptors.

High variability and non-neutral evolution of the mammalian avpr1a gene

BACKGROUND: The arginine-vasopressin 1a receptor has been identified as a key determinant for social behaviour in Microtus voles, humans and other mammals. Nevertheless, the genetic bases of complex phenotypic traits like differences in social and mating behaviour among species and individuals remain largely unknown. Contrary to previous studies focusing on differences in the promotor region of the gene, we investigate here the level of functional variation in the coding region (exon 1) of this locus. RESULTS: We detected high sequence diversity between higher mammalian taxa as well as between species of the genus Microtus. This includes length variation and radical amino acid changes, as well as the presence of distinct protein variants within individuals. Additionally, negative selection prevails on most parts of the first exon of the arginine-vasopressin receptor 1a (avpr1a) gene but it contains regions with higher rates of change that harbour positively selected sites. Synonymous and non-synonymous substitution rates in the avpr1a gene are not exceptional compared to other genes, but they exceed those found in related hormone receptors with similar functions. DISCUSSION: These results stress the importance of considering variation in the coding sequence of avpr1a in regards to associations with life history traits (e.g. social behaviour, mating system, habitat requirements) of voles, other mammals and humans in particular.

A novel polymorphism in the coding region of the vasopressin type 2 receptor gene

Nephrogenic diabetes insipidus (NDI) is a rare disease characterized by renal inability to respond properly to arginine vasopressin due to mutations in the vasopressin type 2 receptor (V2(R)) gene in affected kindreds. In most kindreds thus far reported, the mode of inheritance follows an X chromosome-linked recessive pattern although autosomal-dominant and autosomal-recessive modes of inheritance have also been described. Studies demonstrating mutations in the V2(R) gene in affected kindreds that modify the receptor structure, resulting in a dys- or nonfunctional receptor have been described, but phenotypically indistinguishable NDI patients with a structurally normal V2(R) gene have also been reported. In the present study, we analyzed exon 3 of the V2(R) gene in 20 unrelated individuals by direct sequencing. A C®T alteration in the third position of codon 331 (AGC®AGT), which did not alter the encoded amino acid, was found in nine individuals, including two unrelated patients with NDI. Taken together, these observations emphasize the molecular heterogeneity of a phenotypically homogeneous syndrome

Extrapituitary expression of the rat V1b vasopressin receptor gene.

[Arg8]vasopressin (AVP) stimulates adrenocorticotropic hormone release from the anterior pituitary by acting on the V1b AVP receptor. This receptor can be distinguished from the vascular/hepatic V1a and renal V2 AVP receptors by its differential binding affinities for structural analogous of AVP. Recent studies have shown that the cloned V1a and V2 receptors are structurally related. We have isolated a clone encoding the V1b receptor from a rat pituitary cDNA library using polymerase chain reaction (PCR)-based methodology. The rat V1b receptor is a protein of 421 amino acids that has 37-50% identity with the V1a and V2 receptors. Homology is particularly high in the seven putative membrane-spanning domains of these guanine nucleotide-binding protein-coupled receptors. Expression of the recombinant receptor in mammalian cells shows the same binding specificity for AVP agonists and antagonists as the rat pituitary V1b receptor. AVP-stimulated phosphotidylinositol hydrolysis and intracellular Ca2+ mobilization in Chinese hamster ovary or COS-7 cells expressing the cloned receptor suggest second messenger signaling through phospholipase C. RNA blot analysis, reverse transcription PCR, and in situ hybridization studies reveal that V1b receptor mRNA is expressed in the majority of pituitary corticotropes as well as in multiple brain regions and a number of peripheral tissues, including kidney, thymus, heart, lung, spleen, uterus, and breast. Thus, the V1b receptor must mediate some of the diverse biological effects of AVP in the pituitary as well as other organs.

Effects of an oral vasopressin receptor antagonist (OPC-31260) in a dog with syndrome of inappropriate secretion of antidiuretic hormone

Objective The syndrome of inappropriate secretion of antidiuretic hormone is a rare disorder in dogs characterised by hypo-osmolality and persistent arginine vasopressin production in the absence of hypovolaemia and/or hypotension. The study describes the efficacy and safety of the nonpeptide selective arginine vasopressin V-2 receptor antagonist OPC-31260 in a dog with the naturally occurring syndrome. Design The detailed case history of a dog with spontaneous syndrome of inappropriate secretion of antidiuretic hormone that received long-term therapy with oral OPC-31260 is presented. Effects of the first dose of OPC-31260 and of a dose administered after a continuous dosing period of 12 days are reported. Procedure Packed cell volume, plasma sodium, total protein, arginine vasopressin, renin activity, atrial natriuretic peptide, urine specific gravity, urine output, heart rate and body weight were monitored for 2 h before, and for 4 h after, the first dose of OPC-31260. The same parameters plus plasma osmolality and urine osmolality were monitored when an identical dose was administered after 12 days of therapy. Results Oral administration of OPC-31260 at 3 mg/kg body weight resulted in marked aquaresis with increased urine output and decline in urine specific gravity within 1 h. Corresponding increases in concentrations of plasma sodium, plasma osmolality and plasma renin activity were recorded over a 4 h period. Arginine vasopressin concentration remained inappropriately elevated throughout the study. Results were similar when the trial procedure was repeated after a stabilisation period of 12 days. Long-term therapy with OPC-31260 at a dose of 3 mg/kg body weight orally every 12 h resulted in good control of clinical signs with no deleterious effects detected during a 3-year follow-up period. Despite sustained clinical benefits observed in this case, plasma sodium did not normalise with continued administration of the drug. Conclusions Treatment of a dog with naturally occurring syndrome of inappropriate secretion of antidiuretic hormone with OPC-31260 at 3 mg/kg body weight orally every 12 h resulted in marked aquaresis and significant palliation of clinical signs with no discernible side-effects detected over a 3-year period. Thus, OPC-31260 appears to offer a feasible medical alternative to water restriction for treatment of dogs with syndrome of inappropriate secretion of antidiuretic hormone. Higher doses of OPC-31260 may be required to achieve and maintain normal plasma sodium in dogs with this syndrome.