The shunt from the cyclooxygenase to lipoxygenase pathway in human osteoarthritic subchondral osteoblasts is linked with a variable expression of the 5-lipoxygenase-activating protein

Affiliation: Unité de recherche en Arthrose, Centre de recherche du Centre Hospitalier de l'Université de Montréal, Hôpital Notre-Dame

Rôle du système rénine-angiotensine intrarénal dans l’hypertension et les dommages rénaux chez les souris transgéniques diabétiques

Plusieurs expériences et études cliniques ont démontré que l’activation du système rénine-angiotensine (RAS) peut induire l’hypertension, un facteur de risque majeur pour les maladies cardiovasculaires et rénales. L’angiotensinogène (Agt) est l’unique substrat du RAS. Cependant, il n’a pas encore été démontré si l’activation du RAS intrarénal peut à elle seule induire des dommages rénaux, indépendamment de l’hypertension systémique, et ainsi jouer un rôle prépondérant dans la progression de la néphropathie diabétique. Afin d’explorer le rôle du RAS intrarénal dans les dommages rénaux, un diabète a été induit par l’injection de streptozotocin chez des souris transgéniques (Tg) surexprimant l’Agt de rat dans les cellules des tubules proximaux du rein (RPTC). Les souris Tg diabétiques ont été traitées soit avec des inhibiteurs du RAS (perindopril et losartan), de l’insuline ou une combinaison des deux pour 4 semaines avant d’être euthanasiées. Pour une autre étude, des souris Tg non-diabétiques ont été traitées soit avec des inhibiteurs du RAS, l’hydralazine (vasodilatateur) ou l’apocynine (inhibiteur de la NADPH oxydase) pour une période de 8 semaines avant l’euthanasie. Des souris non-Tg ont été utilisées comme contrôles. Des cellules immortalisées de tubule proximal de rat (IRPTC) transfectées de manière stable avec un plasmide contenant l’Agt ou un plasmide contrôle ont été employées comme modèle in vitro. Nos résultats ont démontré que les souris Tg présentaient une augmentation significative de la pression systolique, l’albuminurie, l’apoptose des RPTC et l’expression de gènes pro-apoptotiques par rapport aux souris non-Tg. Les mêmes changements ont été observés chez les souris Tg diabétiques par rapport aux souris non-Tg diabétiques. L’insuline et/ou les inhibiteurs du RAS ont permis d’atténuer ces changements, sauf l’hypertension qui n’était réduite que par les inhibiteurs du RAS. Chez les IRPTC transfectées avec l’Agt in vitro, les hautes concentrations de glucose augmentent l’apoptose et l’activité de la caspase-3 par rapport aux cellules contrôles et l’insuline et/ou les inhibiteurs du RAS empêchent ces augmentations. En plus des changements physiologiques, les RPTC des souris Tg présentent aussi une augmentation significative de la production des espèces réactive de l’oxygène (ROS) et de l’activité de la NADPH oxydase, ainsi qu’une augmentation de l’expression du facteur de croissance transformant-beta 1 (TGF-β1), de l’inhibiteur activateur du plasminogène de type 1 (PAI-1), des protéines de la matrice extracellulaire, du collagène de type IV et de la sousunité p47 de la NADPH oxydase. Le traitement des souris Tg avec l’apocynine et le perindopril a permis d’améliorer tous ces changements, sauf l’hypertension qui n’était pas corrigée par l’apocynine. D’autre part, l’hydralazine a prévenu l’hypertension, sans modifier l’albuminurie, l’apoptose des RPTC ou l’expression des gènes pro-apoptotiques. Ces résultats montrent bien que l’activation du RAS intrarénal et l’hyperglycémie agissent de concert pour induire l’albuminurie et l’apoptose des RPTC, indépendamment de l’hypertension systémique. La génération des ROS via l’activation de la NADPH oxydase induit en partie l’action du RAS intrarénal sur l’apoptose des RPTC, la fibrose tubulo-interstitielle et l’albuminurie chez les souris Tg. D’autre part, une expérience en cours a tenté d’encore mieux délimiter les effets de l’activation du RAS intrarénal, tout en éliminant la néphrotoxicité du STZ. Pour cette étude, les souris Tg surexprimant l’Agt de rat dans leurs RPTC ont été croisées aux souris Ins2Akita, un modèle spontané de diabète de type I, afin de générer des souris Akita-rAgt-Tg. Les résultats préliminaires indiquent que le RAS intrarénal est activé dans les souris Akita et que la combinaison avec l’hyperglycémie induit du stress du réticulum endoplasmique (ER) dans les RPTC in vivo. Le stress du ER contribue à l’apoptose des RPTC observée dans le diabète, à tout le moins dans le modèle Akita. Le traitement avec des inhibiteurs du RAS permet d’atténuer certains des dommanges rénaux observés dans les souris Akita-rAgt-Tg.

La fibrose en deux parties : de la paillasse à la souris

L’apoptose des cellules endothéliales (CE) représente un évènement initial dans le développement de plusieurs pathologies fibrotiques telles que le rejet chronique d’allogreffe et la sclérose systémique. Nous avons démontré que les médiateurs issus des CE apoptotiques entraîne la différenciation myofibroblastique et la résistance à l’apoptose, deux mécanismes centraux à la fibrogénèse. L’activation de PI3K (phospatidylinositol-3 kinase) caractérise ces deux mécanismes. Un fragment C-terminal du perlécan (LG3) produit par les CE apoptotiques inhibe l’apoptose des fibroblastes. Les objectifs de ce travail étaient de : 1. définir les récepteurs et la signalisation impliqués dans la réponse anti-apoptotique et 2. caractériser les médiateurs fibrogéniques responsables de la différenciation myofibroblastique. En ce qui a trait à la réponse anti-apoptotique, l’inhibition des intégrines 21 ou des kinases de la famille Src (SFK) chez les fibroblastes prévient la résistance à l’apoptose et la phosphorylation d’Akt normalement induites par le milieu conditionné par des CE apoptotiques (SSC) ou le LG3. Ces résultats suggèrent que le LG3 produit par les CE apoptotiques initie un état de résistance à l’apoptose chez les fibroblastes par des voies α2β1integrines/SFK/PI3K dépendantes. Le LG3 n’induit cependant pas la différenciation myofibroblastique. Nous avons donc caractérisé le milieu SSC de façon à identifier les médiateurs responsables de la différenciation myofibroblastique. Les milieux conditionnés par des CE apoptotiques et non-apoptotiques (respectivement SSC et SSC-ZVAD) ont été analysés comparativement par chromatographie liquide bi-dimensionnelle, immunobuvardage et spectrométrie de masse. Le connective tissue growth factor (CTGF) est le seul facteur fibrogénique connu augmenté dans le milieu SSC. L’inhibition de la caspase-3 chez les CE prévient la relâche de CTGF. Au niveau du fibroblaste, l’inhibition de SFK ou de Pyk2 (proline-rich tyrosine kinase-2) prévient la différenciation myofibroblastique induite par le SSC ou le CTGF in vitro. L’anticorps neutralisant contre le TGF- (Transforming growth factor beta) n’est pas en mesure de bloquer la différenciation myofibroblastique induite par le SSC ou le CTGF. Des injections quotidiennes sous-cutanées de SSC chez la souris C3H pour 3 semaines entraîne une augmentation de l’épaisseur de la peau et des niveaux protéiques d’SMA, de vimentine et de collagène I. Cette réponse fibrogénique est réduite chez les souris qui ont reçu le SSC-ZVAD ou le SSC immunodéplété de son CTGF. Ces résultats apportent de nouvelles issues mécanistiques au niveau de la réponse fibrogénique activée par la mort des CE. L’activation des caspases chez les CE apoptotiques entraîne la production de LG3 et de CTGF qui, à leur tour, activent des voies de signalisation pro-fibrotiques SFK/PI3K dépendantes chez les fibroblastes, et ce indépendamment du TGF-.

Regulation of microsomal prostaglandin E2 synthase-1 and 5-lipoxygenase-activating protein/5-lipoxygenase by 4-hydroxynonenal in human osteoarthritic chondrocytes

L’arthrose (OA) est une maladie dégénérative et multifactorielle caractérisée par une destruction de cartilage, une formation d’ostéophytes et une inflammation au niveau de la membrane synoviale. Le 4-hydroxynonénal (HNE), un produit final de la peroxydation lipidique, a été identifié récemment comme un facteur catabolique et un médiateur inflammatoire dans le cartilage arthrosique humain. Notre projet vise à étudier l’effet du HNE sur la régulation de la prostaglandine E2 synthase-1 microsomale (mPGES-1) et de la protéine activante 5-lipoxygénase (FLAP)/5-lipoxygénase (5-LOX) dans les chondrocytes arthrosiques humains. Lorsque les cellules sont traitées une seule fois avec 10 µM HNE, les résultats de Western blot et de PCR en temps réel montrent que l’expression de la cyclooxygénase-2 (COX-2) et de la mPGES-1 augmente de manière significative et atteint respectivement le maximum après 8 et 16 heures d’incubation puis diminue graduellement. Cependant, lorsque les cellules sont traitées plusieurs fois avec 10 µM HNE à 2 heures d’intervalle, l’expression de la COX-2 et de la mPGES-1 augmente en fonction du temps sans subir une baisse après 24 heures d’incubation. Le HNE induit l’activité du promoteur de la mPGES-1 via l’activation du facteur de transcription Egr-1. L’investigation de la 2ème voie du métabolisme de l’acide arachidonique, à savoir 5-LOX/FLAP, montre que le HNE induit l’expression de FLAP après 24 heures de stimulation et celle de 5-LOX seulement après 48 heures. Ceci semble survenir à l’étape de transcription au cours de laquelle HNE induit l’expression de l’ARNm et l’activité du promoteur du gène 5-LOX. Nous avons démontré aussi que le niveau de leukotriène B4 (LTB4) augmente et suit le même profil que celui de la 5-LOX. L’étude des mécanismes moléculaires susceptibles d’être impliqués dans la régulation de la 5-LOX/FLAP par le HNE montre que ce dernier stimule leur expression via l’action de prostaglandine E2 (PGE2) et du facteur de croissance transformant-beta 1 (TGF-β1). En conclusion, notre étude démontre que le HNE induit à court-terme d’incubation la voie de COX-2/mPGES-1 puis par la suite stimule celle de FLAP/5-LOX à long-terme d’incubation dans les chondrocytes arthrosiques humains. Ces résultats suggèrent que la mPGES-1 et 5-LOX/FLAP sont des potentielles cibles thérapeutiques intéressantes pour contrôler la production de PGE2 et LTB4 dans OA.

Modulation des réactions alloimmunitaires par les cytokines maîtresses IFN-γ et TGF-β

L’injection de cellules immunologiquement compétentes à un hôte histo-incompatible amène une réaction qui peut se traduire par la maladie du greffon-contre-l’hôte (GVHD). La GVHD demeure une barrière importante à une utilisation plus répandue de la greffe allogénique de cellules hématopoïétiques (AHCT), pourtant un traitement efficace pour traiter de nombreuses maladies. Une meilleure compréhension des mécanismes qui sous-tendent cette pathologie pourrait en faciliter le traitement et la prévention. L’Interféron-gamma (IFN-γ) et le Transforming Growth Factor-béta (TGF-β) sont deux cytokines maîtresses de l’immunité impliquées dans la fonction et l’homéostasie des cellules greffées. Nous démontrons chez la souris que l’IFN-γ limite la reconstitution lympho-hématopoïétique de façon dose-dépendante en mobilisant des mécanismes d’apoptose et en inhibant la prolifération cellulaire. Le TGF-β est quant à lui généralement connu comme un immunosuppresseur qui contrôle l’immunité en utilisant plusieurs voies de signalisation. Le rôle relatif de ces voies en AHCT est inconnu. Nous avons étudié une de ces voies en greffant des cellules provenant de donneurs déficients pour le gène SMAD3 (SMAD3-KO), un médiateur central de la voie canonique du TGF-β, à des souris histo-incompatibles. Bien que l’absence de SMAD3 ne cause aucune maladie chez nos souris donneuses, l’injection de cellules SMAD3-KO amène une GVHD du colon sévère chez le receveur. Cette atteinte est caractérisée par une différenciation Th1 et une infiltration massive de granulocytes témoignant d’un rôle central de SMAD3 dans la physiologie des lymphocytes T CD4 et des cellules myéloïdes. Nous avons focalisé ensuite nos efforts sur le rôle de SMAD3 chez les lymphocytes T CD4 en sachant que SMAD3 était actif chez les lymphocytes T CD4 tolérants. Nous avons découvert que SMAD3 était rapidement inactivé après une activation des cellules T, suggérant que l’inactivation de SMAD3 était fonctionnellement importante pour briser l’état de tolérance. Des études de micro-puces d’ADNc nous ont montré que SMAD3 contrôlait en effet l’expression de nombreux transcrits de gènes connus comme étant reliés à la tolérance et/ou à des processus biologiques dont les rôles dans le maintien de la tolérance sont plausibles.

Epithelial-Mesenchymal-Transition : a proposed mechanism in the development of Bronchiolitis Obliterans

La transplantation pulmonaire pour les patients avec une maladie pulmonaire en phase terminale est leur seul espoir de survie. Malheureusement, certains greffés du poumon rencontrent des difficultés après la transplantation du poumon, dont l'un est le rejet chronique du greffon pulmonaire également connu histologiquement comme la bronchiolite oblitérante et cliniquement comme syndrome de bronchiolite oblitérante. L'étiologie exacte de la BO reste mal comprise. Certaines hypothèses suggèrent l'implication des cellules épithéliales dans le processus de remodelage des voies respiratoires, conduisant à l'obstruction des voies aériennes. Un des mécanismes proposés est un processus de transition, connue sous le nom de transition épithéliale-mésenchymateuse (TEM). Lors de ce processus, les cellules perdent leurs propriétés épithéliales, acquièrent un phénotype mésenchymateux et deviennent plus mobiles et envahissantes. Cette transformation leur permet de participer activement au processus de remodelage bronchique dans la bronchiolite oblitérante. L’induction de la TEM peut être due à certains facteurs tels que l'inflammation et l'apoptose. Le principal objectif de ce travail de maîtrise est de détecter in vivo la présence de la TEM dans des biopsies transbronchiques obtenues chez des greffés et de l’associer à leurs conditions cliniques. Le deuxième objectif est d'induire la TEM in vitro dans les cellules épithéliales des petites voies aériennes à l'aide de milieux conditionnés apoptotiques et non apoptotiques produits par les cellules endothéliales microvasculaires humaines du poumon. D’autre part, nous avons évalué si des médiateurs connus pour participer au processus de TEM tels que le facteur de croissance du tissu conjonctif (CTGF)et le facteur de croissance transformant bêta (TGF-beta) ainsi que le perlecan sont présents dans les milieux conditionnés utilisés.

Caractérisation des processus moléculaires impliqués dans l’activation de la protéine IKKbeta par l'angiotensine II et son rôle dans la réponse phénotypique des CMLV.

Le système rénine-angiotensine-aldostérone (SRAA) régule l’homéostasie de la contraction des artères. Or, suivant la liaison de l’angiotensine II (Ang II) à son récepteur AT1, le SRAA est également impliqué dans l’activation de voies de signalisation à l’origine de l’inflammation et de l’hypertrophie des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV), soit deux processus participant au remodelage vasculaire caractéristique de diverses maladies cardiovasculaires, telles l’hypertension et l’athérosclérose. Ces pathologies sont les premières causes de mortalité naturelle en Amérique et les traitements les ciblant ne sont pas optimaux puisqu’ils visent seulement quelques facteurs de risque qui leur sont associés. Ainsi, la détermination des effecteurs intracellulaires régulant ces voies délétères est nécessaire à l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques. L’inflammation Ang II-dépendante dans les CMLV est attribuée au facteur de transcription nuclear factor-kappa B (NF-κB). Cependant, les processus moléculaires couplant le récepteur AT1 à son activation sont peu caractérisés. L’étude abordant cette question démontre in vitro que NF-κB est activé par la protéine IκB kinase β (IKKβ) dans les CMLV exposées à l’Ang II et que cette kinase est régulée par deux voies de signalisation indépendantes, mais complémentaires afin d’assurer son activation rigoureuse et soutenue. L’une des voies est précoce et dépend des seconds messagers ainsi que de deux nouveaux effecteurs sous-jacents au récepteur AT1, soit la E3 ligase TNF receptor-associated factor 6 (TRAF6) et la IKK kinase transforming growth factor-beta-activated kinase 1 (TAK1) tandis que la seconde est tardive et résulte de la signalisation mitogen-activated protein kinase kinase 1/2 (MEK1/2) - extracellular signal-regulated kinase 1/2 (ERK1/2) - ribosomal S6 kinase (RSK). L’inhibition conjointe de ces voies abroge complètement la réponse inflammatoire, ce qui indique qu’elles en sont la seule source. Ainsi, l’inhibition d’IKKβ pourrait suffire à contrer l’inflammation impliquée dans le remodelage vasculaire associé à une suractivation du SRAA. Une découverte des plus novatrices découle de cette étude, qui veut que la E3 ligase TRAF6 est un nouvel effecteur des récepteurs couplés aux protéines G et est à l’origine de la formation d’un nouveau type de second messager, soit des chaînes libres de poly-ubiquitines. Les mécanismes moléculaires à la base de l’hypertrophie Ang II-dépendante dans les CMLV sont également peu définis. Or, suivant la parution d’un article démontrant qu’IKKβ dans les cellules cancéreuses participe aux mécanismes d’initiation de la traduction en réponse au facteur de nécrose tumorale α (TNFα) via la phosphorylation de la protéine Tuberous sclerosis 1 (TSC1) et donc l’activation du complexe mammalian target of rapamycin (mTORC1), une hypothèse a été émise selon laquelle cette kinase serait impliquée dans la synthèse protéique Ang II-dépendante dans les CMLV. Les expériences effectuées in vitro dans des CMLV exposées à l’Ang II démontrent qu’IKKβ induit la phosphorylation de TSC1 ainsi que l’activation de mTORC1 et de ses substrats S6 kinase 1 (S6K1) et translational regulators eukaryotic translation initiation factor 4E-binding protein (4E-BP1), deux protéines impliquées directement dans l’hypertrophie. Par ailleurs, la synthèse protéique au niveau des CMLV exposées à l’Ang II est réduite de 75% suivant la diminution de l’expression d’IKKβ et suivant la surexpression d’un mutant de TSC1 dont le site consensus d’IKKβ a été modifié, faisant de cette kinase un médiateur majeur au niveau de ce processus. Ainsi, in vitro IKKβ en réponse à l’Ang II est en amont de deux processus impliqués dans un remodelage vasculaire à l’origine de maladies cardiovasculaires. De plus, plusieurs facteurs de risque de ces pathologies convergent à l’activation d’IKKβ, ce qui en fait une cible thérapeutique particulièrement attrayante. Qui plus est, l’administration d’un inhibiteur d’IKKβ à des rats diminue non seulement la synthèse protéique dépendante de l’Ang II au niveau de l’aorte et des artères mésentériques, mais également la synthèse de la protéine pro-inflammatoire VCAM-1 par les cellules composant l’aorte, ce qui confirme son envergure en tant que cible.

Morphology and myofiber composition of skeletal musculature of the forelimb in young and aged wild type and myostatin null mice

Most current research into therapeutic approaches to muscle diseases involves the use of the mouse as an experimental model. Furthermore, a major strategy to alleviate myopathic symptoms through enhancing muscle growth and regeneration is to inhibit the action of myostatin (Mstn), a transforming growth factor-beta (TGF-beta) family member that inhibits muscle growth. Presently, however, no study has expanded the morphological analysis of mouse skeletal muscle beyond a few individual muscles of the distal hindlimb, through which broad conclusions have been based. Therefore, we have initially undertaken an expansive analysis of the skeletal musculature of the mouse forelimb and highlighted the species-specific differences between equivalent muscles of the rat, another prominently used experimental model. Subsequently, we examined the musculature of the forelimb in both young and old adult wild-type (mstn(+/+)) and myostatin null (mstn(-/-)) mice and assessed the potential beneficial and detrimental effects of myostatin deletion on muscle morphology and composition during the aging process. We showed that: (1) the forelimb muscles of the mouse display a more glycolytic phenotype than those of the rat; (2) in the absence of myostatin, the induced myofiber hyperplasia, hypertrophy, and glycolytic conversion all occur in a muscle-specific manner; and, importantly, (3) the loss of myostatin significantly alters the dynamics of postnatal muscle growth and impairs age-related oxidative myofiber conversion.

Gonadotrophins modulate hormone secretion and steady-state mRNA levels for activin receptors (type I, IIA, IIB) and inhibin co-receptor (betaglycan) in granulosa and theca cells from chicken prehierarchical and preovulatory follicles

Ovarian follicle development is regulated through endocrine and local mechanisms. Increasing evidence indicates roles for transforming growth factor beta superfamily members, including inhibins and activins. We recently identified divergent expression of mRNAs encoding activin receptors (ActR) and inhibin co-receptor betaglycan in chicken follicles at different stages of maturation. Here, we compare the actions of LH and FSH (0, 1, 10, 100 ng/ml) on levels of mRNA for ActRI, ActRIIA, ActRIIB and betaglycan in chicken granulosa and theca cells (GC and TC) from preovulatory (F1) and prehierarchical (6-8 mm) follicles. The expression of mRNAs for LH-R and FSH-R and production of inhibin A, oestradiol and progesterone were also quantified. FSH decreased ActRIIB and ActRI mRNA levels in 6-8 mm GC, whereas LH increased the mRNA levels. Both LH and FSH enhanced ActRIIA (5- and 8.5-fold) and betaglycan mRNA expression (2- and 3.5-fold) in 6-8 mm GC. In 6-8 mm TC, LH and FSH both increased the betaglycan mRNA level (7- and 3.5-fold respectively) but did not affect ActRI, ActRIIA and ActRIIB transcript levels. In F1 GC, both LH and FSH stimulated ActRI (2- and 2.4-fold), ActRIIB (3.2- and 2.7-fold) and betaglycan (7- and 4-fold) mRNA levels, while ActRIIA mRNA was unaffected. In F1 TC, LH and FSH reduced ActRIIA (35-50%) and increased (4.5- and 7.6-fold) betaglycan mRNA, but had no effect on ActRI and ActRIIB transcript levels. Results support the hypothesis that expression of ActR and betaglycan are differentially regulated by gonadotrophins during follicle maturation in the hen. This may represent an important mechanism for fine-tuning follicle responsiveness to local and systemic activins and inhibins.

Developmental expression of myostatin in cardiomyocytes and its effect on foetal and neonatal rat cardiomyocyte proliferation

Objectives: Myostatin, a member of the transforming growth factor-beta (TGF-beta) family, plays a key role in skeletal muscle myogenesis by limiting hyperplastic and hypertrophic muscle growth. In cardiac muscle, myostatin has been shown to limit agonist-induced cardiac hypertrophic growth. However, its role in cardiac hyperplastic growth remains undetermined. The aim of this study was to characterise the expression of myostatin in developing myocardium, determine its effect on cardiomyocyte proliferation, and explore the signalling mechanisms affected by myostatin in dividing cardiomyocytes. Methods: We used quantitative PCR and Western blotting to study the expression of myostatin in cardiomyocytes isolated from rat myocardium at different developmental ages. We. determined the effect of recombinant myostatin on proliferation and cell viability in dividing cardiomyocytes in culture. We analysed myostatin's effect on cardiomyocyte cell cycle progression by flow cytometry and used Western blotting to explore the signalling mechanisms involved. Results: Myostatin is expressed differentially in cardiomyocytes during cardiac development such that increasing expression correlated with a low cardiomyocyte proliferation index. Proliferating foetal cardiomyocytes, from embryos at 18 days of gestation, expressed low levels of myostatin mRNA and protein, whereas isolated cardiomyocytes from postnatal day 10 hearts, wherein the majority of cardiomyocytes have lost their ability to proliferate, displayed a 6-fold increase in myostatin expression. Our in vitro studies demonstrated that myostatin inhibited proliferation of dividing foetal and neonatal cardiomyocytes. Flow cytometric analysis showed that this inhibition occurs mainly via a block in the G1-S phase transition of the cardiomyocyte cell cycle. Western blot analysis showed that part of the mechanism underpinning the inhibition of cardiomyocyte proliferation by myostatin involves phosphorylation of SMAD2 and altered expressions of the cell cycle proteins p21 and CDK2. Conclusions: We conclude that myostatin is an inhibitor of cardiomyocyte proliferation with the potential to limit cardiomyocyte hyperplastic growth by altering cardiac cell cycle progression. (c) 2007 European Society of Cardiology. Published by Elsevier B.V. All fights reserved.

Differential expression of mRNAs encoding co-receptor (betaglycan) and activin type-I preovulatory and prehierarchical follicles of the putative inhibin and type-II receptors in the laying hen ovary

Ovarian follicle development is primarily regulated by an interplay between the pituitary gonadotrophins, LH and FSH, and ovary-derived steroids. Increasing evidence implicates regulatory roles of transforming growth factor-beta (TGF beta) superfamily members, including inhibins and activins. The aim of this study was to identify the expression of mRNAs encoding key receptors of the inhibin/activin system in ovarian follicles ranging from 4 mm in diameter to the dominant F1 follicle (similar to 40 turn). Ovaries were collected (n=16) from inid-sequence hens maintained on a long-day photoschedule (16h of light:8 h of darkness). All follicles removed were dissected into individual granulosa and thecal layers. RNA was extracted and cDNA synthesized. Real-time quantitative PCR was used to quantify the expression of niRNA encoding betaglycan, activin receptor (ActR) subtypes (type-I, -IIA and -IIB) and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH); receptor expression data were normalized to GAPDH expression. Detectable levels of ActRI, -IIA and -IIB and the inhibin co-receptor (betaglycan) expression were found in all granulosa and thecal layers analysed. Granulosa ActRI mRNA peaked (P < 0(.)05) in 8-9(.)9 mm follicles, whereas ActRIIA rose significantly from 6-7(.)9 mm to 8-9(.)9 nun, before filling to F3/2; levels then rose sharply (3-fold) to F1 levels. Granulosa betaglycan niRNA expression rose 3-fold from 4-5(.)9 min to 8-9(.)9 mm, before falling 4-fold to F3/2; levels then rose sharply (4-fold) to F1 levels. ActRIIB levels did not vary significantly during follicular development. Thecal ActRI mRNA expression was similar from 4-7(.)9 mm then decreased significantly to a nadir at the F4 position, before increasing 2-fold to the F1 (P < 0(.)05). Although thecal ActRIIB and -IIA expression did not vary significantly from 4 nim to F3, ActRIIB expression increased significantly (2-fold) from F3 to F1 and ActIIA, increased 22-fold from F2 to F1 (P < 0(.)05). Thecal betaglycan fell to a nadir at F6 after follicle selection; levels then increased significantly to F2, before filling similar to 50% in the F I. In all follicles studied expression of betaglycan and ActRI (granulosa: 1-0(.)65, P < 0-001, n=144/group; theca: r=0(.)49, P < 0-001, n=144/group) was well correlated. No significant correlations were identified between betaglycan and ActRIIA or -IIB. Considering all follicles analysed, granulosa mRNA expression of betaglycan, ActRI ActRIIA and ActRIIB were all significantly lower than in corresponding thecal tissue (betaglycan, 11(.)4-fold; ActRIIB, 5(.)1-fold; ActR(.) 3-8-fold: ActRIIA, 2(.)8-fold). The co-localization of type-I and -II activin receptors and betaglycan on granulosa and thecal cells are consistent with a local auto/paracrine role of inhibins and activins in modulating ovarian follicle development, selection and progression in the domestic fowl.

Variation in pituitary expression of mRNAs encoding the putative inhibin co-receptor (betaglycan) and type-I and type-II activin receptors during the chicken ovulatory cycle

Secretion of LH and FSH from the anterior pituitary is regulated primarily by hypothalamic GnRH and ovarian steroid hormones. More recent evidence indicates regulatory roles for certain members of the transforming growth factor beta (TGF beta) superfamily including inhibin and activin. The aim of this study was to identify expression of mRNAs encoding key receptors and ligands of the inhibin/activin system in the hen pituitary gland and to monitor their expression throughout the 24-25-h ovulatory cycle. Hens maintained on long days (16 h light/8 h dark) were killed 20, 12, 6 and 2 h before predicted ovulation of a midsequence egg (n = 8 per group). Anterior pituitary glands were removed, RNA extracted and cDNA synthesized. Plasma concentrations of LH, FSH, progesterone and inhibin A were measured. Real-time quantitative PCR was used to quantify pituitary expression of mRNAs encoding betaglycan, activin receptor (ActR) subtypes (type I, IIA), GnRH receptor (GnP,H-R), LH beta subunit, FSH beta subunit and GAPDH. Levels of mRNA for inhibin/activin beta A and beta B subunits, inhibin alpha subunit, follistatin and ActRIIB mRNA in pituitary were undetectable by quantitative PCR (< 2 amol/reaction). Significant changes in expression (P < 0.05) of ActRIIA and betaglycan mRNA were found, both peaking 6 h before ovulation just prior to the preovulatory LH surge and reaching a nadir 2 h before ovulation, just after the LH surge. There were no significant changes in expression of ActRI mRNA throughout the cycle although values were correlated with mRNA levels for both ActRIIA (r=0.77; P < 0.001) and betaglycan (r=0.45; P < 0.01). Expression of GnRH-R mRNA was lowest 20 h before ovulation and highest (P < 0.05) 6 h before ovulation; values were weakly correlated with betaglycan (r=0.33; P=0.06) and ActRIIA (r=0.34; P=0.06) mRNA levels. Expression of mRNAs encoding LH beta and FSH beta subunit were both lowest (P < 0.05) after the LH surge, 2 h before ovulation. These results are consistent with an endocrine, but not a local intrapituitary, role of inhibin-related proteins in modulating gonadotroph function during the ovulatory cycle of the hen, potentially through interaction with betaglycan and ActRIIA. In contrast to mammals, intrapituitary expression of inhibin/activin subunits and follistatin appears to be extremely low or absent in the domestic fowl.

Variation in pituitary expression of mRNAs encoding the putative inhibin co-receptor (betaglycan) and type-I and type-II activin receptors during the chicken ovulatory cycle

Secretion of LH and FSH from the anterior pituitary is regulated primarily by hypothalamic GnRH and ovarian steroid hormones. More recent evidence indicates regulatory roles for certain members of the transforming growth factor beta (TGF beta) superfamily including inhibin and activin. The aim of this study was to identify expression of mRNAs encoding key receptors and ligands of the inhibin/activin system in the hen pituitary gland and to monitor their expression throughout the 24-25-h ovulatory cycle. Hens maintained on long days (16 h light/8 h dark) were killed 20, 12, 6 and 2 h before predicted ovulation of a midsequence egg (n = 8 per group). Anterior pituitary glands were removed, RNA extracted and cDNA synthesized. Plasma concentrations of LH, FSH, progesterone and inhibin A were measured. Real-time quantitative PCR was used to quantify pituitary expression of mRNAs encoding betaglycan, activin receptor (ActR) subtypes (type I, IIA), GnRH receptor (GnP,H-R), LH beta subunit, FSH beta subunit and GAPDH. Levels of mRNA for inhibin/activin beta A and beta B subunits, inhibin alpha subunit, follistatin and ActRIIB mRNA in pituitary were undetectable by quantitative PCR (< 2 amol/reaction). Significant changes in expression (P < 0.05) of ActRIIA and betaglycan mRNA were found, both peaking 6 h before ovulation just prior to the preovulatory LH surge and reaching a nadir 2 h before ovulation, just after the LH surge. There were no significant changes in expression of ActRI mRNA throughout the cycle although values were correlated with mRNA levels for both ActRIIA (r=0.77; P < 0.001) and betaglycan (r=0.45; P < 0.01). Expression of GnRH-R mRNA was lowest 20 h before ovulation and highest (P < 0.05) 6 h before ovulation; values were weakly correlated with betaglycan (r=0.33; P=0.06) and ActRIIA (r=0.34; P=0.06) mRNA levels. Expression of mRNAs encoding LH beta and FSH beta subunit were both lowest (P < 0.05) after the LH surge, 2 h before ovulation. These results are consistent with an endocrine, but not a local intrapituitary, role of inhibin-related proteins in modulating gonadotroph function during the ovulatory cycle of the hen, potentially through interaction with betaglycan and ActRIIA. In contrast to mammals, intrapituitary expression of inhibin/activin subunits and follistatin appears to be extremely low or absent in the domestic fowl.

Differential expression of mRNAs encoding co-receptor (betaglycan) and activin type-I preovulatory and prehierarchical follicles of the putative inhibin and type-II receptors in the laying hen ovary

Ovarian follicle development is primarily regulated by an interplay between the pituitary gonadotrophins, LH and FSH, and ovary-derived steroids. Increasing evidence implicates regulatory roles of transforming growth factor-beta (TGF beta) superfamily members, including inhibins and activins. The aim of this study was to identify the expression of mRNAs encoding key receptors of the inhibin/activin system in ovarian follicles ranging from 4 mm in diameter to the dominant F1 follicle (similar to 40 turn). Ovaries were collected (n=16) from inid-sequence hens maintained on a long-day photoschedule (16h of light:8 h of darkness). All follicles removed were dissected into individual granulosa and thecal layers. RNA was extracted and cDNA synthesized. Real-time quantitative PCR was used to quantify the expression of niRNA encoding betaglycan, activin receptor (ActR) subtypes (type-I, -IIA and -IIB) and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH); receptor expression data were normalized to GAPDH expression. Detectable levels of ActRI, -IIA and -IIB and the inhibin co-receptor (betaglycan) expression were found in all granulosa and thecal layers analysed. Granulosa ActRI mRNA peaked (P < 0(.)05) in 8-9(.)9 mm follicles, whereas ActRIIA rose significantly from 6-7(.)9 mm to 8-9(.)9 nun, before filling to F3/2; levels then rose sharply (3-fold) to F1 levels. Granulosa betaglycan niRNA expression rose 3-fold from 4-5(.)9 min to 8-9(.)9 mm, before falling 4-fold to F3/2; levels then rose sharply (4-fold) to F1 levels. ActRIIB levels did not vary significantly during follicular development. Thecal ActRI mRNA expression was similar from 4-7(.)9 mm then decreased significantly to a nadir at the F4 position, before increasing 2-fold to the F1 (P < 0(.)05). Although thecal ActRIIB and -IIA expression did not vary significantly from 4 nim to F3, ActRIIB expression increased significantly (2-fold) from F3 to F1 and ActIIA, increased 22-fold from F2 to F1 (P < 0(.)05). Thecal betaglycan fell to a nadir at F6 after follicle selection; levels then increased significantly to F2, before filling similar to 50% in the F I. In all follicles studied expression of betaglycan and ActRI (granulosa: 1-0(.)65, P < 0-001, n=144/group; theca: r=0(.)49, P < 0-001, n=144/group) was well correlated. No significant correlations were identified between betaglycan and ActRIIA or -IIB. Considering all follicles analysed, granulosa mRNA expression of betaglycan, ActRI ActRIIA and ActRIIB were all significantly lower than in corresponding thecal tissue (betaglycan, 11(.)4-fold; ActRIIB, 5(.)1-fold; ActR(.) 3-8-fold: ActRIIA, 2(.)8-fold). The co-localization of type-I and -II activin receptors and betaglycan on granulosa and thecal cells are consistent with a local auto/paracrine role of inhibins and activins in modulating ovarian follicle development, selection and progression in the domestic fowl.

Bone marrow mononuclear cells attenuate fibrosis development after severe acute kidney injury

One of the early phases that lead to fibrosis progression is inflammation. Once this stage is resolved, fibrosis might be prevented. Bone marrow mononuclear cells (BMMCs) are emerging as a new therapy for several pathologies, including autoimmune diseases, because they enact immunosuppression. In this study we aimed to evaluate the role of BMMC administration in a model of kidney fibrosis induced by an acute injury. C57Bl6 mice were subjected to unilateral severe ischemia by clamping the left renal pedicle for 1 h. BMMCs were isolated from femurs and tibia, and after 6 h of reperfusion, 1 x 10(6) cells were administrated intraperitoneally. At 24 h after surgery, treated animals showed a significant decrease in creatinine and urea levels when compared with untreated animals. Different administration routes were tested. Moreover, interferon (IFN) receptor knockout BMMCs were used, as this receptor is necessary for BMMC activation. Labeled BMMCs were found in ischemic kidney on FACS analysis. This improved outcome was associated with modulation of inflammation in the kidney and systemic modulation, as determined by cytokine expression profiling. Despite non-amelioration of functional parameters, kidney mRNA expression of interleukin (IL)-6 at 6 weeks was lower in BMMC-treated animals, as were levels of collagen 1, connective tissue growth factor (CTGF), transforming growth factor-beta (TGF-beta) and vimentin. Protective molecules, such as IL-10, heme oxygenase 1 (HO-1) and bone morphogenetic 7 (BMP-7), were increased in treated animals after 6 weeks. Moreover, Masson and Picrosirius red staining analyses showed less fibrotic areas in the kidneys of treated animals. Thus, early modulation of inflammation by BMMCs after an ischemic injury leads to reduced fibrosis through modulation of early inflammation.