Factors Affecting De Novo Urinary Retention after Holmium Laser Enucleation of the Prostate

Objective Patients can experience urinary retention (UR) after Holmium laser enucleation of the prostate (HoLEP) that requires bladder distension during the procedure. The aim of this retrospective study is to identify factors affecting the UR after HoLEP. Materials and Methods 336 patients, which underwent HoLEP for a symptomatic benign prostatic hyperplasia between July 2008 and March 2012, were included in this study. Urethral catheters were routinely removed one or two days after surgery. UR was defined as the need for an indwelling catheter placement following a failure to void after catheter removal. Demographic and clinical parameters were compared between the UR (n = 37) and the non-urinary retention (non-UR; n = 299) groups. Results The mean age of patients was 68.3 (±6.5) years and the mean operative time was 75.3 (±37.4) min. Thirty seven patients (11.0%) experienced a postoperative UR. UR patients voided catheter free an average of 1.9 (±1.7) days after UR. With regard to the causes of UR, 24 (7.1%) and 13 (3.9%) patients experienced a blood clot-related UR and a non-clot related UR respectively. Using multivariate analysis (p<0.05), we found significant differences between the UR and the non-UR groups with regard to a morcellation efficiency (OR 0.701, 95% CI 0.498–0.988) and a bleeding-related complication, such as, a reoperation for bleeding (OR 0.039, 95% CI 0.004–0.383) or a transfusion (OR 0.144, 95% CI 0.027–0.877). Age, history of diabetes, prostate volume, pre-operative post-void residual, bladder contractility index, learning curve, and operative time were not significantly associated with the UR (p>0.05). Conclusions De novo UR after HoLEP was found to be self-limited and it was not related to learning curve, patient age, diabetes, or operative time. Efficient morcellation and careful control of bleeding, which reduces clot formation, decrease the risk of UR after HoLEP.

Eph kinases and their ligands ephrins act in concert with sex hormones in regulating blood pressure

Les Erythropoietin-producing hepatocyte (EPH) sont la plus grande famille de récepteurs tyrosine kinase. Leurs ligands, les éphrines (EFNs), sont aussi des molécules exprimées à la surface cellulaire. Les EPH/EFNs sont impliqués dans de nombreux processus biologiques. L'hypertension artérielle (PA) est une maladie chronique qui, aujourd'hui, est devenue un problème médical critique dans le monde entier et un enjeu de santé publique. La découverte de nouvelles thérapeutiques de l'hypertension sont d'une grande importance pour la santé publique. Jusqu’à tout récemment, il existe seulement quelques études concernant le rôle de l’axe EPH/EFNs sur la fonction des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV). Dans nos études précédentes, nous avons montré qu'EPHB6 et EFNB1, de concert avec les hormones sexuelles, régulent la PA. Dans la présente étude, nous avons constaté que les différents membres de la famille EPH/EFN peuvent réguler soit positivement, soit négativement, la contractilité des CMLV et la PA: tandis que EPHB4 et EFNB2 appartiennent à la première catégorie, EFNB1, EFNB3 et EPHB6 appartiennent à la deuxième. In vivo, des souris males, mais non pas des femelles, porteuses d’une mutation EPHB4 (KO) spécifique du muscle lisse présentent une PA diminuée, comparée aux souris témoins (WT). Les CMLV de souris EPHB4 KO, en présence de testostérone, ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par la phényléphrine (PE). Au niveau moléculaire, la phosphorylation de la protéine kinase II dépendante de Ca2+/calmoduline et de la kinase de la chaine légère de la myosine (CLM) est augmentée, tandis que la phosphorylation de la kinase de la CLM est réduite dans les CMLV KO lors de la stimulation par PE, par rapport au WT CMLV. Cela fournit une base moléculaire à la réduction de la PA et de la contractilité des CMLV chez les souris EPHB4 KO. EFNB2 est le ligand majeur de l’EPHB4. Comme attendu, les souris EFNB2 KO spécifique du muscle lisse avaient un phénotype de PA semblable, quoique non identique, aux souris EPHB4 KO. Les souris mâles EFNB2 KO, mais pas femelles, sous régime régulier ou riche en sel, présentent une PA réduite, par rapport à leurs homologues WT. Au niveau cellulaire, les CMLV des souris KO ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par PE par rapport aux témoins WT. Une région de l’acide aminé (aa) 313 à l’aa 331 dans la partie intracellulaire d’EFNB2 est essentielle pour la signalisation inverse qui régule la contractilité des CMLV, selon des études de mutation-délétion. Dans une étude de génétique humaine, nous avons identifié, dans le gène EFNB2, six SNP qui étaient associées significativement au risque d'hypertension artérielle, de façon dépendante du sexe, ce qui corrobore nos résultats chez les souris. En revanche, la délétion du gène EFNB3 (KO) chez les souris femelles aboutit à une PA élevée et à une augmentation des résistances des petites artères in vivo, améliore la contractilité des petites artères ex-vivo et augmente la contractilité des CMLV in vitro. Les souris mâles KO ont une PA normale, mais la castration conduit à une augmentation significative de la PA dans les souris KO, mais pas dans les souris WT. Les CMLV des souris KO femelles ont montré une phosphorylation accrue de la CLM et une phosphorylation réduite de la kinase de la CLM, ce qui fournit à nouveau une base moléculaire aux phénotypes de PA et de contractilité des CMLV observés. Ce changement de signalisation est attribuable à une protéine adaptatrice Grip1. En effet, dans une étude d'association pan génomique par le Consortium International pour la Pression Sanguine, un SNP dans le gène GRIP1 a approché le seuil de significativité de la valeur p pour son association avec la pression diastolique. Nos recherches, pour la première fois, ont révélé que EPH/EFNs sont de nouveaux composants dans le système de régulation de la PA. Les membres de la famille EPH/EFN peuvent agir comme des forces Yin et Yang pour régler finement le tonus des vaisseaux pour assurer l'homéostasie de la PA et de sa régulation. Ces effets de EPH/EFNs dépendent du sexe et des niveaux d’hormones sexuelles. À partir de ces nouvelles connaissances, nous pourrions développer une nouvelle thérapie personnalisée pour l’hypertension artérielle, utilisant des antagonistes d'hormones sexuelles ou des thérapies de remplacement d'hormones sexuelles, selon les niveaux d'hormones sexuelles des patients et les mutations dans les gènes de l'EPH/EFN.

Vaisseau sanguin reconstruit par génie tissulaire : Développement d'une nouvelle approche pour la reconstruction de la media et interaction avec les microparticules

La media vasculaire est au coeur des processus physiopathologiques qui entraînent le développement de l’athérosclérose. L’utilisation d’une media reconstruite par génie tissulaire permet d’étudier les cellules musculaires lisses (CML) humaines dans un environnement plus physiologique que les cellules en culture monocouche. Les travaux présentés dans cette thèse sont orientés autour de la media vasculaire reconstruite par génie tissulaire comme modèle d’étude pharmacologique et prothèse vasculaire autologue. La première partie des travaux porte sur l’étude des interactions de cette tunique avec les microparticules (MP) circulantes. D’abord, nous avons montré que la présence de l’adventice modifie la réponse de la media aux MP produites in vitro à partir des lymphocytes T. Ensuite, l’étude de l’effet des MP isolées du sérum de patients en choc septique sur la media humaine a démontré que ces MP sont en mesure d’augmenter la contraction de la media par un mécanisme impliquant une diminution du NO et une augmentation de l’expression de l’ARN messager de l’interleukine-10. L’incubation de la media reconstruite avec cette cytokine anti-inflammatoire bloque l’hyporéactivité induite par les lipopolysaccharides. Le même phénomène a été reproduit in vivo, chez le rongeur. Ces résultats suggèrent que les SMP auraient un effet protecteur sur la fonction vasculaire, en potentialisant la contraction de la media. Ensuite, nous avons optimisé l’approche de reconstruction de prothèses vasculaires par auto-assemblage proposée initialement pour l’adapter au contexte particulier des CML. L’objectif principal était de permettre l’étude physiopathologique de la media à partir de toutes les lignées de CML; indépendamment de leur capacité de synthèse de matrice extracellulaire. Pour ce faire, nous avons développé un échafaudage de matrice extracellulaire produit par auto-assemblage à partir de fibroblastes humains. L’utilisation de cet échafaudage génère une media plus résistante et plus contractile que la technique initiale. Enfin, une anisotropie a été créée dans cet échafaudage pour permettre une orientation physiologique des CML. La media reconstruite devient ainsi plus résistante et plus contractile. Ces améliorations permettent de reconstruire des media à partir des cellules de plus de patients et mèneront à des études pharmacologiques plus représentatives de la population. Cet échafaudage facilitera la translation clinique de ce modèle de media reconstruite par génie tissulaire.

Improving interfaces for nerve repair

Autologous nerve grafts are the current gold standard for the repair of peripheral nerve injuries. However, there is a need to develop an alternative to this technique, as donor-site morbidities such as neuroma formation and permanent loss of function are a few of the limitations concerned with this technique. Artificial nerve conduits have therefore emerged as an alternative for the repair of short peripheral nerve defects of less than 30 mm, however they do not surpass autologous nerve grafts clinically. To develop a nerve conduit that supports regeneration over long nerve gaps and in large diameter nerves, researchers have focused on functionalizing of the conduits by studying the components that enhance nerve regeneration such as micro/nano-topography, growth factor delivery systems, supportive cells and extracellular matrix (ECM) proteins as well as understanding the complex biological reactions that take place during peripheral nerve regeneration. This thesis presents strategies to improve peripheral nerve interfaces to better the regenerative potential by using dorsal root ganglions (DRGs) isolated from neonatal rats as an in vitro model of nerve regeneration. The work started off by investigating the usefulness of a frog foam protein Ranaspumin-2 (Rsn2) to coat biomaterials for compatibility, this lead to the discovery of temporary cell adhesion on polydimethylsiloxane (PDMS), which was investigated as a suitable tool to derive cell-sheets for nerve repair. The influence of Rsn2 anchored to specific adhesion peptide sequences, such as isoleucine-lysine-valine-alanine-valine (IKVAV), a sequence derived from laminin proven to promote cell adhesion and neurite outgrowth, was tested as a useful means to influence nerve regeneration. This approach improves the axonal outgrowth and maintains outgrowth long term. Based on the hypothesis that combinational modulation of substrate topography, stiffness and neurotrophic support, affects axonal outgrowth in whole DRGs, dissociated DRGs were used to assess if these factors similarly act at the single cell level. Rho associated protein kinase (ROCK) and myosin II inhibitors, which affect cytoskeletal contractility, were used to influence growth cone traction forces and have shown that these factors work in combination by interfering with growth cone dynamic creating a different response in axonal outgrowth at the single cell level.

THE ROLE OF THE MECHANICAL ENVIRONMENT ON CANCER CELL TRANSMIGRATION AND MRNA LOCALIZATION

Most cancer-related deaths are due to metastasis formation, the ability of cancer cells to break away from the primary tumor site, transmigrate through the endothelium, and form secondary tumors in distant areas. Many studies have identified links between the mechanical properties of the cellular microenvironment and the behavior of cancer cells. Cells may experience heterogeneous microenvironments of varying stiffness during tumor progression, transmigration, and invasion into the basement membrane. In addition to mechanical factors, the localization of RNAs to lamellipodial regions has been proposed to play an important part in metastasis. This dissertation provides a quantitative evaluation of the biophysical effects on cancer cell transmigration and RNA localization. In the first part of this dissertation, we sought to compare cancer cell and leukocyte transmigration and investigate the impact of matrix stiffness on transmigration process. We found that cancer cell transmigration includes an additional step, ‘incorporation’, into the endothelial cell (EC) monolayer. During this phase, cancer cells physically displace ECs and spread into the monolayer. Furthermore, the effects of subendothelial matrix stiffness and endothelial activation on cancer cell incorporation are cell-specific, a notable difference from the process by which leukocytes transmigrate. Collectively, our results provide mechanistic insights into tumor cell extravasation and demonstrate that incorporation into the endothelium is one of the earliest steps. In the next part of this work, we investigated how matrix stiffness impacts RNA localization and its relevance to cancer metastasis. In migrating cells, the tumor suppressor protein, adenomatous polyposis coli (APC) targets RNAs to cellular protrusions. We observed that increasing stiffness promotes the peripheral localization of these APC-dependent RNAs and that cellular contractility plays a role in regulating this pathway. We next investigated the mechanism underlying the effect of substrate stiffness and cellular contractility. We found that contractility drives localization of RNAs to protrusions through modulation of detyrosinated microtubules, a network of modified microtubules that associate with, and are required for localization of APC-dependent RNAs. These results raise the possibility that as the matrix environment becomes stiffer during tumor progression, it promotes the localization of RNAs and ultimately induces a metastatic phenotype.

Molecular mechanisms involved in cell response to mechanical forces

New devices were designed to generate a localized mechanical vibration of flexible gels where human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) were cultured. The stimulation setups were able to apply relatively large strains (30%~50%) at high temporal frequencies (140~207 Hz) in a localized subcellular region. One of the advantages of this technique was to be less invasive to the innate cellular functions because there was no direct contact between the stimulating probe and the cell body. A mechanical vibration induced by the device in the substrate gel where cells were seeded could mainly cause global calcium responses of the cells. This global response was initiated by the influx of calcium across the stretch-activated channels in the plasma membrane. The subsequent production of inositol triphosphate (IP3) via phospholipase C (PLC) activation triggered the calcium release from the endoplasmic reticulum (ER) to cause a global intracellular calcium fluctuation over the whole cell body. This global calcium response was also shown to depend on actomyosin contractility and F-actin integrity, probably controlling the membrane stretch-activated channels. The localized nature of the stimulation is one of the most important features of these new designs as it allowed the observation of the calcium signaling propagation by ER calcium release. The next step was to focus on the calcium influx, more specifically the TRPM7 channels. As TRPM7 expression may modulate cell adhesion, an adhesion assay was developed and tested on HUVECs seeded on gel substrates with different treatments: normal treatment on gels showed highest attachment rate, followed by the partially treated gels (only 5% of usual fibronectin amount) and untreated gels, with the lowest attachment rate. The trend of the attachment rates correlated to the magnitude of the calcium signaling observed after mechanical stimulation. TRPM7 expression inhibition by siRNA caused an increased attachment rate when compared to both control and non-targeting siRNA-treated cells, but resulted in an actual weaker response in terms of calcium signaling. It suggests that TRPM7 channels are indeed important for the calcium signaling in response to mechanical stimulation. A complementary study was also conducted consisting in the mechanical stimulation of a dissected Drosophila embryo. Although ionomycin treatment showed calcium influx in the tissue, the mechanical stimulation delivered as a vertical vibration did not elicited calcium signaling in response. One possible reason is the dissection procedure causing desensitization of the tissue due to the scrapings and manipulations to open the embryo.

Intraspecific individual variation of temperature tolerance associated with oxygen demand in the European sea bass (Dicentrarchus labrax)

The European sea bass (Dicentrarchus labrax) is an economically important fish native to the Mediterranean and Northern Atlantic. Its complex life cycle involves many migrations through temperature gradients that affect the energetic demands of swimming. Previous studies have shown large intraspecific variation in swimming performance and temperature tolerance, which could include deleterious and advantageous traits under the evolutionary pressure of climate change. However, little is known of the underlying determinants of this individual variation. We investigated individual variation in temperature tolerance in 30 sea bass by exposing them to a warm temperature challenge test. The eight most temperature-tolerant and eight most temperature-sensitive fish were then studied further to determine maximal swimming speed (U-CAT), aerobic scope and post-exercise oxygen consumption. Finally, ventricular contractility in each group was determined using isometric muscle preparations. The temperature-tolerant fish showed lower resting oxygen consumption rates, possessed larger hearts and initially recovered from exhaustive exercise faster than the temperature-sensitive fish. Thus, whole-animal temperature tolerance was associated with important performance traits. However, the temperature-tolerant fish also demonstrated poorer maximal swimming capacity (i.e. lower UCAT) than their temperature-sensitive counterparts, which may indicate a trade-off between temperature tolerance and swimming performance. Interestingly, the larger relative ventricular mass of the temperature-tolerant fish did not equate to greater ventricular contractility, suggesting that larger stroke volumes, rather than greater contractile strength, may be associated with thermal tolerance in this species.

Shaping surface acoustic waves for cardiac tissue engineering

The heart is a non-regenerating organ that gradually suffers a loss of cardiac cells and functionality. Given the scarcity of organ donors and complications in existing medical implantation solutions, it is desired to engineer a three-dimensional architecture to successfully control the cardiac cells in vitro and yield true myocardial structures similar to native heart. This thesis investigates the synthesis of a biocompatible gelatin methacrylate hydrogel to promote growth of cardiac cells using biotechnology methodology: surface acoustic waves, to create cell sheets. Firstly, the synthesis of a photo-crosslinkable gelatin methacrylate (GelMA) hydrogel was investigated with different degree of methacrylation concentration. The porous matrix of the hydrogel should be biocompatible, allow cell-cell interaction and promote cell adhesion for growth through the porous network of matrix. The rheological properties, such as polymer concentration, ultraviolet exposure time, viscosity, elasticity and swelling characteristics of the hydrogel were investigated. In tissue engineering hydrogels have been used for embedding cells to mimic native microenvironments while controlling the mechanical properties. Gelatin methacrylate hydrogels have the advantage of allowing such control of mechanical properties in addition to easy compatibility with Lab-on-a-chip methodologies. Secondly in this thesis, standing surface acoustic waves were used to control the degree of movement of cells in the hydrogel and produce three-dimensional engineered scaffolds to investigate in-vitro studies of cardiac muscle electrophysiology and cardiac tissue engineering therapies for myocardial infarction. The acoustic waves were characterized on a piezoelectric substrate, lithium niobate that was micro-fabricated with slanted-finger interdigitated transducers for to generate waves at multiple wavelengths. This characterization successfully created three-dimensional micro-patterning of cells in the constructs through means of one- and two-dimensional non-invasive forces. The micro-patterning was controlled by tuning different input frequencies that allowed manipulation of the cells spatially without any pre- treatment of cells, hydrogel or substrate. This resulted in a synchronous heartbeat being produced in the hydrogel construct. To complement these mechanical forces, work in dielectrophoresis was conducted centred on a method to pattern micro-particles. Although manipulation of particles were shown, difficulties were encountered concerning the close proximity of particles and hydrogel to the microfabricated electrode arrays, dependence on conductivity of hydrogel and difficult manoeuvrability of scaffold from the surface of electrodes precluded measurements on cardiac cells. In addition, COMSOL Multiphysics software was used to investigate the mechanical and electrical forces theoretically acting on the cells. Thirdly, in this thesis the cardiac electrophysiology was investigated using immunostaining techniques to visualize the growth of sarcomeres and gap junctions that promote cell-cell interaction and excitation-contraction of heart muscles. The physiological response of beating of co-cultured cardiomyocytes and cardiac fibroblasts was observed in a synchronous and simultaneous manner closely mimicking the native cardiac impulses. Further investigations were carried out by mechanically stimulating the cells in the three-dimensional hydrogel using standing surface acoustic waves and comparing with traditional two-dimensional flat surface coated with fibronectin. The electrophysiological responses of the cells under the effect of the mechanical stimulations yielded a higher magnitude of contractility, action potential and calcium transient.

Eph kinases and their ligands ephrins act in concert with sex hormones in regulating blood pressure

Les Erythropoietin-producing hepatocyte (EPH) sont la plus grande famille de récepteurs tyrosine kinase. Leurs ligands, les éphrines (EFNs), sont aussi des molécules exprimées à la surface cellulaire. Les EPH/EFNs sont impliqués dans de nombreux processus biologiques. L'hypertension artérielle (PA) est une maladie chronique qui, aujourd'hui, est devenue un problème médical critique dans le monde entier et un enjeu de santé publique. La découverte de nouvelles thérapeutiques de l'hypertension sont d'une grande importance pour la santé publique. Jusqu’à tout récemment, il existe seulement quelques études concernant le rôle de l’axe EPH/EFNs sur la fonction des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV). Dans nos études précédentes, nous avons montré qu'EPHB6 et EFNB1, de concert avec les hormones sexuelles, régulent la PA. Dans la présente étude, nous avons constaté que les différents membres de la famille EPH/EFN peuvent réguler soit positivement, soit négativement, la contractilité des CMLV et la PA: tandis que EPHB4 et EFNB2 appartiennent à la première catégorie, EFNB1, EFNB3 et EPHB6 appartiennent à la deuxième. In vivo, des souris males, mais non pas des femelles, porteuses d’une mutation EPHB4 (KO) spécifique du muscle lisse présentent une PA diminuée, comparée aux souris témoins (WT). Les CMLV de souris EPHB4 KO, en présence de testostérone, ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par la phényléphrine (PE). Au niveau moléculaire, la phosphorylation de la protéine kinase II dépendante de Ca2+/calmoduline et de la kinase de la chaine légère de la myosine (CLM) est augmentée, tandis que la phosphorylation de la kinase de la CLM est réduite dans les CMLV KO lors de la stimulation par PE, par rapport au WT CMLV. Cela fournit une base moléculaire à la réduction de la PA et de la contractilité des CMLV chez les souris EPHB4 KO. EFNB2 est le ligand majeur de l’EPHB4. Comme attendu, les souris EFNB2 KO spécifique du muscle lisse avaient un phénotype de PA semblable, quoique non identique, aux souris EPHB4 KO. Les souris mâles EFNB2 KO, mais pas femelles, sous régime régulier ou riche en sel, présentent une PA réduite, par rapport à leurs homologues WT. Au niveau cellulaire, les CMLV des souris KO ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par PE par rapport aux témoins WT. Une région de l’acide aminé (aa) 313 à l’aa 331 dans la partie intracellulaire d’EFNB2 est essentielle pour la signalisation inverse qui régule la contractilité des CMLV, selon des études de mutation-délétion. Dans une étude de génétique humaine, nous avons identifié, dans le gène EFNB2, six SNP qui étaient associées significativement au risque d'hypertension artérielle, de façon dépendante du sexe, ce qui corrobore nos résultats chez les souris. En revanche, la délétion du gène EFNB3 (KO) chez les souris femelles aboutit à une PA élevée et à une augmentation des résistances des petites artères in vivo, améliore la contractilité des petites artères ex-vivo et augmente la contractilité des CMLV in vitro. Les souris mâles KO ont une PA normale, mais la castration conduit à une augmentation significative de la PA dans les souris KO, mais pas dans les souris WT. Les CMLV des souris KO femelles ont montré une phosphorylation accrue de la CLM et une phosphorylation réduite de la kinase de la CLM, ce qui fournit à nouveau une base moléculaire aux phénotypes de PA et de contractilité des CMLV observés. Ce changement de signalisation est attribuable à une protéine adaptatrice Grip1. En effet, dans une étude d'association pan génomique par le Consortium International pour la Pression Sanguine, un SNP dans le gène GRIP1 a approché le seuil de significativité de la valeur p pour son association avec la pression diastolique. Nos recherches, pour la première fois, ont révélé que EPH/EFNs sont de nouveaux composants dans le système de régulation de la PA. Les membres de la famille EPH/EFN peuvent agir comme des forces Yin et Yang pour régler finement le tonus des vaisseaux pour assurer l'homéostasie de la PA et de sa régulation. Ces effets de EPH/EFNs dépendent du sexe et des niveaux d’hormones sexuelles. À partir de ces nouvelles connaissances, nous pourrions développer une nouvelle thérapie personnalisée pour l’hypertension artérielle, utilisant des antagonistes d'hormones sexuelles ou des thérapies de remplacement d'hormones sexuelles, selon les niveaux d'hormones sexuelles des patients et les mutations dans les gènes de l'EPH/EFN.

The Myosin Heavy Chain specific A4.1025 antibody discriminates different cardiac segments in ancient groups of gnathostomes: Morphological and evolutionary implications

The pan-Myosin Heavy Chain (pan-MyHC) marker MF20 have been reported to show similar, homogeneous signal in the myocardial segments of the heart of teleosts and tetrapods. However, in an ongoing study of the myocardial structure of the dogfish (Scyliorhinus canicula; Chondrichthyes), we observed differential immunostaining of the cardiac segments using another pan-MyHC, the A4.1025 antibody. In order to investigate the relevance of this finding for better understanding of the morphology and evolution of the vertebrate heart, we performed immunohistochemistry, slot blot and western blot in several species of chondrichthyans, actinopterygians and mammals using the above mentioned antibodies. In the dogfish heart, A4.1025 and MF20 specifically recognized MyHC isoforms, although with different degree of affinity. MF20 reactivity was homogeneous and high in all the myocardial segments. However, A4.1025 reactivity was heterogeneous. It was high in the sinus venosus (external layer), atrium and atrioventricular region, low in the ventricle and conus arteriosus, and null in the internal layer of the sinus venosus. A heterogeneous pattern of A4.1025 immunoreactivity was also detected in two other elasmobranchs, a holocephalan, a polypteryform and an acipenseriform. In all of these species, MF20 immunoreactivity was homogeneous. In addition, both markers showed a homogeneous immunoreactivity pattern in teleosts and mammals. Our results indicate that in the hearts of ancient gnathostomes, in all of which a conspicuous conus arteriosus exists, one or more MyHC isoforms with low affinity for A4.1025 show segment-specific distributions. Thus, A4.1025 appears to be an appropriated marker to identify the cardiac segments and their boundaries. We propose that the segmentspecific distribution of MyHC isoforms may generate a particular type of myocardial contractility associated with the presence of a conus arteriosus.

Renal- and calcium-dependent vascular effects of Polybia paulista wasp venom

In the present study, the effects of Polybia paulista venom (PPV) on renal and vascular tissues were investigated. Isolated kidneys perfused with PPV (1 and 3 mu g/mL) had increased perfusion pressure, renal vascular resistance, urinary flow, and glomerular filtration rate; and reduced sodium tubular transport. Histological evaluation demonstrated deposits of proteins in Bowman's space and tubular lumen, and focal areas of necrosis. The venom promoted a cytotoxic effect on Madin-Darby canine kidney (MDCK) cells. A significant increase in lactic dehydrogenase levels was observed in response to venom exposure. In isolated mesenteric vascular beds, pressure and vascular resistance augmented in a dose-dependent manner. PPV increased the contractility of aortic rings maintained under basal tension. This contractile response was inhibited when preparations were maintained in Ca2+-free medium. Likewise, verapamil, a voltage-gated calcium channel blocker, also inhibited the contractile response. In this study, phentolamine, a blocker of a-adrenergic receptor blocker, significantly reduced the contractile effect of PPV in the aortic ring. In conclusion, PPV produced nephrotoxicity, which suggests a direct effect on necrotic cellular death in renal tubule cells. The vascular contractile effect of PPV appears to involve calcium influx through voltage-gated calcium channels via adrenergic regulation.

Early Adaptation of Small Intestine After Massive Small Bowel Resection in Rats

Background: It is important that the residual bowel adapts after massive resection. The necessary intestinal adaptation is a progressive recovery from intestinal failure through increase in absorptive surface area and functional capacity and includes both morphological and functional adaptations. Objectives: The aim of this study was to investigate intestinal morphological and functional adaptations of small bowel syndrome (SBS) model rats (SBS1W) 7 days after bowel resection. Materials and Methods: Male sprague–dawley rats (n = 20/group) underwent either a 75% proximal small bowel resection (SBS1W group) or a control operation (control group). Markers of morphological adaptation were revealed by TEM analysis of H&E-stained tissue samples. The intestinal barrier condition was assessed by BT, and sIgA concentration in intestinal mucus was measured by ELISA. Contractility and the slow wave rhythm of the entire intestinal remnant were measured and recorded. Results: The SBS1W group experienced more weight loss than control group and had a clearly different intestinal morphology as revealed in TEM images. Compared with control rats, the SBS1W group had a lower sIgA concentration in intestinal mucus and higher BT to lymph nodes (70% vs 40%; level I), portal blood (40% vs 10%; level II), and peripheral blood (60% vs 30%; level III). Disorder of spontaneous rhythmic contraction, irregular amplitude, and slow frequency were detected in the SBS1W group by a muscle strips test. Similarly, the slow wave of the entire intestinal remnant in the SBS1W group was irregular and uncoordinated. Conclusions: The finding of intestinal adaptation following massive SBR in SBS1W rats provides more understanding of the mechanisms of progressive recovery from the intestinal failure that underlies SBS. The mechanical, chemical, immunological, and biological barriers were all impaired at 7 days following bowel resection, indicating that the SBS model rats were still in the intestinal adaptation phase.

Spectrum-effect relationships between high performance liquid chromatography fingerprints and bioactivities of charred areca nut

Purpose: To investigate the spectrum-effect relationships between high performance liquid chromatography (HPLC) fingerprints and duodenum contractility of charred areca nut (CAN) on rats. Methods: An HPLC method was used to establish the fingerprint of charred areca nut (CAN). The promoting effect on contractility of intestinal smooth was carried out to evaluate the duodenum contractility of CAN in vitro. In addition, the spectrum-effect relationships between HPLC fingerprints and bioactivities of CAN were investigated using multiple linear regression analysis (backward method). Results: Fourteen common peaks were detected and peak 3 (5-Hydroxymethyl-2-furfural, 5-HMF) was selected as the reference peak to calculate the relative retention time of 13 other common peaks. In addition, the equation of spectrum-effect relationships {Y = 3.818 - 1.126X1 + 0.817X2 - 0.045X4 - 0.504X5 + 0.728X6 - 0.056X8 + 1.122X9 - 0.247X13 - 0.978X14 (p < 0.05, R2 = 1)} was established in the present study by the multiple linear regression analysis (backward method). According to the equation, the absolute value of the coefficient before X1, X2, X4, X5, X6, X8, X9, X13, X14 was the coefficient between the component and the parameter. Conclusion: The model presented in this study successfully unraveled the spectrum-effect relationship of CAN, which provides a promising strategy for screening effective constituents of areca nut.

Understanding the role of CAP proteins in the polarization process of C. elegans

La division cellulaire asymétrique est un processus crucial dans le développement des organismes multicellulaires puisqu’elle permet la génération de la diversité cellulaire. Les cellules qui se divisent de façon asymétrique doivent tout d’abord se polariser et correctement orienter leur fuseau mitotique pour ségréger des déterminants cellulaires en deux entités distinctes. L’embryon du nématode C. elegans est un modèle robuste et largement utilisé pour étudier la division cellulaire asymétrique. Dans cet embryon, le point d'entrée du spermatozoïde détermine l'axe de polarité antéro-postérieur. Suite à la fécondation, le cortex embryonnaire est uniformément contractile et un complexe conservé formé des protéines PAR-3, PAR-6 et PKC-3 (nommé complexe PAR-3 ci-dessous) est localisé sur l'ensemble du cortex. La complétion de la méiose maternelle induit une relaxation corticale au postétieur et un flux cortical vers l’antérieur de l’embryon. Ces contractions corticales asymétriques mènent à la formation d'un domaine antérieur contenant le complexe PAR-3, tandis que le cortex postérieur, dont le complexe PAR-3 s’est délocalisé, est enrichi avec les protéines PAR-2 et PAR-1. Par conséquent, les domaines formés par les protéines PAR définissent un pôle antérieur et un pôle postérieur dans l'embryon suite au remodelage du cytosquelette. Les protéines PAR-4 et PAR-5 restent localisées de façon uniforme dans l'embryon. Curieusement, les protéines PAR exercent une régulation par rétroaction sur la contractilité corticale. Il a été montré qu’une des protéines PAR récemment identifiée, PAR-5, est orthologue à la protéine adaptatrice 14-3-3 et joue un rôle important dans la contractilité corticale. En dépit de son rôle central dans la contractilité corticale et le processus de polarisation cellulaire, le mécanisme par lequel PAR-5 régule la contractilité corticale n’est pas bien compris. Le but de ce projet est de mieux comprendre comment PAR-5 et ses interacteurs contrôlent la régulation des contractions corticales et, de ce fait, la polarité cellulaire. Dans un essai de capture de la protéine GST (GST pull-down), nous avons identifié plusieurs nouveaux interacteurs de PAR-5. Parmi ceux-ci, nous avons trouvé CAP-2 (protéine de coiffage de l'actine), qui a été identifiée dans des éxpériences de capture de 14-3-3 dans trois systèmes modèles différents. CAP-2 est un hétérodimère des protéines CAP, qui sont impliquées dans la régulation de l'actine. Nous avons trouvé que la déplétion des protéines CAP par interférence à l’ARN dans des vers de type sauvage mène à une augmentation létalité embryonnaire, ce qui suggère que ces protéines jouent un rôle important dans le développement embryonnaire. L'imagerie en temps réel d'embryons déplétés pour les protéines CAP montre qu’ils ont une diminution des contractions corticales avec un sillon de pseudoclivage mois stable, suggérant un défaut dans la régulation du cytosquelette d'actine-myosine. Ceci a également été confirmé par la diminution de la vitesse et du nombre de foci de NMY-2::GFP. En outre, ces embryons montrent une légère diminution de la taille du croissant cortical de PAR-2 lors de la phase d’établissement de la polarité. Les embryons déplétés en CAP-2 montrent également un retard dans la progression du cycle cellulaire, mais le lien entre ce phénotype et la régulation des contractions corticales reste à être précisé. La caractérisation des protéines CAP, des régulateurs du remodelage du cytosquelette, permettra d'améliorer notre compréhension des mécanismes qui sous-tendent l'établissement et le maintien de la polarité cellulaire, et donc la division cellulaire asymétrique.

Understanding the role of CAP proteins in the polarization process of C. elegans

La division cellulaire asymétrique est un processus crucial dans le développement des organismes multicellulaires puisqu’elle permet la génération de la diversité cellulaire. Les cellules qui se divisent de façon asymétrique doivent tout d’abord se polariser et correctement orienter leur fuseau mitotique pour ségréger des déterminants cellulaires en deux entités distinctes. L’embryon du nématode C. elegans est un modèle robuste et largement utilisé pour étudier la division cellulaire asymétrique. Dans cet embryon, le point d'entrée du spermatozoïde détermine l'axe de polarité antéro-postérieur. Suite à la fécondation, le cortex embryonnaire est uniformément contractile et un complexe conservé formé des protéines PAR-3, PAR-6 et PKC-3 (nommé complexe PAR-3 ci-dessous) est localisé sur l'ensemble du cortex. La complétion de la méiose maternelle induit une relaxation corticale au postétieur et un flux cortical vers l’antérieur de l’embryon. Ces contractions corticales asymétriques mènent à la formation d'un domaine antérieur contenant le complexe PAR-3, tandis que le cortex postérieur, dont le complexe PAR-3 s’est délocalisé, est enrichi avec les protéines PAR-2 et PAR-1. Par conséquent, les domaines formés par les protéines PAR définissent un pôle antérieur et un pôle postérieur dans l'embryon suite au remodelage du cytosquelette. Les protéines PAR-4 et PAR-5 restent localisées de façon uniforme dans l'embryon. Curieusement, les protéines PAR exercent une régulation par rétroaction sur la contractilité corticale. Il a été montré qu’une des protéines PAR récemment identifiée, PAR-5, est orthologue à la protéine adaptatrice 14-3-3 et joue un rôle important dans la contractilité corticale. En dépit de son rôle central dans la contractilité corticale et le processus de polarisation cellulaire, le mécanisme par lequel PAR-5 régule la contractilité corticale n’est pas bien compris. Le but de ce projet est de mieux comprendre comment PAR-5 et ses interacteurs contrôlent la régulation des contractions corticales et, de ce fait, la polarité cellulaire. Dans un essai de capture de la protéine GST (GST pull-down), nous avons identifié plusieurs nouveaux interacteurs de PAR-5. Parmi ceux-ci, nous avons trouvé CAP-2 (protéine de coiffage de l'actine), qui a été identifiée dans des éxpériences de capture de 14-3-3 dans trois systèmes modèles différents. CAP-2 est un hétérodimère des protéines CAP, qui sont impliquées dans la régulation de l'actine. Nous avons trouvé que la déplétion des protéines CAP par interférence à l’ARN dans des vers de type sauvage mène à une augmentation létalité embryonnaire, ce qui suggère que ces protéines jouent un rôle important dans le développement embryonnaire. L'imagerie en temps réel d'embryons déplétés pour les protéines CAP montre qu’ils ont une diminution des contractions corticales avec un sillon de pseudoclivage mois stable, suggérant un défaut dans la régulation du cytosquelette d'actine-myosine. Ceci a également été confirmé par la diminution de la vitesse et du nombre de foci de NMY-2::GFP. En outre, ces embryons montrent une légère diminution de la taille du croissant cortical de PAR-2 lors de la phase d’établissement de la polarité. Les embryons déplétés en CAP-2 montrent également un retard dans la progression du cycle cellulaire, mais le lien entre ce phénotype et la régulation des contractions corticales reste à être précisé. La caractérisation des protéines CAP, des régulateurs du remodelage du cytosquelette, permettra d'améliorer notre compréhension des mécanismes qui sous-tendent l'établissement et le maintien de la polarité cellulaire, et donc la division cellulaire asymétrique.