Mechanism of mitosis-specific activation of MEK1

Activation of cyclin B-Cdc2 is an absolute requirement for entry into mitosis, but other protein kinase pathways that also have mitotic functions are activated during G(2)/M progression. The MAPK cascade has well established roles in entry and exit from mitosis in Xenopus, but relatively little is known about the regulation and function of this pathway in mammalian mitosis. Here we report a detailed analysis of the activity of all components of the Ras/Raf/MEK/ERK pathway in HeLa cells during normal G(2)/M. The focus of this pathway is the dramatic activation of an endomembrane-associated MEK1 without the corresponding activation of the MEK substrate ERK. This is because of the uncoupling of MEK1 activation from ERK activation. The mechanism of this uncoupling involves the cyclin B-Cdc2-dependent proteolytic cleavage of the N-terminal ERK-binding domain of MEK1 and the phosphorylation of Thr(286). These results demonstrate that cyclin B-Cdc2 activity regulates signaling through the MAPK pathway in mitosis.

Identification of residues and domains of Raf important for function in vivo and in vitro

Random mutagenesis and genetic screens for impaired Raf function in Caenorhabditis elegans were used to identify six loss-of-function alleles of lin-45 raf that result in a substitution of a single amino acid. The mutations were classified as weak, intermediate, and strong based on phenotypic severity. We engineered these mutations into the homologous residues of vertebrate Raf-1 and analyzed the mutant proteins for their underlying biochemical defects. Surprisingly, phenotype strength did not correlate with the catalytic activity of the mutant proteins. Amino acid substitutions Val-589 and Ser-619 severely compromised Raf kinase activity, yet these mutants displayed weak phenotypes in the genetic screen. Interestingly, this is because these mutant Raf proteins efficiently activate the MAPK (mitogen-activated protein kinase) cascade in living cells, a result that may inform the analysis of knockout mice. Equally intriguing was the observation that mutant proteins with non-functional Ras-binding domains, and thereby deficient in Ras-mediated membrane recruitment, displayed only intermediate strength phenotypes. This confirms that secondary mechanisms exist to couple Ras to Raf in vivo. The strongest phenotype in the genetic screens was displayed by a S508N mutation that again did not correlate with a significant loss of kinase activity or membrane recruitment by oncogenic Ras in biochemical assays. Ser-508 lies within the Raf-1 activation loop, and mutation of this residue in Raf-1 and the equivalent Ser-615 in B-Raf revealed that this residue regulates Raf binding to MEK. Further characterization revealed that in response to activation by epidermal growth factor, the Raf-S508N mutant protein displayed both reduced catalytic activity and aberrant activation kinetics: characteristics that may explain the C. elegans phenotype.

High frequency of BRAF mutations in nevi

To evaluate the timing of mutations in BRAF (v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B1) during melanocytic neoplasia, we carried out mutation analysis on microdissected melanoma and nevi samples. We observed mutations resulting in the V599E amino-acid substitution in 41 of 60 (68%) melanoma metastases, 4 of 5 (80%) primary melanomas and, unexpectedly, in 63 of 77 (82%) nevi. These data suggest that mutational activation of the RAS/RAF/MAPK pathway in nevi is a critical step in the initiation of melanocytic neoplasia but alone is insufficient for melanoma tumorigenesis.

Autosomal dominant hypocalcemia: A novel activating mutation (E604K) in the cysteine-rich domain of the calcium-sensing receptor

We report a novel activating mutation (E604K) of the calcium-sensing receptor in a family with autosomal dominant hypocalcemia. Whereas all affected individuals exhibited marked hypocalcemia, some cases with untreated hypocalcemia exhibited seizures in infancy, whereas others were largely asymptomatic from birth into adulthood. The missense mutation E604K (G2182A, GenBank accession no. U20759), which affects an amino acid residue in the C terminus of the cysteine-rich domain of the extracellular head, co-segregated with hypocalcemia in all seven individuals for whom DNA was available. Two unaffected, normocalcemic members of the family did not exhibit the mutation. The molecular impact of the mutation on two key components of the signaling response was assessed in HEK-293 cells transiently transfected with cDNA corresponding to either the wild-type calcium-sensing receptor or the E604K mutation derived by site-directed mutagenesis. There was a significant leftward shift in the concentration response curves for the effects of extracellular Ca2+ on both intracellular Ca2+ mobilization (determined by aequorin luminescence) and MAPK activity (determined by luciferase expression). The C terminus of the cysteine-rich domain of the extracellular head may normally act to suppress receptor activity in the presence of low extracellular Ca2+ concentrations.

Contributo para o estudo dos mecanismos de resistência ao imatinib em leucemia mielóide crónica

Dissertação apresentada para a obtenção do Grau de Mestre em Genética Molecular e Biomedicina, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Mecanismos Celulares y Moleculares que regulan la Secreción, Proliferación y Muerte de Células Lactotropas. Cellular and molecular mechanisms that regulate secretion, proliferation and death of lactotroph cells.

El presente proyecto está dirigido a estudiar los mecanismos celulares y moleculares involucrados en la regulación de la población de lactotropas, como resultado del balance entre los procesos de proliferación y muerte celular correlacionados con la secreción de prolactina. Dentro de las vías de transducción de señales involucradas se determinará la activación de las diferentes isoformas de PKC utilizando inhibidores específicos y la participación de la vía MAPK-ERK1/2 en cultivos primarios adenohipofisarios y en la línea tumoral GH3B6. Además, se completará la caracterización morfológica y bioquímica de los diferentes procesos de muerte celular inducidos por bromocriptina en modelos de regresión de prolactinomas. Se incorporan al presente proyecto nuevas líneas de investigación dirigidas a estudiar la participación de receptores estrogénicos nucleares y de membrana sobre la actividad secretoria y proliferativa de células lactotropas. Se fija como objetivo la identificación de los mismos y su translocación intracelular en respuesta a estímulos específicos. Estas investigaciones se realizarán en cultivo primario de adenohipófisis, a nivel de microscopía electrónica y confocal. La participación de las isoformas alfa y beta de receptores estrogénicos intracelulares y de membrana en los efectos del estradiol sobre la proliferación y secreción de PRL se determinará mediante el uso de agonistas y antagonistas específicos en cultivo primario de adenohipófisis y de la línea GH3B6. Un tema de actualidad es el estudio de vías de señalización involucradas en las acciones del estrógeno en interacción con neuropéptidos o factores de crecimiento, estableciendo la interacción entre los receptores de membrana, además de posibles "crosstalk" entre diferentes rutas de transducción de señales. Como aporte a este tópico se propone estudiar los efectos genómicos y no genómicos del estradiol en interacción con TRH o FGF-2, modulando la actividad secretoria y proliferativa de las células lactotropas. Los datos obtenidos podrán contribuir al conocimiento de nuevas estrategias utilizadas para disminuir el crecimiento de tumores, inhibiendo moléculas claves como receptores de estrógenos, factores de crecimiento y algunas involucradas en las vías de señalización.

Incidencia de la mutación del gen braf en pacientes de Córdoba (Argentina) con melanoma.

El melanoma es un tumor originado en los melanocitos con alta capacidad metastatizante, que puede originarse en la piel, las mucosas u otras localizaciones. Su incidencia y la mortalidad de los pacientes a aumentado en las últimas décadas. La frecuencia es muy variable en diferentes partes del mundo y los factores de riesgo son tanto genéticos como ambientales: La mutación más importante descubierta en el melanoma no familiar es el del gen BRAF, presente hasta en el 66% de los melanomas según estudios(17),principalmente la V600E, en personas jóvenes (hasta 40 años) y en áreas de exposición solar intermitente como el tronco y miembros inferiores. La expansión del conocimiento de la genética y los avances en la inmunidad anti-tumoral proporcionan un rico terreno para el despliegue de nuevas terapéuticas. La mutación del gen BRAF en la actualidad representa el principal biomarcador genético. Sorafenib, un inhibidor de BRAF, tiene un efecto citostático en la mayoría de los melanomas con mutaciones que afectan a la proteína cinasa activada por mitógenos (MAPK). Los agentes terapéuticos, de ser eficaces, deberán ser seleccionados de acuerdo a las vías relacionadas con las mutaciones genéticas presentes en el melanoma. Dado estos avances se abre una gran posibilidad terapéutica para aquellos melanomas que presentarían este tipo de mutaciones. Nuestro objetivo es, determinar la mutación V600E del gen BRAF en pacientes con diagnóstico histopatológico de melanoma de la ciudad de Córdoba y relacionar la con la edad del paciente en el momento del diagnóstico, sexo, fototipo , antecedentes de melanoma en familiares de 1 y 2 grado , de foto exposición y variante clínica y localización del melanoma.

INCIDENCIA DE LA MUTACIÓN DEL GEN BRAF EN PACIENTES DE CÓRDOBA (ARGENTINA) CON MELANOMA.

El melanoma es un tumor originado en los melanocítos con alta capacidad metastatizante, que puede originarse en la piel, las mucosas u otras localizaciones. Su incidencia y la mortalidad de los pacientes a aumentado en las últimas décadas. La frecuencia es muy variable en diferentes partes del mundo y los factores de riesgo son tanto genéticos como ambientales: La mutación más importante descubierta en el melanoma no familiar es el del gen BRAF, presente hasta en el 66% de los melanomas según estudios(17),principalmente la V600E, en personas jóvenes (hasta 40 años) y en áreas de exposición solar intermitente como el tronco y miembr inferiores. La expansión del conocimiento de la genética y los avances en la inmunidad anti-tumoral proporcionan un rico terreno para el despliegue de nuevas terapéuticas. La mutación del gen BRAF en la actualidad representa el principal biomarcador genético. Sorafenib, un inhibidor de BRAF, tiene un efecto citostático en la mayoría de los melanomas con mutaciones que afectan a la proteína cinasa activada por mitógenos (MAPK). Los agentes terapéuticos, de ser eficaces, deberán ser seleccionados de acuerdo a las vías relacionadas con las mutaciones genéticas presentes en el melanoma. Dado estos avances se abre una gran posibilidad terapéutica para aquellos melanomas que presentarían este tipo de mutaciones. Nuestro objetivo es, determinar la mutación V600E del gen BRAF en pacientes con diagnostico histopatológico de melanoma de la ciudad de Córdoba y relacionar la con la edad del paciente en el momento del diagnóstico, sexo, fototipo , antecedentes de melanoma en familiares de 1 y 2 grado , de foto exposición y variante clínica y localización del melanoma.

Interacciones inmuno-endócrinas: participación de tlr-4 y citoquinas pro-inflamatorias en la regulación de la proliferación de células lactotropas. Immuno-endocrine interactions: Contribution of tlr-4 and pro-inflammatory cytokines in the regulation of lactotroph cell proliferation.

El presente proyecto tiene como objetivo estudiar, a nivel celular y molecular, los mecanismos inmuno-endócrinos que participan en la proliferación de células lactotropas normales y tumorales frente a procesos inflamatorios inducidos experimentalmente. Una particular atención se pondrá al evaluar la contribución de IL-6 como citoquina intrahipofisaria durante el desarrollo tumoral y su rol como señal paracrina/autocrina en la senescencia hipofisaria. Debido a que agentes inflamatorios y anti-inflamatorios pueden inducir alteraciones en el crecimiento y la función hipofisaria, no se descartaría que, en el curso de una inflamación, como la inducida por el lipopolisacárido bacteriano LPS, puedan ocurrir modificaciones en el índice proliferativo de las células lactotropas y/o en la secreción de su producto hormonal, la prolactina. Dado el auge en las investigaciones referidas al campo de la modulación inmuno-endócrina, es que planteamos investigar la participación de TLR4, componente crucial del complejo proteico que inicia la señal LPS, en hipófisis normales y tumorales inducidas por estrógeno así como también en la línea celular somatolactotrópica GH3B6. Dentro de las vías de transducción de señales involucradas se determinará la participación de MAPK-ERK1/2 y de PI3K asi como la contribución de NF-kB en la regulación del crecimiento celular inducido por IL-6/LPS mediante el uso de inhibidores específicos. La microscopía electrónica y confocal, resultarán de fundamental importancia para valorar los procesos de translocación nuclear de NF-kB como así también para definir la localización ultraestructural de los mediadores mencionados. Además, se valorará el mecanismo de senescencia celular hipofisaria mediante parámetros morfológicos, bioquímicos y ultraestructurales durante el desarrollo de prolactinomas inducidos experimentalmente. Finalmente dilucidar las posibles vías de transducción de señales que se desencadenan frente a estímulos inflamatorios/proliferativos podría explicar algunos aspectos moleculares sobre la función de control del ciclo celular y las limitaciones de crecimiento en adenomas hipofisarios que subyacen en la falta de progresión de estos tumores a la malignidad. The aim of the present project is to study the immuno-endocrine mechanisms involved in the proliferation of normal and tumoral lactotrophs experimentally induced by inflammatory factors. Also, the contribution of IL-6 as a paracrine / autocrine signal in the pituitary senescence will be assessed along tumor development induced by estrogen treatment. Considering that both, inflammatory and anti-inflammatory agents can modify the pituitary function, it is possible that in the course of inflammation, as induced by bacterial lipopolysaccharide LPS, some alteration may occur in the proliferative index of lactotrophs and / or in the PRL secretion. Our main objective is to investigate the cellular and molecular mechanisms involved by the activation of TLR4, a crucial component of the protein complex initiated by LPS, in normal and pathological pituitaries induced by estrogen as well as in the GH3B6 cell line. The participation of MAPK-ERK1 / 2 and PI3K signaling pathway and the contribution of NF-kB in the proliferative responses triggered by IL-6/LPS will be analyzed by using specific inhibitors. Confocal microscopy analysis is essential to assess the process of nuclear translocation of NF-kB as well as the use of electron microscopy to define the ultrastructural localization of the above mentioned mediators. In addition, the mechanisms of pituitary cell senescence will be evaluated through morphological, biochemical and ultrastructural approaches during the development of experimental prolactinomas. Finally, the elucidation of possible signal transduction pathways which are triggered by inflammatory / proliferative stimuli, would explain some molecular aspects of cell cycle control and limitations in pituitary tumor growth that underlie the lack of progress in these pituitary tumors to malignancy.

Mikrogliaaktivierung durch geschädigte Neurone : Signalwege oxidativ modifizierter Lipide

Multiple sclerosis, EAE, BV-2 microglia, 7-ketocholesterol, 25-hydroxycholesterol, PARP-1, TNF-alpha, IL-6, IL-10, MCP-1, NO, ERK1/2, MEK1/2, p38, JNK/SAPK, Elk-1, CREB, NF-kappaB

The role of the hypothalamic kisspeptin/GPR54 system in the control of GnRH neurons

Summary : The hypothalamus represents less than 1 % of the total volume of the brain tissue, yet it plays a crucial role in endocrine regulations. Puberty is defined as a process leading to physical, sexual and psychosocial maturation. The hypothalamus is central to this process, via the activation of GnRH neurons. Pulsatile GnRH secretion, minimal during childhood, increases with the onset of puberty. The primary function of GnRH is to regulate the growth, development and function of testes in boys and ovaries in girls, by stimulating the pituitary gland secretion of luteinizing hormone (LH) and follicle-stimulating hormone (FSH). Several factors contribute to the timing of puberty, including sex and ethnicity, genetics, dietary intake and energy expenditure. Kisspeptins constitute a family of small peptides arising from the proteolytic cleavage of metastin, a peptide with 54 amino acids initially purified from human placenta. These kisspeptins were the subject of much attention following their discovery because of their antimetastatic properties, but it was more recently that their determining role in the reproductive function was demonstrated. It was shown that kisspeptins are ligands of a receptor, GPR54, whose natural inactivating mutation in humans, or knockout in the mouse, lead to infertility. GnRH neurons play a pivotal role in the central regulation of fertility. Kisspeptin greatly increases GnRH release and GnRH neuron firing activity, but the neurobiological mechanisms for these actions are unknown. Gprotein-coupled receptor 54, the receptor for kisspeptin, is expressed by GnRH neurons as well as other hypothalamic neurons, suggesting that both direct and indirect effects are possible. In the first part of my thesis, we investigated a possible connection between the acceleration of sexual development induced by leptin and hypothalamic metastin neurons. However, the data generated by our preliminary experiments confirmed that the commercially available antibodies are non-specific. This finding constituted a major drawback for our studies, which relied heavily upon the neuroanatomical study of the hypothalamic metastinergic pathways to elucidate their sensitivity to exogenous leptin. Therefore, we decided to postpone any further in vivo experiment until a better antibody becomes available, and focused on in vitro studies to better understand the mechanisms of action of kisspeptins in the modulation of the activity of GnRH neurons. We used two GnRH-expressing neuronal cell lines to investigate the cellular and molecular mechanisms of action of metastin in GnRH neurons. We demonstrated that kisspeptin induces an early activation of the MAP kinase intracellular signaling pathway in both cell lines, whereas the SAP/JNK or the Akt pathways were unaffected. Moreover, we found an increase in GnRH mRNA levels after 6h of metastin stimulation. Thus, we can conclude that kisspeptin regulates GnRH neurons both at the secretion and the gene expression levels. The MAPK pathway is the major pathway activated by metastin in GnRH expressing neurons. Taken together, these data provide the first mechanism of action of kisspeptin on GnRH neurons. Résumé : L'hypothalamus est une zone située au centre du cerveau, dont il représente moins de 1 du volume total. La puberté est la période de transition entre l'enfance et l'age adulte, qui s'accompagne de transformations somatiques, psychologiques, métaboliques et hormonales conduisant à la possibilité de procréer. La fonction principale de la GnRH est la régulation de la croissance, du développement et de la fonction des testicules chez les hommes, et des ovaires chez les femmes en stimulant la sécrétion de l'hormone lutéinisante (LH) et de l'hormone folliculostimulante (FSH) par la glande hypophysaire. Plusieurs facteurs contribuent au déclanchement de la puberté, y compris le sexe et l'appartenance ethnique, la génétique, l'apport alimentaire et la dépense énergétique. Les Kisspeptines constituent une famille de peptides résultant de la dissociation proteolytique de la métastine, un peptide de 54 acides aminés initialement purifié à partir de placenta humain. Ces kisspeptines ont fait l'objet de beaucoup d'attention à la suite de leur découverte en raison de leurs propriétés anti-metastatiques, et c'est plus récemment que leur rôle déterminant dans la fonction reproductive a été démontré. Les kisspeptines sont des ligands du récepteur GPR54, dont la mutation inactivatrice chez l'homme, ou le knockout chez la souris, conduisent à l'infertilité par hypogonadisme hypogonadotrope. Les neurones à GnRH jouent un rôle central dans le règlement des fonctions reproductrices et la kisspeptine stimule l'activité des neurones à GnRH et la libération de GnRH par ces neurones. Toutefois, les mécanismes neurobiologiques de ces actions ne sont pas connus. Dans la première partie de ma thèse, nous avons étudié le lien potentiel entre l'accélération du développement sexuel induite par la leptine et les neurones hypothalamiques à metastine. Les données générées dans cette première série d'expériences ont malheureusement confirmé que les anticorps anti-metastine disponibles dans le commerce sont aspécifiques. Ceci a constitué un inconvénient majeur pour nos études, qui devaient fortement s'appuyer sur l' étude neuroanatomique des neurones hypothalamiques à metastine pour évaluer leur sensibilité à la leptine exogène. Nous avons donc décidé de focaliser nos travaux sur une étude in vitro des mécanismes d'action de la kisspeptine pour moduler l'activité des neurones à GnRH. Nous avons utilisé deux lignées de cellules neuronales exprimant la GnRH pour étudier les mécanismes d'action cellulaires et moléculaires de la metastine dans des neurones. Nous avons ainsi pu démontrer que la kisspeptine induit une activation précoce de la voie f de signalisation de la MAP kinase dans les deux lignées cellulaires, alors que nous n'avons observé aucune activation de la voie de signalisation de la P13 Kinase et de la SAP/JNK. Nous avons en outre démontré une augmentation de l'expression de la GnRH par la stimulation avec la Kisspeptine. L'ensemble de ces données contribue à élucider le mécanisme d'action avec lequel la kisspeptine agit dans les neurones à GnRH, en démontrant un effet sur l'expression génique de la GnRH. Nous pouvons également conclure que la voie de la MAPK est la voie principale activée par la metastine dans les neurones exprimant la GnRH.

Regulació del factor de transcripció NFAT5 per les quinases WNK1, SPAK i OSR1 i cerca de quinases activadores de la pròpia WNK1 en resposta a estrés osmòtic

Estudi elaborat a partir d’una estada a la School of Life Sciences de la University of Dundee, Gran Bretanya, entre gener i març del 2007.L'estrès osmòtic causa rà pidament l'activació de la quinasa WNK1, que fosforila i activa a continuació les quinases SPAK i OSR1, que alhora regulen canals i transportadors d’ions preexistents a la membrana cel•lular. El factor de transcripció NFAT5 és el principal regulador de la resposta cel•lular transcripcional secundà ria a hipertonicitat i s’ha descrit que les quinases p38, Fyn, PKA, ERK/MEK i ATM estan involucrades en la seva regulació post-traduccional. No obstant, com que la funció d’aquestes quinases no explica totalment els mecanismes d'activació de NFAT5, s’ha estudiat si l’activitat transcripcional de NFAT5 pot estar regulada per WNK1, SPAK o OSR1. Així doncs, es va observar que l’activitat d’un reporter dependent de NFAT5 no es veu afectada per la presència de cap de les quinases anteriors, en la seva forma wild-type o dominant negatiu. D’altra banda, es va estudiar quin domini de WNK1 és necessari per a que pugui respondre a hipertonicitat i quines quinases poden estar involucrades en la fosforilació de la serina 382 de WNK1. En conclusió, les dades obtingudes apunten que l’activació de WNK1 en resposta a estrès osmòtic requereix la seva fosforilació en la serina 382 per quinases upstream com PAK2 o RSK i que també és necessari un dels seus dominis coiled-coil, almenys els aminoà cids 558 i 561. Aquests processos, però, semblen ser independents de l’activació de NFAT5 en resposta a hipertonicitat.   

Gas6 and its receptors are implicated in sepsis as modulators of innate immunity

Gas6 downregulates the activation state of macrophages and thereby their production of proinflammatory cytokines induced by various stimuli. We aimed to determine whether Gas6 is involved in sepsis. We measured Gas6 plasma levels in 13 healthy subjects, 29 patients with severe sepsis, and 18 patients with non-infectious inflammatory diseases. Gas6 level was higher in septic patients than in control groups (P 0.0001). The sensitivity and specificity of Gas6 levels to predict fatal outcome were 83% and 88%. We next investigated whether Gas6 affects cytokine production and outcome in experimental models of endotoxemia and peritonitis in wild-type (WT) and Gas6-/- mice. Circulating levels of Gas6 after LPS 25mg/kg i.p. peaked at 1 hour (P<0.001). Similarly, TNF- was higher in Gas6-/- than in WT mice 1 hour after LPS (P<0.05). Furthermore, 62 anti- and pro-inflammatory cytokines were quantified in plasma after LPS injection. Their levels were globally higher in Gas6-/- plasma after LPS, 47/62 cytokines being at least 50% higher in Gas6-/- than in WT plasma after 1 hour. Mortality induced by 25mg/kg LPS was 25% in WT versus 87% in Gas6-/- mice (P<0.05). LPS-induced mortality in Gas6 receptors Axl-/-, Tyro3-/- and Merkd was also enhanced when compared to WT mice (P<0.001). In peritonitis models (cecal ligation and puncture, CLP, and i.p. injection of E. coli), Gas6 plasma levels increased and remained elevated at least 24 hours. CLP increased mortality in Gas6-/- mice. Finally, we explored the role of Gas6 in LPS-treated macrophages. We found that Gas6 was released by LPS-stimulated WT macrophages and that Gas6-/- macrophages produced more TNF- and IL-6 than WT macrophages. Cytokine release by Gas6-/- macrophages was higher than by WT macrophages (cytokine array). Adjunction of recombinant Gas6 to the culture medium of Gas6-/- macrophages diminished the cytokine production to WT levels. In LPS-treated Gas6-/- macrophages, Akt and Erk1/2 phosphorylation was reduced whereas p38 and NF B activation was enhanced. Thus, in septic patients, elevated Gas6 levels were associated with fatal outcome. In mice, they raised in experimental endotoxemia and peritonitis models, and correlated also with sepsis severity. However, Gas6-/- mice survival in these models was reduced compared to WT. Gas6 secreted by macrophages in response to LPS activated Akt and restrained p38 and NF B activation, thereby dampening macrophage activation. Altogether these data suggest that, during endotoxemia, Gas6-/- mice phenotype resembles that of mice which have undergone PI3K inhibition, indicating that Gas6 is a major modulator of innate immunity.

Attenuation of colon inflammation through activators of the retinoid X receptor (RXR)/peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARgamma) heterodimer. A basis for new therapeutic strategies.

The peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARgamma) is highly expressed in the colon mucosa and its activation has been reported to protect against colitis. We studied the involvement of PPARgamma and its heterodimeric partner, the retinoid X receptor (RXR) in intestinal inflammatory responses. PPARgamma(1/)- and RXRalpha(1/)- mice both displayed a significantly enhanced susceptibility to 2,4,6-trinitrobenzene sulfonic acid (TNBS)-induced colitis compared with their wild-type littermates. A role for the RXR/PPARgamma heterodimer in the protection against colon inflammation was explored by the use of selective RXR and PPARgamma agonists. TNBS-induced colitis was significantly reduced by the administration of both PPARgamma and RXR agonists. This beneficial effect was reflected by increased survival rates, an improvement of macroscopic and histologic scores, a decrease in tumor necrosis factor alpha and interleukin 1beta mRNA levels, a diminished myeloperoxidase concentration, and reduction of nuclear factor kappaB DNA binding activity, c-Jun NH(2)-terminal kinase, and p38 activities in the colon. When coadministered, a significant synergistic effect of PPARgamma and RXR ligands was observed. In combination, these data demonstrate that activation of the RXR/PPARgamma heterodimer protects against colon inflammation and suggest that combination therapy with both RXR and PPARgamma ligands might hold promise in the clinic due to their synergistic effects.