The bradycardic and hypotensive responses to serotonin are reduced by activation of GABA A receptors in the nucleus tractus solitarius of awake rats

We investigated the effects of bilateral injections of the GABA receptor agonists muscimol (GABA A) and baclofen (GABA B) into the nucleus tractus solitarius (NTS) on the bradycardia and hypotension induced by iv serotonin injections (5-HT, 2 µg/rat) in awake male Holtzman rats. 5-HT was injected in rats with stainless steel cannulas implanted bilaterally in the NTS, before and 5, 15, and 60 min after bilateral injections of muscimol or baclofen into the NTS. The responses to 5-HT were tested before and after the injection of atropine methyl bromide. Muscimol (50 pmol/50 nl, N = 8) into the NTS increased basal mean arterial pressure (MAP) from 115 ± 4 to 144 ± 6 mmHg, did not change basal heart rate (HR) and reduced the bradycardia (-40 ± 14 and -73 ± 26 bpm at 5 and 15 min, respectively, vs -180 ± 20 bpm for the control) and hypotension (-11 ± 4 and -14 ± 4 mmHg, vs -40 ± 9 mmHg for the control) elicited by 5-HT. Baclofen (12.5 pmol/50 nl, N = 7) into the NTS also increased basal MAP, but did not change basal HR, bradycardia or hypotension in response to 5-HT injections. Atropine methyl bromide (1 mg/kg body weight) injected iv reduced the bradycardic and hypotensive responses to 5-HT injections. The stimulation of GABA A receptors in the NTS of awake rats elicits a significant increase in basal MAP and decreases the cardiac Bezold-Jarisch reflex responses to iv 5-HT injections.

Serotonergic receptor blockade in the lateral parabrachial nucleus: Different effects on hypertonic and isotonic NaCl intake

Hypertonic NaCl intake is produced by serotonin receptor antagonism in the lateral parabrachial nucleus (LPBN) of dehydrated rats or in rats pretreated with a mineralocorticoid, for example deoxycorticosterone (DOCA), that receive an intracerebroventricular injection (icv) of angiotensin II (ang II). The objective of the present work was to find out whether these two mechanisms are also involved with isotonic NaCl intake. Serotonin receptor blockade by methysergide in the LPBN (4 mu g/0.2 mu l bilaterally) had no effect on 0.15 M NaCl (methysergide: 19.3 +/- 5.2 ml/60 min; vehicle: 19.3 +/- 4.2 ml/60 min; n=7) or water (methysergide: 3.4 +/- 1.4 ml/ 60 min; vehicle 2.2 +/- 0.6 ml/60 min) intake induced by systemic diuretic furosemide combined with low dose of captopril (Furo/Cap). Methysergide treatment 4 days later in the same animals produced the expected enhancement in the 0.3 M NaCl intake induced by Furo/Cap (methysergide: 16.6 +/- 3.5 ml/60 min; vehicle: 6.6 +/- 1.5 ml/60 min). Similar result was obtained when another group was tested first with 0.3 M NaCl and later with 0.15 M NaCl. Isotonic NaCl intake induced by icv ang II was however enhanced by prior DOCA treatment. A de novo hypertonic NaCl intake was produced in another group by the same combined treatment. The results suggest that a facilitatory mechanism like the mineralocorticoid/ang II synergy may enhance NaCl solution intake at different levels of tonicity, while the action of an inhibitory mechanism, like the LPBN serotonergic system, is restricted to the ingestion at hypertonic levels. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Increased Androgen Receptor and Remodeling in the Prostatic Stroma After the Inhibition of 5-Alpha Reductase and Aromatase in Gerbil Ventral Prostate

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

Hindbrain serotonin and the rapid induction of sodium appetite

Both systemically administered furosemide and isoproterenol produce water intake (i.e., thirst). Curiously, however, in light of the endocrine and hemodynamic effects produced by these treatments, they are remarkably ineffective in eliciting intake of hypertonic saline solutions (i.e., operationally defined as sodium appetite). Recent work indicates that bilateral injections of the serotonin receptor antagonist methysergide into the lateral parabrachial nuclei (LPBN) markedly enhance a preexisting sodium appetite. The present studies establish that a de novo sodium appetite can be induced with LPBN-methysergide treatment under experimental conditions in which only water is typically ingested. The effects of bilateral LPBN injections of methysergide were studied on the intake of water and 0.3 M NaCl following acute (beginning 1 h after treatment) diuretic (furosemide)-induced sodium and water depletion and following subcutaneous isoproterenol treatment. With vehicle injected into the LPBN, furosemide treatment and isoproterenol injection both caused water drinking but essentially no intake of hypertonic saline. In contrast, bilateral treatment of the LPBN with methysergide induced the intake of 0.3 M NaCl after subcutaneous furosemide and isoproterenol. Water intake induced by subcutaneous furosemide or isoproterenol was not changed by LPBN-methysergide injections. The results indicate that blockade of LPBN-serotonin receptors produces a marked intake of hypertonic NaCl (i.e., a de novo sodium appetite) after furosemide treatment as well as subcutaneous isoproterenol.

Serotonergic modulation in neuropathy induced by oxaliplatin: Effect on the 5HT(2C) receptor

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

Interação entre estradiol e receptores 5 - H T 1A no Núcleo Mediano da Rafe em ratas ovariectomizadas: na aquisição da informação aversiva e associação ao contexto

Pós-graduação em Biociências - FCLAS

Absence of mutations in PAX8, NKX2.5, and TSH receptor genes in patients with thyroid dysgenesis

Objectives: To precisely classify the various forms of TD, and then to screen for mutations in transcription factor genes active in thyroid development. Subjects and methods: Patients underwent ultrasound, thyroid scan, and serum thyroglobulin measurement to accurately diagnose the form of TD. DNA was extracted from peripheral leukocytes. The PAX8, and NKX2.5 genes were evaluated in all patients, and TSH receptor ( TSHR) gene in those with hypoplasia. Results: In 27 nonconsanguineous patients with TD, 13 were diagnosed with ectopia, 11 with hypoplasia, and 3 with athyreosis. No mutations were detected in any of the genes studied. Conclusion: Sporadic cases of TD are likely to be caused by epigenetic factors, rather than mutations in thyroid transcription factors or genes involved in thyroid development. Arq Bras Endocrinol Metab. 2012;56(3):173-7

Serotonin-2C receptors in the basolateral nucleus of the amygdala mediate the anxiogenic effect of acute imipramine and fluoxetine administration

A growing body of evidence indicates that facilitation of serotonin-2C receptor (5-HT2CR)-mediated neurotransmission in the basolateral nucleus of the amygdala (BLA) is involved in anxiety generation. We investigated here whether BLA 5-HT(2C)Rs exert a differential role in the regulation of defensive behaviours related to generalized anxiety (inhibitory avoidance) and panic (escape) disorders. We also evaluated whether activation of BLA 5-HT(2C)Rs accounts for the anxiogenic effect caused by acute systemic administration of the antidepressants imipramine and fluoxetine. Male Wistar rats were tested in the elevated T-maze after intra-BLA injection of the endogenous agonist 5-HT, the 5-HT2CR agonist MK-212 or the 5-HT2CR antagonist SB-242084. This test allows the measurement of inhibitory avoidance acquisition and escape expression. We also investigated whether intra-BLA administration of SB-242084 interferes with the acute anxiogenic effect caused by imipramine and fluoxetine in the Vogel conflict test, and imipramine in the elevated T-maze. While intra-BLA administration of 5-HT and MK-212 facilitated inhibitory avoidance acquisition, suggesting an anxiogenic effect, SB-242084 had the opposite effect. None of these drugs affected escape performance. Intra-BLA injection of a sub-effective dose of SB-242084 fully blocked the anxiogenic effect caused either by the local microinjection of 5-HT or the systemic administration of imipramine and fluoxetine. Our findings indicate that 5-HT(2C)Rs in BLA are selectively involved in the regulation of defensive behaviours associated with generalized anxiety, but not panic. The results also provide the first direct evidence that activation of BLA 5-HT(2C)Rs accounts for the short-term aversive effect of antidepressants.

Specific PET-ligands for selected 5-HT and GABA A-receptor subtypes = PET-Liganden mit Spezifität für definierte 5-HT und GABA A-Rezeptor-Subtypen

Für diese Arbeit wurden sechs neue Benzodiazepinderivate, TC07, TC08, TC09, TC10, TC11 und TC12, hergestellt. Diese wurden mittels Radioligandenbindungsassay sowohl auf ihre Bindungseigenschaften für Membranen des Cerebellum, des Hippo-campus und des Cortex der Ratte hin untersucht, als auch für Membranen von HEK293 Zellen, die transient rekombinante GABAA Rezeptoren exprimierten. Zusätz-lich wurden kompetitive in situ Rezeptorautoradiographien an Rattenhirnschnitten mit den Liganden [3H]Ro15-4513 und [3H]R015-1788 durchgeführt. Zusammen ergaben sich aus diesen Experimenten deutliche Hinweise auf eine Selektivität der Verbindun-gen TC07, TC11 und TC12 für a5-Untereinheiten enthaltende GABAA Rezeptoren mit a5-Affinitäten im niedrigen nanomolaren Bereich. In vivo Bindungsexperimente in Ratten, mit [3H]Ro15-1788 als Tracer und TC07 als Kompetitor, ergaben, dass TC07 mehr [3H]Ro15-1788 im Vorderhirn als im Cerebellum verdrängt. Bezog man die regionale Verteilung der a5-Untereinheit des GABAA Rezep-tors im Rattenhirn mit ein – sehr wenige a5-Untereinheiten im Cerebellum, etwa 20 % der GABAA Rezeptor-Untereinheiten im Hippocampus – untermauerten diese Ergeb-nisse die Vermutung, TC07 könne a5-selektiv sein. Diese Daten bestätigten darü-berhinaus, dass TC07 die Blut-Hirn-Schranke passieren kann. Für elektrophysiologische Messungen mit TC07 und TC12 wurden die oben erwähnten transient transfizierten HEK293 Zellen verwendet, welche die GABAA Rezeptor Unte-reinheitenkombination a5b3g2 exprimierten. Das Dosis-Antwort Verhalten ergab keinen signifikanten Effekt für TC12. Die Daten von TC07 dagegen lassen auf einen schwach negativ modulatorischen Effekt schließen, was, zumindest theoretisch, die Möglichkeit eröffnet, TC07 auch als sogenannten cognitive enhancer einzusetzen. Der errechnete Ki-Wert lag in derselben Größenordnung wie der Ki-Wert, der anhand der Bindungsas-saydaten errechnet wurde. Insgesamt rechtfertigen die bisherigen Ergebnisse die radiochemische Markierung mit 18F von drei der sechs getesteten Verbindungen in der Reihenfolge TC07, TC12 und TC11. Des Weiteren wurde [18F]MHMZ, ein potentiell 5-HT2A selektiver Ligand und PET-Tracer einschließlich Vorläufer und Referenzverbindungen, mit hohen Ausbeuten syn-thetisiert (Herth, Debus et al. 2008). Autoradiographieexperimente mit Rattenhirn-schnitten zeigten hervorragende in situ Bindungseigenschaften der neuen Verbindung. Die Daten wiesen eine hohe Selektivität für 5-HT2A Rezeptoren in Verbindung mit einer niedrigen unspezifischen Bindung auf. [18F]MHMZ erfährt in vivo eine schnelle Metabo-lisierung, wobei ein polarer aktiver Metabolit entsteht, welcher vermutlich nicht die Blut-Hirn-Schranke passieren kann. Transversale, sagittale und coronale Kleintier-PET-Bilder des Rattenhirns zeigten eine hohe Anreicherung im frontalen Cortex und im Striatum, während im Cerebellum so gut wie keine Anreicherung festzustellen war. Diese Verteilung deckt sich mit der bekann-ten Verteilung der 5-HT2A Rezeptoren. Die in vivo Anreicherung scheint sich ebenfalls gut mit der Verteilung der in den Autoradiographieexperimenten gemessenen Bindung zu decken. Nach Berechnungen mit dem 4-Parameter Referenzgewebe Modell beträgt das Bindungspotential (BP) für den frontalen Cortex 1,45. Das Cortex zu Cerebellum Verhältnis wurde auf 2,7 nach 30 Minuten Messzeit bestimmt, was bemerkenswert nah an den von Lundkvist et al. für [11C]MDL 100907 publizierten Daten liegt. Abgesehen von der etwas niedrigeren Affinität waren die gemessenen in vitro, in situ und in vivo Daten denen von [3H]MDL 100907 und [11C]MDL 100907 sehr ähnlich, so dass wir ein [18F]Analogon in der Hand haben, das die bessere Selektivität von MDL 100907 verglichen mit Altanserin mit der längeren Halbwertszeit und den besse-ren Eigenschaften für die klinische Routine von 18F verglichen mit 11C verbindet. Die Ergebnisse von [18F]MHMZ rechtfertigenden weitere Experimente, um diesen Liganden für die klinische Routine am Menschen nutzbar zu machen.

Cannabinoid CB1 receptor in the regulation of sociability, stress coping, and its interaction with the serotonergic system

Cannabinerge Substanzen können das Verhalten in einer dosisabhängigen, aber biphasischen Weise beeinflussen. Eine Erklärung für diese Art der Effekte könnte die Verteilung des CB1 Rezeptors auf verschiedenen Neuronentypen sein. CB1 Rezeptoren in glutamatergen und GABAergen Neuronen sind hier besonders wichtig, da die entsprechenden Neurotransmitter als Gegenspieler die neuronale Erregung kontrollieren. Spezifische Deletion des CB1 Rezeptor-Gens von einer der beiden Populationen führte zu gegensätzlichen Phenotypen, genauer gesagt, einem erniedrigten, bzw. einem gesteigerten Interaktiondrang. Tiere, bei denen der CB1 Rezeptor ausschließlich in striatalen, GABAergen „Medium Spiny“ Neuronen deletiert wurde, zeigten keinen veränderten Phänotyp. Dies legt nahe, dass der CB1 Rezeptor in kortikalen glutamatergen und GABAergen Neuronen für einen ausgeglichenen Interaktionsdrang entscheidend ist (siehe Kapitel 3).rnDiese dosisabhängigen, biphasischen Effekte auf das Verhalten können auch im „Forced Swim Test“ (FST) beobachtet werden. Ein möglicher Mechanismus, durch den Cannabinoide das Stressverhalten beeinflussen können, wäre die Regulierung der Monoaminausschüttung. Um die Abhängigkeit der Cannabinoideffekte von der Serotonintransmission zu untersuchen, wurden Dosen von CB1 Rezeptoragonisten und –antagonisten mit antidepressiv-induzierenden Eigenschaften bei gleichzeitiger Inhibition der Serotonintransmission im FST getestet. Die Ergebnisse zeigten, dass lediglich der Agonisteffekt durch die Inhibition der Serotoninauschüttung beeinflusst wird. Zusätzlich konnte die Abhängigkeit des Antagonisteneffekts von funktionsfähigen GABAergen CB1 Rezeptoren nachweisen werden. Interessanter Weise konnte der durch die Deletion von glutamatergen CB1 Rezeptoren induzierte Phänotyp durch Inhibition der Serotoninausschüttung blockiert werden (siehe Kapitel 4).rnEin indirekter Einfluss auf Serotoninausschüttung scheint also wahrscheinlich zu sein. Bis jetzt blieb jedoch unklar, inwieweit cannabinerge Substanzen direkt auf serotonerge Neuronen wirken können. Im Jahr 2007 konnte unsere Gruppe die Expression des CB1 Rezeptors in serotonergen Neuronen auf mRNA- und Proteinebene nachweisen. Die Züchtung und Analyse einer mutanten Mauslinie, in welcher der CB1-Rezeptor spezifisch in serotonergen Neuronen ausgeschaltet wurde, zeigte bei männlichen Tieren eine schwache, aber signifikante Verhaltensänderungen, die durch soziale Stimuli und lebensbedrohlichen Situationen ausgelöst wurde. So ist es erstmals gelungen nachzuweisen, dass serotonerge CB1-Rezeptoren eine physiologische Relevanz besitzen (siehe Kapitel 5).rn

Inhibition of tissue transglutaminase sensitizes TRAIL-resistant lung cancer cells through upregulation of death receptor 5

Tissue transglutaminase (TG2) is implicated in cellular processes such as apoptosis and cell migration. Its acyl transferase activity cross-links certain proteins, among them transcription factors were described. We show here that the TG2 inhibitor KCC009 reversed resistance to tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing factor (TRAIL) in lung cancer cells. Sensitization required upregulation of death receptor 5 (DR5) but not of death receptor 4. Upregulation of DR5 involved the first intron of the DR5 gene albeit it was independent from p53 and nuclear factor kappa B. In conclusion, inhibition of tissue transglutaminase provides an interesting strategy for sensitization to TRAIL-induced apoptosis in p53-deficient lung cancer cells.

Reduced metabotropic glutamate receptor 5 density in major depression determined by [(11)C]ABP688 PET and postmortem study

Clinical and preclinical evidence suggests a hyperactive glutamatergic system in clinical depression. Recently, the metabotropic glutamate receptor 5 (mGluR5) has been proposed as an attractive target for novel therapeutic approaches to depression. The goal of this study was to compare mGluR5 binding (in a positron emission tomography [PET] study) and mGluR5 protein expression (in a postmortem study) between individuals with major depressive disorder and psychiatrically healthy comparison subjects.