Ruolo di Clusterina nella progressione del tumore prostatico

Clusterina (CLU) è una proteina ubiquitaria, presente nella maggior parte dei fluidi corporei e implicata in svariati processi fisiologici. Dalla sua scoperta fino ad oggi, CLU è risultata essere una proteina enigmatica, la cui funzione non è ancora stata compresa appieno. Il gene codifica per 3 varianti trascrizionali identificate nel database NCBI con i codici: NM_001831 (CLU 1 in questo lavoro di tesi), NR_038335 (CLU 2 in questo lavoro di tesi) e NR_045494 (CLU 3 in questo lavoro di tesi). Tutte le varianti sono trascritte come pre-mRNA contenenti 9 esoni e 8 introni e si differenziano per l’esone 1, la cui sequenza è unica e caratteristica di ogni variante. Sebbene in NCBI sia annotato che le varianti CLU 2 e CLU 3 non sono codificanti, tramite analisi bioinformatica è stato predetto che da tutti e tre i trascritti possono generarsi proteine di differente lunghezza e localizzazione cellulare. Tra tutte le forme proteiche ipotizzate, l’unica a essere stata isolata e sequenziata è quella tradotta dall’AUG presente sull’esone 2 che dà origine a una proteina di 449 aminoacidi. Il processo di maturazione prevede la formazione di un precursore citoplasmatico (psCLU) che subisce modificazioni post-traduzionali tra cui formazione di ponti disolfuro, glicosilazioni, taglio in due catene denominate β e α prima di essere secreta come eterodimero βα (sCLU) nell’ambiente extracellulare, dove esercita la sua funzione di chaperone ATP-indipendente. Oltre alla forma extracellulare, è possibile osservare una forma intracellulare con localizzazione citosolica la cui funzione non è stata ancora completamente chiarita. Questo lavoro di tesi si è prefissato lo scopo di incrementare le conoscenze in merito ai trascritti CLU 1 e CLU 2 e alla loro regolazione, oltre ad approfondire il ruolo della forma citosolica della proteina in relazione al signaling di NF-kB che svolge un ruolo importante nel processo di sviluppo e metastatizzazione del tumore. Nella prima parte, uno screening di differenti linee cellulari, quali cellule epiteliali di prostata e di mammella, sia normali sia tumorali, fibroblasti di origine polmonare e linfociti di tumore non-Hodgkin, ha permesso di caratterizzare i trascritti CLU 1 e CLU 2. Dall’analisi è emerso che la sequenza di CLU 1 è più corta al 5’ rispetto a quella depositata in NCBI con l’identificativo NM_001831 e il primo AUG disponibile per l’inizio della traduzione è localizzato sull’esone 2. È stato dimostrato che CLU 2, al contrario di quanto riportato in NCBI, è tradotto in proteina a partire dall’AUG presente sull’esone 2, allo stesso modo in cui viene tradotto CLU 1. Inoltre, è stato osservato che i livelli d’espressione dei trascritti variano notevolmente tra le diverse linee cellulari e nelle cellule epiteliali CLU 2 è espressa sempre a bassi livelli. In queste cellule, l’espressione di CLU 2 è silenziata per via epigenetica e la somministrazione di farmaci capaci di rendere la cromatina più accessibile, quali tricostatina A e 5-aza-2’-deossicitidina, è in grado di incrementarne l’espressione. Nella seconda parte, un’analisi bioinformatica seguita da saggi di attività in vitro in cellule epiteliali prostatiche trattate con farmaci epigenetici, hanno permesso di identificare, per la prima volta in uomo, una seconda regione regolatrice denominata P2, capace di controllare l’espressione di CLU 2. Rispetto a P1, il classico promotore di CLU già ampiamente studiato da altri gruppi di ricerca, P2 è un promotore debole, privo di TATA box, che nelle cellule epiteliali prostatiche è silente in condizioni basali e la cui attività incrementa in seguito alla somministrazione di farmaci epigenetici capaci di alterare le modificazioni post-traduzionali delle code istoniche nell’intorno di P2. Ne consegue un rilassamento della cromatina e un successivo aumento di trascrizione di CLU 2. La presenza di un’isola CpG differentemente metilata nell’intorno di P1 spiegherebbe, almeno in parte, i differenti livelli di espressione di CLU che si osservano tra le diverse linee cellulari. Nella terza parte, l’analisi del pathway di NF-kB in un modello sperimentale di tumore prostatico in cui CLU è stata silenziata o sovraespressa, ha permesso di capire come la forma citosolica di CLU abbia un ruolo inibitorio nei confronti dell’attività del fattore trascrizionale NF-kB. CLU inibisce la fosforilazione e l’attivazione di p65, il membro più rappresentativo della famiglia NF-kB, con conseguente riduzione della trascrizione di alcuni geni da esso regolati e coinvolti nel rimodellamento della matrice extracellulare, quali l’urochinasi attivatrice del plasminogeno, la catepsina B e la metallo proteinasi 9. È stato dimostrato che tale inibizione non è dovuta a un’interazione fisica diretta tra CLU e p65, per cui si suppone che CLU interagisca con uno dei componenti più a monte della via di segnalazione responsabile della fosforilazione ed attivazione di p65.

Investigação de mecanismos genéticos e epigenéticos em distúrbios do crescimento humano

Parcela considerável de pacientes com distúrbios de crescimento não têm a causa de seus quadros clínicos estabelecida, incluindo aproximadamente 50% dos pacientes com diagnóstico clínico de síndrome de Silver−Russell (SRS) e 10-20% dos pacientes com síndrome de Beckwith-Wiedemann (BWS). O objetivo deste estudo foi investigar as causas genéticas e epigenéticas de distúrbios de crescimento, de etiologia desconhecida, numa contribuição para o entendimento de mecanismos que regulam o crescimento. O estudo compreendeu: (1) a investigação de microdesequilíbrios cromossômicos, por aCGH; (2) a análise do perfil de expressão alelo-específica de genes sujeitos a imprinting (IG), por pirossequenciamento (PSQ) ou sequenciamento de Sanger; (3) a investigação do padrão de metilação global em pacientes com restrição de crescimento, utilizando microarray de metilação. A casuística constituiu-se de 41 pacientes não aparentados, com distúrbios de crescimento, de etiologia desconhecida: (1) 25, com hipótese diagnóstica de SRS; (2) seis, com restrição de crescimento intrauterino e peso ao nascimento abaixo do 10º percentil, associados a outros sinais clínicos; (3) sete, com hipótese diagnóstica de BWS; e (4) três, com macrossomia pré-natal ou pós-natal, associada a outros sinais. A investigação de microdesequilíbrios cromossômicos foi realizada em 40 pacientes. Foram detectadas 58 variantes raras em 30/40 pacientes (75%): 40 foram consideradas provavelmente benignas (18 pacientes, 45%), 12, com efeito patogênico desconhecido (11 pacientes, 27,5%), duas, provavelmente patogênicas (um paciente, 2,5%) e quatro, patogênicas (três pacientes, 7,5%). Essas frequências são comparáveis àquelas descritas em estudos que investigaram CNV em grupos de pacientes com distúrbios de crescimento e outras alterações congênitas, incluindo SRS, e mostram a importância da investigação de microdesequilíbrios cromossômicos nesses pacientes. A diversidade dos microdesequilíbrios cromossômicos identificados é reflexo da heterogeneidade clínica das casuísticas. Neste estudo, muitos dos pacientes com hipótese diagnóstica de SRS e BWS apresentavam sinais clínicos atípicos, explicando a ausência neles das alterações (epi)genéticas que causam essas síndromes. A identificação de CNV características de outras síndromes reflete a sobreposição de sinais clínicos com BWS e SRS. A análise do perfil de expressão alelo-específica de IG foi realizada em um subgrupo de 18 pacientes com restrição de crescimento. Trinta IG com função em proliferação celular, crescimento fetal ou neurodesenvolvimento foram inicialmente selecionados. Após seleção de SNP transcritos com alta frequência na população, genotipagem de pacientes, genitores e indivíduos controle, determinação da expressão dos IG em sangue periférico e seu padrão de expressão (mono ou bialélico), 13 IG, expressos no sangue, tiveram a expressão alelo-específica avaliada, sete deles por PSQ e seis por sequenciamento de Sanger. Alterações no perfil de expressão de dois genes, de expressão normalmente paterna, foram detectadas em 4/18 pacientes (22%). Este estudo é o primeiro a utilizar pirossequenciamento e sequenciamento de Sanger na avaliação do perfil de expressão alelo-específica de IG, em pacientes com restrição de crescimento. Apesar de terem limitações, ambas as técnicas mostraram-se robustas e revelaram alterações de expressão alélica interessantes; entretanto, a relação dessas alterações com o quadro clínico dos pacientes permanece por esclarecer. A investigação da metilação global do DNA foi realizada em subgrupo de 21 pacientes com restrição de crescimento e em 24 indivíduos controle. Dois tipos de análise foram realizados: (1) análise diferencial de grupo e (2) análise diferencial individual. Na primeira análise, em que foi comparado o padrão de metilação do grupo de pacientes com quadro clínico sugestivo de SRS (n=16) com o do grupo controle (n=24), não houve indicação de hipo ou hipermetilação global no grupo SRS. Na segunda análise, foi comparado o padrão de metilação de cada um dos 21 pacientes com restrição de crescimento e dos 24 indivíduos controle, com o padrão de metilação do grupo controle. O número médio de CpG hipermetilados e de segmentos diferencialmente metilados (SDM) foi significativamente maior nos pacientes. Foram identificados 82 SDM hipermetilados, estando 57 associados a gene(s) (69,5%), em 16 pacientes, e 51 SDM hipometilados, 41 deles associados a gene(s) (80,4%), em 10 pacientes. A análise de ontologia genética dos 61 genes associados aos SDM hipo ou hipermetilados nos pacientes destacou genes que atuam no desenvolvimento e na morfogênese do sistema esquelético e de órgãos fetais, e na regulação da transcrição gênica e de processos metabólicos. Alterações de metilação em genes que atuam em processos de proliferação e diferenciação celulares e crescimento foram identificadas em 9/20 dos pacientes (45%), sugerindo implicação clínica. Não foi detectada alteração epigenética comum aos pacientes com diagnóstico clínico de SRS, explicável provavelmente pela heterogeneidade clínica. A investigação de metilação global, utilizando microarray, produziu novos dados que podem contribuir para a compreensão de mecanismos moleculares que influenciam o crescimento pré- e pós-natal. Na translocação aparentemente equilibrada - t(5;6)(q35.2;p22.3)dn, detectada em paciente com suspeita clínica de SRS, a interrupção de um gene, pela quebra no cromossomo 6, pode ser a causa do quadro clínico; alternativamente, a translocação pode ter impactado a regulação de genes de desenvolvimento localizados próximos aos pontos de quebra. A análise de expressão em sangue periférico mostrou que os níveis de cDNA do gene, interrompido pelo ponto de quebra da translocação, estavam reduzidos à metade. Além de sinais típicos da SRS, a paciente apresentava algumas características clínicas sugestivas de displasia cleidocraniana. Assim, a translocação t(5;6) pode ter alterado a interação de genes de desenvolvimento e seus elementos reguladores, levando à desregulação de sua expressão espaço-temporal, e resultando num fenótipo atípico, com características sobrepostas de mais de uma síndrome genética

Influência da deficiência ou suplementação com selênio durante o período gestacional de ratas na suscetibilidade da progênie feminina à carcinogênese mamária

Fatores dietéticos como o selênio (Se) são apontados como importantes moduladores do risco de desenvolvimento do câncer de mama. Essa neoplasia pode apresentar sua origem no início do desenvolvimento e, assim, a alimentação materna poderia ter importantes repercussões na programação fetal da doença. A fim de verificar se diferentes concentração de selênio na dieta materna poderiam programar o risco da progênie feminina ao câncer de mama, ratas foram alimentadas com ração contendo 0,15 (CO), 1,0 (SUP) ou 0,05 (DEF) ppm de Se durante a gestação e sua progênie feminina iniciada com DMBA. A progênie do grupo SUP apresentou menor suscetibilidade à carcinogênese, indicado pelo menor número médio e multiplicidade de adenocarcinomas mamários (p< 0,05), enquanto a do grupo DEF apresentou maior suscetibilidade à carcinogênese, indicado pela maior incidência dos mesmos (p< 0,05). Mães do grupo DEF apresentaram menor concentração de Se no sangue (p< 0,05) e sua prole apresentou menor atividade da enzima GPx1 (p< 0,05). Além disso, observou-se na glândula mamária da progênie de 50 dias menor expressão (western blot e qPCR) de ERα, Her-2, EGFR e Ras no grupo SUP em comparação aos grupos CO e DEF (p< 0,05). Analisou-se, ainda, o padrão de metilação global do DNA (HPLC-DAD), expressão das enzimas DNMT1, 3a e 3b (qPCR), o padrão global de modificações pós traducionais em histonas (western blot) e o padrão de metilação da região promotora do gene Erα (modificação com bissulfito e pirossequenciamento) na glândula mamária da progênie de 50 dias. Não houve diferença no padrão de metilação global do DNA e expressão das enzimas DNMTs (p>0,05). Houve aumento na expressão de H4K16 acetilada nos grupos SUP e DEF (p< 0,05). Finalmente, em comparação a progênie do grupo DEF, a do grupo SUP apresentou região promotora de Erα com aumento marginal (p=0,07) na metilação de dois dinucleotídeos CpG. Conclui-se que o consumo de diferentes concentrações de Se na dieta materna tem impacto sobre a suscetibilidade da progênie ao câncer de mama na vida adulta através da modulação da expressão de receptores e oncogenes relacionados ao desenvolvimeto dessa neoplasia, além da influência em processos epigenéticos. Tais resultados apontam para a existência de uma \"janela de programação\" no início do desenvolvimento sensível a ação do Se, resultando em diminuição do risco de câncer de mama quando suplementado na dieta materna e o inverso quando de sua deficiencia.

Análise fenotípica de células dendríticas e de linfócitos T efetores, polifuncionais e reguladores no líquen plano

INTRODUÇÃO: Líquen plano (LP) é uma doença mucocutânea de natureza inflamatória crônica de etiologia ainda desconhecida. A estimulação da imunidade inata via os receptores Toll-like (TLRs) podem influenciar as células dendríticas e direcionar a resposta de células T CD4+ e CD8+ efetoras, assim como também favorecer o estado inflamatório do LP. OBJETIVOS: Avaliar o perfil fenotípico de células dendríticas mielóides (mDCs) e plasmocitóides (pDCs) e de linfócitos T CD4+ e CD8+ após estímulo com agonistas de TLRs no sangue periférico de pacientes com LP. Além disto, avaliar a frequência, perfil de maturação e os subtipos de células T CD4+ e TCD8+ reguladores. MÉTODOS: Foram selecionados 18 pacientes com LP (15 mulheres, 3 homens), com 41,57 ± 4,73 anos de idade e um grupo controle com 22 indivíduos sadios (18 mulheres, 4 homens), com 43,92 ± 7,83 anos de idade. As células mononucleares (CMNs) de sangue periférico foram avaliadas por citometria de fluxo quanto à: 1) Produção de TNF-? em mDCs e de IFN-? em pDCs em CMNs ativadas por agonistas de TLR 4, 7, 7/8 e 9; 2) Análise de células T CD4+ e CD8+ monofuncionais e polifuncionais após estímulo com agonistas de TLR 4, 7/8, 9 e enterotoxina B de Staphylococcus aureus (SEB); 3) Avaliação de células Th17 e Th22/Tc22 em CMNs após estímulo com SEB; 4) Frequência, perfil de maturação e subtipos de células T CD4+ e CD8+ reguladoras. RESULTADOS: 1) Nos pacientes com LP foi demonstrado um aumento na frequência de mDCs TNF-alfa+ após estímulo com agonistas de TLR4/LPS e TLR7-8/CL097, mas com imiquimode/TLR7 houve diminuição da expressão de CD83. Já nas pDCs do grupo LP, o imiquimode foi capaz de diminuir a expressão de CD80 e o CpG/TLR9 diminuiu a expressão de CD83 no LP. 2) As células T CD4+ secretoras de IL-10 mostraram aumento da frequência nos níveis basais, que diminuiu após estímulo com LPS e SEB. Em contraste, a produção de IFN-y aumentou em resposta ao LPS enquanto diminuiu para CpG. As células T CD4+ polifuncionais, secretoras de 5 citocinas simultâneas (CD4+IL-17+IL-22+TNF+IL-10+IFN-y+) diminuíram no LP após estímulo com CL097 e CpG. Entretanto, na ausência de IL-10, houve aumento da frequência de células CD4+IL-17+IL-22+TNF+IFN-y+ em resposta ao LPS. Um aumento na polifuncionalidade foi observado em células TCD4+ que expressam CD38, marcador de ativação crônica e na ausência de IL-10. Similarmente, às TCD4+, uma diminuição de células T CD8+ IFN-y+ e TNF+ foram detectadas após estímulo com CpG. 3) As células Th22/Tc22 nos níveis basais e após estímulo com SEB se mostraram aumentadas. As células Th17 não mostraram diferenças entre os grupos. 4) A frequência das células T CD4+ e CD8+ reg totais (CD25+Foxp3+CD127low/-) está elevada no LP. Quanto aos perfis de maturação, há aumento na frequência de células TCD4+ de memória efetora enquanto que para as células T CD8+ há predomínio das células de memória central. Quanto aos subtipos, há aumento nas células T CD4+ regs periféricas (pT reg). CONCLUSÕES: O estado de ativação das mDCs após ativação das vias de TLRs 4 e 7/8 pode influenciar na geração de resposta T efetoras no LP. O perfil de resposta monofuncional e polifuncional aos estímulos TLRs reflete a ativação destas células no sangue periférico. Além disso, o aumento de Th22/Tc22 e das células T regs indicam uma relação entre regulação e células efetoras no sangue periférico evidenciando que existem alterações extracutâneas no LP

The Structure of theCyprinid herpesvirus 3ORF112-Zα·Z-DNA Complex Reveals a Mechanism of Nucleic Acids Recognition Conserved with E3L, a Poxvirus Inhibitor of Interferon Response

In vertebrate species, the innate immune system down-regulates protein translation in response to viral infection through the action of the double-stranded RNA (dsRNA)-activated protein kinase (PKR). In some teleost species another protein kinase, Z-DNA-dependent protein kinase (PKZ), plays a similar role but instead of dsRNA binding domains, PKZ has Zα domains. These domains recognize the left-handed conformer of dsDNA and dsRNA known as Z-DNA/Z-RNA. Cyprinid herpesvirus 3 infects common and koi carp, which have PKZ, and encodes the ORF112 protein that itself bears a Zα domain, a putative competitive inhibitor of PKZ. Here we present the crystal structure of ORF112-Zα in complex with an 18-bp CpG DNA repeat, at 1.5 Å. We demonstrate that the bound DNA is in the left-handed conformation and identify key interactions for the specificity of ORF112. Localization of ORF112 protein in stress granules induced in Cyprinid herpesvirus 3-infected fish cells suggests a functional behavior similar to that of Zα domains of the interferon-regulated, nucleic acid surveillance proteins ADAR1 and DAI.

Zalpha-domains: At the intersection between RNA editing and innate immunity

The involvement of A to I RNA editing in antiviral responses was first indicated by the observation of genomic hyper-mutation for several RNA viruses in the course of persistent infections. However, in only a few cases an antiviral role was ever demonstrated and surprisingly, it turns out that ADARs - the RNA editing enzymes - may have a prominent pro-viral role through the modulation/down-regulation of the interferon response. A key role in this regulatory function of RNA editing is played by ADAR1, an interferon inducible RNA editing enzyme. A distinguishing feature of ADAR1, when compared with other ADARs, is the presence of a Z-DNA binding domain, Zalpha. Since the initial discovery of the specific and high affinity binding of Zalpha to CpG repeats in a left-handed helical conformation, other proteins, all related to the interferon response pathway, were shown to have similar domains throughout the vertebrate lineage. What is the biological function of this domain family remains unclear but a significant body of work provides pieces of a puzzle that points to an important role of Zalpha domains in the recognition of foreign nucleic acids in the cytoplasm by the innate immune system. Here we will provide an overview of our knowledge on ADAR1 function in interferon response with emphasis on Zalpha domains.

Complex genetic findings in a female patient with pyruvate dehydrogenase complex deficiency: Null mutations in the PDHX gene associated with unusual expression of the testis-specific PDHA2 gene in her somatic cells

Human pyruvate dehydrogenase complex (PDC) catalyzes a key step in the generation of cellular energy and is composed by three catalytic elements (E1, E2, E3), one structural subunit (E3-binding protein), and specific regulatory elements, phosphatases and kinases (PDKs, PDPs). The E1α subunit exists as two isoforms encoded by different genes: PDHA1 located on Xp22.1 and expressed in somatic tissues, and the intronless PDHA2 located on chromosome 4 and only detected in human spermatocytes and spermatids. We report on a young adult female patient who has PDC deficiency associated with a compound heterozygosity in PDHX encoding the E3-binding protein. Additionally, in the patient and in all members of her immediate family, a full-length testis-specific PDHA2 mRNA and a 5′UTR-truncated PDHA1 mRNA were detected in circulating lymphocytes and cultured fibroblasts, being bothmRNAs translated into full-length PDHA2 and PDHA1 proteins, resulting in the co-existence of both PDHA isoforms in somatic cells.Moreover, we observed that DNA hypomethylation of a CpG island in the coding region of PDHA2 gene is associatedwith the somatic activation of this gene transcription in these individuals. This study represents the first natural model of the de-repression of the testis-specific PDHA2 gene in human somatic cells, and raises some questions related to the somatic activation of this gene as a potential therapeutic approach for most forms of PDC deficiency.

Methylomic and Transcriptomic Insights Linking Air Pollution and Atherosclerosis

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

Identification of putative noncoding RNAs among the RIKEN mouse full-length cDNA collection

With the sequencing and annotation of genomes and transcriptomes of several eukaryotes, the importance of noncoding RNA (ncRNA)-RNA molecules that are not translated to protein products-has become more evident. A subclass of ncRNA transcripts are encoded by highly regulated, multi-exon, transcriptional units, are processed like typical protein-coding mRNAs and are increasingly implicated in regulation of many cellular functions in eukaryotes. This study describes the identification of candidate functional ncRNAs from among the RIKEN mouse full-length cDNA collection, which contains 60,770 sequences, by using a systematic computational filtering approach. We initially searched for previously reported ncRNAs and found nine murine ncRNAs and homologs of several previously described nonmouse ncRNAs. Through our computational approach to filter artifact-free clones that lack protein coding potential, we extracted 4280 transcripts as the largest-candidate set. Many clones in the set had EST hits, potential CpG islands surrounding the transcription start sites, and homologies with the human genome. This implies that many candidates are indeed transcribed in a regulated manner. Our results demonstrate that ncRNAs are a major functional subclass of processed transcripts in mammals.

The molecular basis for the lack of immunostimulatory activity of vertebrate DNA

Macrophages and B cells are activated by unmethylated CpG-containing sequences in bacterial DNA. The lack of activity of self DNA has generally been attributed to CpG suppression and methylation, although the role of methylation is in doubt. The frequency of CpG in the mouse genome is 12.5% of Escherichia coli, with unmethylated CpG occurring at similar to3% the frequency of E. coli. This suppression of CpG alone is insufficient to explain the inactivity of self DNA; vertebrate DNA was inactive at 100 mug/ml, 3000 times the concentration at which E. coli DNA activity was observed. We sought to resolve why self DNA does not activate macrophages. Known active CpG motifs occurred in the mouse genome at 18% of random occurrence, similar to general CpG suppression. To examine the contribution of methylation, genomic DNAs were PCR amplified. Removal of methylation from the mouse genome revealed activity that was 23-fold lower than E. coli DNA, although there is only a 7-fold lower frequency of known active CpG motifs in the mouse genome. This discrepancy may be explained by G-rich sequences such as GGAGGGG, which potently inhibited activation and are found in greater frequency in the mouse than the E. coli genome. In summary, general CpG suppression, CpG methylation, inhibitory motifs, and saturable DNA uptake combined to explain the inactivity of self DNA. The immunostimulatory activity of DNA is determined by the frequency of unmethylated stimulatory sequences within an individual DNA strand and the ratio of stimulatory to inhibitory sequences.

Cadherin/catenin complex appears to be intact in hepatocellular carcinomas from Australia and South Africa

Background and aim: E-cadherin binds to beta-catenin to form the cadherin/catenin complex required for strong cell adhesion. Inactivation of this complex in tumors facilitates invasion into surrounding tissues. Alterations of both proteins have been reported in hepatocellular carcinomas (HCC). However, the interactions between E-cadherin and beta-catenin in HCC from different geographical groups have not been explored. The aim of the present study was to assess the role of E-cadherin and beta-catenin in Australian and South African patients with HCC. Methods: DNA was extracted from malignant and non-malignant liver tissue from 37 Australian and 24 South African patients, and from histologically normal liver from 20 transplant donors. Chromosomal instability at 16q22, promoter methylation at E-cadherin, beta-catenin mutations and E-cadherin and beta-catenin protein expression was assessed using loss of heterozygosity, methylation-specific polymerase chain reaction, denaturing high-performance liquid chromatography and immunohistochemistry, respectively. Results: Loss of heterozygosity at 16q22 was prevalent in South African HCC patients (50%vs 11%; P < 0.05, chi(2)). In contrast, E-cadherin promoter hypermethylation was common in Australian cases in both malignant (30%vs 13%; P = not significant, chi(2)) and non-malignant liver (57%vs 8%, respectively, P < 0.001, chi(2)). Methylation of non-malignant liver was more likely to be detected in patients over the age of 50 years (P < 0.001, chi(2)), the overall mean age for our cohort of patients. Only one beta-catenin mutation was identified. E-cadherin protein expression was reduced in one HCC, while abnormalities in protein expression were absent in beta-catenin. Conclusion: Contrary to previous observations in HCC from other countries, neither E-cadherin nor beta-catenin appears to play a role in hepatocarcinogenesis in Australian and South African patients with HCC. (C) 2004 Blackwell Publishing Asia Pty Ltd.

Cardiac expression of the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator involves novel Exon 1 usage to produce a unique amino-terminal protein

Cystic fibrosis is caused by mutations in the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) gene, which encodes a chloride channel present in many cells. In cardiomyocytes, we report that multiple exon 1 usage and alternative splicing produces four CFTR transcripts, with different 5'-untranslated regions, CFTRTRAD-139, CFTR-1C/-1A, CFTR-1C, and CFTR-1B. CFTR transcripts containing the novel upstream exons (exons -1C, -1B, and -1A) represent more than 90% of cardiac expressed CFTR mRNA. Regulation of cardiac CFTR expression, in response to developmental and pathological stimuli, is exclusively due to the modulation of CFTR-1C and CFTR-1C/-1A expression. Upstream open reading frames have been identified in the 5'-untranslated regions of all CFTR transcripts that, in conjunction with adjacent stem-loop structures, modulate the efficiency of translation initiation at the AUG codon of the main CFTR coding region in CFTRTRAD-139 and CFTR-1C/-1A transcripts. Exon(-1A), only present in CFTR-1C/-1A transcripts, encodes an AUG codon that is in-frame with the main CFTR open reading frame, the efficient translation of which produces a novel CFTR protein isoform with a curtailed amino terminus. As the expression of this CFTR transcript parallels the spatial and temporal distribution of the cAMP-activated whole-cell current density in normal and diseased hearts, we suggest that CFTR-1C/-1A provides the molecular basis for the cardiac cAMP-activated chloride channel. Our findings provide further insight into the complex nature of in vivo CFTR expression, to which multiple mRNA transcripts, protein isoforms, and post-transcriptional regulatory mechanisms are now added.

LPS regulates a set of genes in primary murine macrophages by antagonising CSF-1 action

We previously reported that bacterial products such as LPS and CpG DNA down-modulated cell surface levels of the Colony Stimulating Factor (CSF)-1 receptor (CSF-1R) on primary murine macrophages in an all-or-nothing manner. Here we show that the ability of bacterial products to down-modulate the CSF-IR rendered bone marrow-derived macrophages (BMM) unresponsive to CSF-1 as assessed by Akt and ERK 1/2 phosphorylation. Using toll-like receptor (th-)9 as a model CSF-1-repressed gene, we show that LPS induced tlr9 expression in BMM only when CSF-1 was present, suggesting that LPS relieves CSF-1-mediated inhibition to induce gene expression. Using cDNA microarrays, we identified a cluster of similarly CSF-1 repressed genes in BMM. By real time PCR we confirmed that the expression of a selection of these genes, including integral membrane protein 2B (itm2b), receptor activity-modifying protein 2 (ramp2) and macrophage-specific gene 1 (mpg-1), were repressed by CSF-1 and were induced by LPS only in the presence of CSF-1. This pattern of gene regulation was also apparent in thioglycollate-elicited peritoneal macrophages (TEPM). LPS also counteracted CSF-1 action to induce mRNA expression of a number of transcription factors including interferon consensus sequence binding protein 1 (Icsbp1), suggesting that this mechanism leads to transcriptional reprogramming in macrophages. Since the majority of in vitro studies on macrophage biology do not include CSF-1, these genes represent a set of previously uncharacterised LPS-inducible genes. This study identifies a new mechanism of macrophage activation, in which LPS (and other toll-like receptor agonists) regulate gene expression by switching off the CSF-1R signal. This finding also provides a biological relevance to the well-documented ability of macrophage activators to down-modulate surface expression of the CSF-1R. (C) 2005 Elsevier GmbH. All rights reserved.