Use of cellular impedance to characterize ligand functional selectivity at G protein-coupled receptors

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPGs) représentent la plus grande famille de cibles thérapeutiques pour le traitement d’une panoplie de pathologies humaines. Bien que plusieurs décennies de recherche aient permis de façonner nos connaissances sur ces protéines membranaires, notre compréhension des déterminants moléculaires de leur activité signalétique reste encore limitée. De ces domaines de recherche, une avancée récente a mis à jour un nouveau phénomène, appelé sélectivité fonctionnelle des ligands, qui a bouleversé les paradigmes décrivant leu fonctionnement de ces récepteurs. Ce concept émane d’observations montrant que l’activité pharmacologique de certains ligands n’est pas nécessairement conservée sur tout le répertoire signalétiques connu du récepteur et peu se restreindre à l'activation sélective d’un sous-groupe de voies de signalisation.Ce nouveau modèle pharmacologique de l'activation des RCPG ouvre de nouvelles possibilités pour la découverte de médicaments plus efficace et sûr, ciblant les RCPGs. En effet, il permet la conception de molécules modulant spécifiquement les voies signalétiques d’intérêt thérapeutique, sans engager les autres voies qui pourraient mener à des effets secondaires indésirables ou de la tolérance. Cette thèse décrit l'utilisation d'une nouvelle approche sans marquage, basée sur la mesure du changement l'impédance cellulaire. Par la mesure des changements cellulaires, comme la morphologie, l’adhésion et/ou la redistribution des macromolécules, cette approche permet de mesurer de façon simultanée l'activité de plusieurs voies de signalisation impliqués dans ces réponses. Utilisant le récepteur β2-adrénergique (β2AR) comme modèle, nous avons démontré que les variations dans l’impédance cellulaire étaient directement liées à l’activation de multiples voies de signalisation suite à la stimulation du récepteur par son ligand. L’agoniste type du β2AR, l’isoprotérénol, s’est avéré induire une réponse d’impédance dose-dépendante constituée, dans le temps, de plusieurs caractéristiques distinctes pouvant être bloquées de façon compétitive par l’antagoniste ICI118,551 Par l’utilisation d’inhibiteurs sélectifs, nous avons été en mesure de déterminer la contribution de plusieurs voies signalétiques canoniques, comme les voies dépendantes de Gs et Gi, la production d’AMPc et l’activation de ERK1/2, sur ces changements. De plus, la dissection de la réponse d’impédance a permis d’identifier une nouvelle voie de mobilisation du Ca2+ contribuant à la réponse globale des changements initiés par la stimulation du β2AR. Dans une autre étude, nous avons rapporté que la réponse calcique induite par le β2AR serait attribuable à une transactivation Gs-dépendant du récepteur purinergique P2Y11, lui-même couplé à la protéine Gq. La mesure d’impédance permettant de distinguer et de décrire une pléiade d’activités signalétiques, nous avons émis l’hypothèse que des ligands arborant des profils signalétiques différents généreraient des réponses d’impédance distinctes. Le criblage d’une librairie de ligands spécifiques au β2AR a révélé une grande variété de signatures d’impédance. Grâce au développement d’une approche computationnelle innovatrice, nous avons été en mesure de regrouper ces signatures en cinq classes de composés, un regroupement qui s’est avéré hautement corrélé avec le profil signalétique des différents ligands. Nous avons ensuite combiné le criblage de composés par impédance avec l’utilisation d’inhibiteurs sélectifs de voies signalétiques afin d’augmenter la résolution du regroupement. En évaluant l’impact d’une voie signalétique donnée sur la signature d’impédance, nous avons été en mesure de révéler une plus grande variété de textures parmi les ligands. De plus, cette méthode s’est avérée efficace pour prédire le profil signalétique d’une librairie de composés non caractérisés, ciblant le β2AR. Ces travaux ont mené à l’élaboration d’une méthode permettant d’exprimer visuellement la sélectivité fonctionnelle de ligands et ont révélé de nouvelles classes de composés pour ce récepteur. Ces nouvelles classes de composés ont ensuite été testées sur des cardiomyocytes humains, confirmant que les composés regroupés dans différentes classes produisent des effets distincts sur la contractilité de ces cellules. Globalement, ces travaux démontrent la pertinence de l’utilisation de l’impédance cellulaire pour une évaluation précise des différences fonctionnelles parmi les composés ciblant les RCPGs. En fournissant une représentation pluridimensionnelle de la signalisation émanant des RCPGs à l’aide d’un seul essai ne requérant pas de marquage, les signatures d’impédance représentent une stratégie simple et innovante pour l’évaluation de la fonctionnalité sélective des ligands. Cette méthode pourrait être d’une grande utilité dans le processus de découverte de nouveaux médicaments.

Cardiac cell fate control by the imidazoline I1 receptor/nischarin : application in cardiac pathology

La moxonidine, un médicament antihypertenseur sympatholytique de type imidazolinique, agit au niveau de la médulla du tronc cérébral pour diminuer la pression artérielle, suite à l’activation sélective du récepteur aux imidazolines I1 (récepteur I1, aussi nommé nischarine). Traitement avec de la moxonidine prévient le développement de l’hypertrophie du ventricule gauche chez des rats hypertendus (SHR), associé à une diminution de la synthèse et une élévation transitoire de la fragmentation d’ADN, des effets antiprolifératifs et apoptotiques. Ces effets se présentent probablement chez les fibroblastes, car l’apoptose des cardiomyocytes pourrait détériorer la fonction cardiaque. Ces effets apparaissent aussi avec des doses non hypotensives de moxonidine, suggérant l’existence d’effets cardiaques directes. Le récepteur I1 se trouvé aussi dans les tissus cardiaques; son activation ex vivo par la moxonidine stimule la libération de l’ANP, ce qui montre que les récepteurs I1 cardiaques sont fonctionnels malgré l’absence de stimulation centrale. Sur la base de ces informations, en plus du i) rôle des peptides natriurétiques comme inhibiteurs de l’apoptose cardiaque et ii) des études qui lient le récepteur I1 avec la maintenance de la matrix extracellulaire, on propose que, à part les effets sympatholytiques centrales, les récepteurs I1 cardiaques peuvent contrôler la croissance-mort cellulaire. L’activation du récepteur I1 peut retarder la progression des cardiopathies vers la défaillance cardiaque, en inhibant des signaux mal adaptatifs de prolifération et apoptose. Des études ont été effectuées pour : 1. Explorer les effets in vivo sur la structure et la fonction cardiaque suite au traitement avec moxonidine chez le SHR et le hamster cardiomyopathique. 2. Définir les voies de signalisation impliquées dans les changements secondaires au traitement avec moxonidine, spécifiquement sur les marqueurs inflammatoires et les voies de signalisation régulant la croissance et la survie cellulaire (MAPK et Akt). 3. Explorer les effets in vitro de la surexpression et l’activation du récepteur I1 sur la survie cellulaire dans des cellules HEK293. 4. Rechercher la localisation, régulation et implication dans la croissance-mort cellulaire du récepteur I1 in vitro (cardiomyocytes et fibroblastes), en réponse aux stimuli associés au remodelage cardiaque : norépinephrine, cytokines (IL-1β, TNF-α) et oxydants (H2O2). Nos études démontrent que la moxonidine, en doses hypotensives et non-hypotensives, améliore la structure et la performance cardiaque chez le SHR par des mécanismes impliquant l’inhibition des cytokines et des voies de signalisation p38 MAPK et Akt. Chez le hamster cardiomyopathique, la moxonidine améliore la fonction cardiaque, module la réponse inflammatoire/anti-inflammatoire et atténue la mort cellulaire et la fibrose cardiaque. Les cellules HEK293 surexprimant la nischarine survivent et prolifèrent plus en réponse à la moxonidine; cet effet est associé à l’inhibition des voies ERK, JNK et p38 MAPK. La surexpression de la nischarine protège aussi de la mort cellulaire induite par le TNF-α, l’IL-1β et le H2O2. En outre, le récepteur I1 s’exprime dans les cardiomyocytes et fibroblastes, son activation inhibe la mort des cardiomyocytes et la prolifération des fibroblastes induite par la norépinephrine, par des effets différentiels sur les MAPK et l’Akt. Dans des conditions inflammatoires, la moxonidine/récepteur aux imidazolines I1 protège les cardiomyocytes et facilite l’élimination des myofibroblastes par des effets contraires sur JNK, p38 MAPK et iNOS. Ces études démontrent le potentiel du récepteur I1/nischarine comme cible anti-hypertrophique et anti-fibrose à niveau cardiaque. L’identification des mécanismes cardioprotecteurs de la nischarine peut amener au développement des traitements basés sur la surexpression de la nischarine chez des patients avec hypertrophie ventriculaire. Finalement, même si l’effet antihypertenseur des agonistes du récepteur I1 centraux est salutaire, le développement de nouveaux agonistes cardiosélectifs du récepteur I1 pourrait donner des bénéfices additionnels chez des patients non hypertendus.

Effet de la galanine sur le système nerveux cardiaque intrinsèque.‎

Les neurones cholinergiques et adrénergiques efférents du système nerveux cardiaque ‎intrinsèque (SNCI) sont impliqués dans la régulation de la fonction cardiaque chronotrope. ‎La galanine, peptide présent et libéré dans les terminaisons nerveuses cardiaques, est capable ‎de diminuer la libération de l’acétylcholine. Notre hypothèse est d’étudier la possibilité que ‎la galanine puisse agir comme un peptide neuromodulateur inhibiteur dans les neurones du ‎SNCI chez le rat. Les oreillettes et les tissus associés du SNCI sont isolés à partir de rats ‎Sprague-Dawley et perfusés en vitro. Les valeurs de la fréquence auriculaire mesurées d’un ‎battement à l’autre sont tirées à partir d’un enregistrement bipolaire auriculaire. La perfusion ‎de la nicotine en forme de bolus (avec des concentrations dans le bain de 20-250 µm) a ‎induit des réponses biphasiques composées d’une réponse chronotrope négative au début ‎suivie d’une réponse chronotrope positive. Au cours de la superfusion de la galanine ‎‎(170 nM), les réponses chronotropes positives à la nicotine sont réduites chez 12/14 ‎préparations (contrôle : 21,35 ± 17,4 à galanine : 5,46 ± 8,0 bpm, n = 14, p = 0,02), tandis que ‎les réponses chronotropes négatives sont réduites chez 8 /14 préparations et affichent une ‎tendance générale vers la réduction (contrôle : -16,09 ± 14,7, galanine : -12,53 ± 13,2 bpm). ‎On peut conclure que la galanine agit comme un peptide neuromodulateur inhibiteur dans les ‎SNCI chez le rat, en modifiant de préférence la stimulation nicotinique de neurones ‎adrénergiques.‎

Serotonin Receptor Gene Expression And Insulin Function In Streptozotocin Induced Diabetic Rats

Recent studies have established a fimctional correlation of serotonergic and adrenergic function in the brain regions with insulin secretion in diabetic rats (Vahabzadeh et al., 1995). Administration of 5-HT”. agonist 8-OH-DPAT to conscious rats caused an increase in blood glucose level. This increase in blood glucose is due to inhibition of insulin secretion by increased circulating EPI (Chaouloff et al., 1990a; Chaouloff et al., 1990d; Chaoulo1T& Jeanrenaud, 1987). The increase in EPI is brought about by increased sympathetic stimulation. This increase can lead to increased sympatho-medullary stimulation thereby inhibiting insulin release (Bauhelal & Mir, 1993, Bauhelal & Mir, 1990a; Chaouloffet al., 1990d). Also, studies have shown that Gi protein in the liver has been decreased in diabetes which will increase gluconeogenesis and glycogenolysis thereby causing hyperglycaemia (Pennington, 1987). Serotonergic control is suggested to exert different effects on insulin secretion according to the activation of different receptor subclasses (Pontiroli et al., 1975). In addition to this mechanism, the secretion of insulin is dependent on the turnover ratio of endogenous 5-hydroxy tryptophan (5-HTP) to 5-HT in the pancreatic islets (Jance er al., 1980). The reports so far stated does not explain the complete mechanism and the subclass of 5-HT receptors whose expression regulate insulin secretion in a diabetic state. Also, there is no report of a direct regulation of insulin secretion by 5-HT from the pancreatic islets even though there are reports stating that the pancreatic islets is a rich source of 5-HT (Bird et al., 1980). Therefore, in the present study the mechanism by which 5-HT and its receptors regulate insulin secretion from pancreatic [3-cells was investigated. Our results led to the following hypotheses by which 5-HT and its receptors regulate the insulin secretion.

Suplementación de hormona tiroidea en pacientes pediátricos críticos con síndrome eutiroideo enfermo

Introducción : el síndrome del eutiriodeo enfermo en enfermedades graves es factor de pobre pronóstico. La suplementación con hormona tiroidea mejora la contractibilidad miocardica y estimula la producción de surfactante pulmonar; sin embargo existe controversia debido a las complicaciones secundarias, ausencia de efectos a nivel hemodinámico y de estancia hospitalaria. Objetivo : determinar el efecto de la suplementación oral de hormonas tiroideas en pacientes con choque refractario y necesidad de más de dos inotrópicos con respecto a estabilidad hemodinámica, arritmias, requerimientos de inotrópicos y mortalidad asociada al tratamiento. Metodología : estudio longitudinal observacional de variables repetidas con análisis previo y posterior a la intervención. Realizado en pacientes con choque refractario de la unidad de cuidado intensivo pediátrico del Hospital Simón Bolívar, desde el 1 de enero del 2007 hasta 1 enero del 2009. Resultados: la suplementación tiroidea mostró una disminución significativa en el requerimiento de los inotrópicos adrenérgicos: dopamina, adrenalina y noradrenalina con rangos de [4,78-2.4], [3.92 - 2.98] y [3.58- 2.24] (p <0.001) respectivamente, sin haber diferencia en los vasodilatadores, inodilatadores y diuréticos. No se encontró asociación entre su uso y la presencia de arritmias. Discusión y conclusiones: La hormona tiroidea mostró efecto benéfico en términos de disminución de soporte inotrópico. resultado en concordancia con la literatura y relacionado con la función moduladora de la hormona tiroidea favoreciendo la inotropía miocardica y los índices de contractilidad ventricular izquierda.

Análisis de polimorfismos genéticos del receptor beta-2 adrenérgico en pacientes pediátricos asmáticos y controles sanos en una muestra de la ciudad de Bogotá

El asma bronquial es una enfermedad inflamatoria crónica, se asocia a hiperrespuesta de la vía aérea, la cual lleva a episodios recurrentes de sibilancias, tos y disnea. La entidad se ha correlacionado con una gran variedad de genes involucrados en su fisiopatología, dentro de los cuales se encuentran genes localizados en el cromosoma 5 (5q23-31), como el del Receptor ß2 Adrenérgico (RB2A). En el presente trabajo se realizó una estimación de las frecuencias de los polimorfismos Arg16Gly, Gln27Glu y Thr164Ile de este receptor, y se estudió la relación existente entre los diferentes polimorfismos y asma, así como su relación con respecto a la severidad de la enfermedad, finalmente se estimó la relación de los haplotipos conformados por estos tres polimorfismos y su asociación con la enfermedad y severidad del fenotipo asmático.

Análisis de polimorfismos del receptor Beta 2 adrenérgico en pacientes colombianos afectados por fibrosis quística

El gen ADRB2 y sus polimorfismos se han asociado al cuadro clínico de los pacientes con Fibrosis Quística. En nuestra población existe asociación de los haplotipos G16E27I164 y R16Q27I164 y la enfermedad, así como la presencia de Pólipos y genotipo E27E y el haplotipo R16E27T164.

Clonidina para el Tratamiento del Dolor Oncológico: una Revisión Sistemática de la Literatura

El dolor oncológico representa una de las principales causas de dolor crónico, siendo los opioides la primera línea de manejo, sin embargo 10% de los pacientes requieren estrategias analgésicas multimodales. La eficacia analgésica de la clonidina como coadyuvante ha sido demostrada para diversos modelos de dolor. Sin embargo no hay revisiones sistemáticas que validen su eficacia y seguridad en dolor crónico oncológico. Se realizó una revisión sistemática de la literatura a noviembre 26 de 2012, encontrando 15 trabajos (12 reportes de caso y tres ensayos clínicos controlados), n=138 pacientes. La intervención tuvo una eficacia entre 44,7 y 100%, mostrando mayor beneficio en pacientes con componente de dolor neuropático. La adición de clonidina fue bien tolerada, siendo la sedación y la disminución en tensión arterial y frecuencia cardiaca los efectos secundarios más frecuentes, con relación dosis dependiente, de resolución espontánea y en ninguno de los casos se documentó lesión secundaria en los pacientes. La vía de administración más frecuente fue neuroaxial (intratecal y peridural). La revisión sistemática no fue susceptible de metaanálisis por la heterogeneidad clínica de los estudios. Los resultados obtenidos sugieren que la adición de clonidina puede ser una opción terapeútica eficaz y segura en los pacientes con dolor crónico oncológico severo refractario a opioides a altas dosis asociado o no a infusión neuroaxial de anestésico local, en especial en presencia de componente neuropático. Sin embargo se identificó la necesidad de un mayor número de ensayos clínicos controlados aleatorios que permitan establecer conclusiones definitivas.

Análisis del gen adra2a receptor alfa 2a adrenergico en pacientes con trastorno de hiperactividad y déficit de atención

El trastorno de hiperactividad y déficit de atención (THDA), es definido clínicamente como una alteración en el comportamiento, caracterizada por inatención, hiperactividad e impulsividad. Estos aspectos son clasificados en tres subtipos, que son: Inatento, hiperactivo impulsivo y mixto. Clínicamente se describe un espectro amplio que incluye desordenes académicos, trastornos de aprendizaje, déficit cognitivo, trastornos de conducta, personalidad antisocial, pobres relaciones interpersonales y aumento de la ansiedad, que pueden continuar hasta la adultez. A nivel global se ha estimado una prevalencia entre el 1% y el 22%, con amplias variaciones, dadas por la edad, procedencia y características sociales. En Colombia, se han realizado estudios en Bogotá y Antioquia, que han permitido establecer una prevalencia del 5% y 15%, respectivamente. La causa específica no ha sido totalmente esclarecida, sin embargo se ha calculado una heredabilidad cercana al 80% en algunas poblaciones, demostrando el papel fundamental de la genética en la etiología de la enfermedad. Los factores genéticos involucrados se relacionan con cambios neuroquímicos de los sistemas dopaminérgicos, serotoninérgicos y noradrenérgicos, particularmente en los sistemas frontales subcorticales, corteza cerebral prefrontal, en las regiones ventral, medial, dorsolateral y la porción anterior del cíngulo. Basados en los datos de estudios previos que sugieren una herencia poligénica multifactorial, se han realizado esfuerzos continuos en la búsqueda de genes candidatos, a través de diferentes estrategias. Particularmente los receptores Alfa 2 adrenérgicos, se encuentran en la corteza cerebral, cumpliendo funciones de asociación, memoria y es el sitio de acción de fármacos utilizados comúnmente en el tratamiento de este trastorno, siendo esta la principal evidencia de la asociación de este receptor con el desarrollo del THDA. Hasta la fecha se han descrito más de 80 polimorfismos en el gen (ADRA2A), algunos de los cuales se han asociado con la entidad. Sin embargo, los resultados son controversiales y varían según la metodología diagnóstica empleada y la población estudiada, antecedentes y comorbilidades. Este trabajo pretende establecer si las variaciones en la secuencia codificante del gen ADRA2A, podrían relacionarse con el fenotipo del Trastorno de Hiperactividad y el Déficit de Atención.

Incidencia de fibrilación auricular en las primeras 72 horas del post operatorio de revascularización miocárdica

Determinar la incidencia de fibrilación auricular en las primeras 72 horas del post operatorio en pacientes llevados a revascularización miocárdica utilizando dos técnicas de anestésia una convencional (AC) con anestésicos inhalados y opioides y otra con dexmedetomidina (AD.). cohorte retrospectivo, en donde se seleccionarán dos grupos de estudio, un grupo de expuestos, pacientes llevados a revascularización miocárdica con utilización técnica anestésica convencional y un grupo de no expuestos pacientes llevados a revascularización miocárdica con uso de dexmedetomidina como técnica de anestesia; A estos grupos se les hizo seguimiento por 72 horas para determinar la presencia de fibrilación auricular y la terapéutica instaurada.

Lipid metabolism in women

Differences in whole-body lipid metabolism between men and women are indicated by lower-body fat accumulation in women but more marked accumulation of fat in the intra-abdominal visceral fat depots of men. Circulating blood lipid concentrations also show gender-related differences. These differences are most marked in premenopausal women, in whom total cholesterol, LDL-cholesterol and triacylglycerol concentrations are lower and HDL-cholesterol concentration is higher than in men. Tendency to accumulate body fat in intra-abdominal fat stores is linked to increased risk of CVD, metabolic syndrome, diabetes and other insulin-resistant states. Differential regional regulation of adipose tissue lipolysis and lipogenesis must underlie gender-related differences in the tendency to accumulate fat in specific fat depots. However, empirical data to support current hypotheses remain limited at the present time because of the demanding and specialist nature of the methods used to study adipose tissue metabolism in human subjects. In vitro and in vivo data show greater lipolytic sensitivity of abdominal subcutaneous fat and lesser lipolytic sensitivity of femoral and gluteal subcutaneous fat in women than in men. These differences appear to be due to fewer inhibitory alpha adrenergic receptors in abdominal regions and greater a adrenergic receptors in gluteal and femoral regions in women than in men. There do not appear to be major gender-related differences in rates of fatty acid uptake (lipogenesis) in different subcutaneous adipose tissue regions. In visceral fat rates of both lipolysis and lipogenesis appear to be greater in men than in women; higher rates of lipolysis may be due to fewer alpha adrenergic receptors in this fat depot in men. Fatty acid uptake into this depot in the postprandial period is approximately 7-fold higher in men than in women. Triacylglycerol concentrations appear to be a stronger cardiovascular risk factor in women than in men, with particular implications for cardiovascular risk in diabetic women. The increased triacylglycerol concentrations observed in women taking hormone-replacement therapy (HRT) may explain the paradoxical findings of increased rates of CVD in women taking HRT that have been reported from recent primary and secondary prevention trials of HRT.

Peptide inhibitors of G protein-coupled receptor kinases

G protein-coupled receptor kinases (GRKs) are regulatory enzymes involved in the modulation of seven-transmembrane-helix receptors. In order to develop specific inhibitors for these kinases, we synthesized and investigated peptide inhibitors derived from the sequence of the first intracellular loop of the beta(2)-adrenergic receptor. Introduction of changes in the sequence and truncation of N- and C-terminal amino acids increased the inhibitory potency by a factor of 40. These inhibitors not only inhibited the prototypical GRK2 but also GRK3 and GRK5. In contrast there was no inhibition of protein kinase C and protein kinase A even at the highest concentration tested. The peptide with the sequence AKFERLQTVTNYFITSE inhibited GRK2 with an IC50 of 0.6 mu M, GRK3 with 2.6 mu M and GRK5 with 1.6 mu M. The peptide inhibitors were non-competitive for receptor and ATP. These findings demonstrate that specific peptides can inhibit GRKs in the submicromolar range and suggest that a further decrease in size is possible without losing the inhibitory potency. (c) 2005 Published by Elsevier Inc.

Signaling mechanisms of GPCR ligands

G protein-coupled receptors constitute one of the major classes of drug targets, so understanding the mechanisms of signaling through these receptors is of great importance. This review covers some of the recent advances in G protein-coupled receptor signaling. A high resolution structure of the beta(2)-adrenergic receptor has been reported, as well as several molecular switches involved in receptor activation. It has also been realised that receptors and G proteins and their subunits may not always separate upon receptor activation. The definition of the ability of these receptors to signal has been expanded considerably with the realisation that some signaling may occur independently of G proteins, that some signaling events may differ in their pharmacological profiles and that formation of heterodimers of these receptors may provide new avenues for both signaling and drug design.

Effect of maternal protein restriction during pregnancy and postweaning high-fat feeding of diet-induced thermogenesis in adult mouse offspring

Purpose Prenatal undernutrition followed by postweaning feeding of a high-fat diet results in obesity in the adult offspring. In this study, we investigated whether diet-induced thermogenesis is altered as a result of such nutritional mismatch. Methods Female MF-1 mice were fed a normal protein (NP, 18 % casein) or a protein-restricted (PR, 9 % casein) diet throughout pregnancy and lactation. After weaning, male offspring of both groups were fed either a high-fat diet (HF; 45 % kcal fat) or standard chow (C, 7 % kcal fat) to generate the NP/C, NP/HF, PR/C and PR/HF adult offspring groups (n = 7–11 per group). Results PR/C and NP/C offspring have similar body weights at 30 weeks of age. Postweaning HF feeding resulted in significantly heavier NP/HF offspring (P < 0.01), but not in PR/HF offspring, compared with their chow-fed counterparts. However, the PR/HF offspring exhibited greater adiposity (P < 0.01) v the NP/HF group. The NP/HF offspring had increased energy expenditure and increased mRNA expression of uncoupling protein-1 and β-3 adrenergic receptor in the interscapular brown adipose tissue (iBAT) compared with the NP/C mice (both at P < 0.01). No such differences in energy expenditure and iBAT gene expression were observed between the PR/HF and PR/C offspring. Conclusions These data suggest that a mismatch between maternal diet during pregnancy and lactation, and the postweaning diet of the offspring, can attenuate diet-induced thermogenesis in the iBAT, resulting in the development of obesity in adulthood.

Activation of mitogen-activated protein kinases (p38-MAPKs, SAPKs/JNKs and ERKs) by the G-protein-coupled receptor agonist phenylephrine in the perfused rat heart.

We investigated the ability of phenylephrine (PE), an alpha-adrenergic agonist and promoter of hypertrophic growth in the ventricular myocyte, to activate the three best-characterized mitogen-activated protein kinase (MAPK) subfamilies, namely p38-MAPKs, SAPKs/JNKs (i.e. stress-activated protein kinases/c-Jun N-terminal kinases) and ERKs (extracellularly responsive kinases), in perfused contracting rat hearts. Perfusion of hearts with 100 microM PE caused a rapid (maximal at 10 min) 12-fold activation of two p38-MAPK isoforms, as measured by subsequent phosphorylation of a p38-MAPK substrate, recombinant MAPK-activated protein kinase 2 (MAPKAPK2). This activation coincided with phosphorylation of p38-MAPK. Endogenous MAPKAPK2 was activated 4-5-fold in these perfusions and this was inhibited completely by the p38-MAPK inhibitor, SB203580 (10 microM). Activation of p38-MAPK and MAPKAPK2 was also detected in non-contracting hearts perfused with PE, indicating that the effects were not dependent on the positive inotropic/chronotropic properties of the agonist. Although SAPKs/JNKs were also rapidly activated, the activation (2-3-fold) was less than that of p38-MAPK. The ERKs were activated by perfusion with PE and the activation was at least 50% of that seen with 1 microM PMA, the most powerful activator of the ERKs yet identified in cardiac myocytes. These results indicate that, in addition to the ERKs, two MAPK subfamilies, whose activation is more usually associated with cellular stresses, are activated by the Gq/11-protein-coupled receptor (Gq/11PCR) agonist, PE, in whole hearts. These data indicate that Gq/11PCR agonists activate multiple MAPK signalling pathways in the heart, all of which may contribute to the overall response (e.g. the development of the hypertrophic phenotype).