Autocrine activity of soluble Flt-1 controls endothelial cell function and angiogenesis

Background - The negative feedback system is an important physiological regulatory mechanism controlling angiogenesis. Soluble vascular endothelial growth factor (VEGF) receptor-1 (sFlt-1), acts as a potent endogenous soluble inhibitor of VEGF- and placenta growth factor (PlGF)-mediated biological function and can also form dominant-negative complexes with competent full-length VEGF receptors. Methods and results - Systemic overexpression of VEGF-A in mice resulted in significantly elevated circulating sFlt-1. In addition, stimulation of human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) with VEGF-A, induced a five-fold increase in sFlt-1 mRNA, a time-dependent significant increase in the release of sFlt-1 into the culture medium and activation of the flt-1 gene promoter. This response was dependent on VEGF receptor-2 (VEGFR-2) and phosphoinositide-3'-kinase signalling. siRNA-mediated knockdown of sFlt-1 in HUVEC stimulated the activation of endothelial nitric oxide synthase, increased basal and VEGF-induced cell migration and enhanced endothelial tube formation on growth factor reduced Matrigel. In contrast, adenoviral overexpression of sFlt-1 suppressed phosphorylation of VEGFR-2 at tyrosine 951 and ERK-1/-2 MAPK and reduced HUVEC proliferation. Preeclampsia is associated with elevated placental and systemic sFlt-1. Phosphorylation of VEGFR-2 tyrosine 951 was greatly reduced in placenta from preeclamptic patients compared to gestationally-matched normal placenta. Conclusion - These results show that endothelial sFlt-1 expression is regulated by VEGF and acts as an autocrine regulator of endothelial cell function.

Compartmentalization of the MAPK scaffold protein KSR1 modulates synaptic plasticity in hippocampal neurons

ERK1/2 is required for certain forms of synaptic plasticity, including the long-term potentiation of synaptic strength. However, the molecular mechanisms regulating synaptically localized ERK1/2 signaling are poorly understood. Here, we show that the MAPK scaffold protein kinase suppressor of Ras 1 (KSR1) is directly phosphorylated by the downstream kinase ERK1/2. Quantitative Western blot analysis further demonstrates that expression of mutated, feedback-deficient KSR1 promotes sustained ERK1/2 activation in HEK293 cells in response to EGF stimulation, compared to a more transient activation in control cells expressing wild-type KSR1. Immunocytochemistry and confocal imaging of primary hippocampal neurons from newborn C57BL6 mice further show that feedback phosphorylation of KSR1 significantly reduces its localization to dendritic spines. This effect can be reversed by tetrodotoxin (1 μM) or PD184352 (2 μM) treatment, further suggesting that neuronal activity and phosphorylation by ERK1/2 lead to KSR1 removal from the postsynaptic compartment. Consequently, electrophysiological recordings in hippocampal neurons expressing wild-type or feedback-deficient KSR1 demonstrate that KSR1 feedback phosphorylation restricts the potentiation of excitatory postsynaptic currents. Our findings, therefore, suggest that feedback phosphorylation of the scaffold protein KSR1 prevents excessive ERK1/2 signaling in the postsynaptic compartment and thus contributes to maintaining physiological levels of synaptic excitability. © FASEB.

Short-chain fatty acid acetate stimulates adipogenesis and mitochondrial biogenesis via GPR43 in brown adipocytes

Short-chain fatty acids play crucial roles in a range of physiological functions. However, the effects of short-chain fatty acids on brown adipose tissue have not been fully investigated. We examined the role of acetate, a short-chain fatty acid formed by fermentation in the gut, in the regulation of brown adipocyte metabolism. Our results show that acetate up-regulates adipocyte protein 2, peroxisomal proliferator-activated receptor-γ coactivator-1α, and uncoupling protein-1 expression and affects the morphological changes of brown adipocytes during adipogenesis. Moreover, an increase in mitochondrial biogenesis was observed after acetate treatment. Acetate also elicited the activation of ERK and cAMP response element-binding protein, and these responses were sensitive to G(i/o)-type G protein inactivator, Gβγ-subunit inhibitor, phospholipase C inhibitor, and MAPK kinase inhibitor, indicating a role for the G(i/o)βγ/phospholipase C/protein kinase C/MAPK kinase signaling pathway in these responses. These effects of acetate were mimicked by treatment with 4-chloro-α-(1-methylethyl)-N-2-thiazolylbenzeneacetamide, a synthetic G protein-coupled receptor 43 (GPR43) agonist and were impaired in GPR43 knockdown cells. Taken together, our results indicate that acetate may have important physiological roles in brown adipocytes through the activation of GPR43.

Negative feedback regulation of the ERK1/2 MAPK pathway

The extracellular signal-regulated kinase 1/2 (ERK1/2) mitogen-activated protein kinase (MAPK) signalling pathway regulates many cellular functions, including proliferation, differentiation, and transformation. To reliably convert external stimuli into specific cellular responses and to adapt to environmental circumstances, the pathway must be integrated into the overall signalling activity of the cell. Multiple mechanisms have evolved to perform this role. In this review, we will focus on negative feedback mechanisms and examine how they shape ERK1/2 MAPK signalling. We will first discuss the extensive number of negative feedback loops targeting the different components of the ERK1/2 MAPK cascade, specifically the direct posttranslational modification of pathway components by downstream protein kinases and the induction of de novo gene synthesis of specific pathway inhibitors. We will then evaluate how negative feedback modulates the spatiotemporal signalling dynamics of the ERK1/2 pathway regarding signalling amplitude and duration as well as subcellular localisation. Aberrant ERK1/2 activation results in deregulated proliferation and malignant transformation in model systems and is commonly observed in human tumours. Inhibition of the ERK1/2 pathway thus represents an attractive target for the treatment of malignant tumours with increased ERK1/2 activity. We will, therefore, discuss the effect of ERK1/2 MAPK feedback regulation on cancer treatment and how it contributes to reduced clinical efficacy of therapeutic agents and the development of drug resistance.

Rôle des récepteurs aux protéines G (GPR55, GPR91 et GPR99) dans la croissance et le guidage axonal au cours du développement du système visuel

Lors de l’attribution du prix Nobel de chimie aux docteurs Robert Leftkowitz et Brian Kobika pour leurs travaux essentiels sur les récepteurs couplés à des protéines G (RCPGs), Sven Lindin, membre du comité Nobel, a affirmé que « jusqu'à la moitié » des médicaments « reposent sur une action ciblant les RCPG ». En raison de leurs rôles importants, leurs mécanismes d'activation et l’action de leurs ligands, les RCPG demeurent les cibles potentielles de la majorité des recherches pour le développement de nouveaux médicaments et de leurs applications cliniques. Dans cette optique, nous avons concentré nos recherches à travers cette thèse pour élucider les rôles, les mécanismes d’action et les effets des ligands de trois RCPG : GPR55; GPR91 et GPR99 au cours du développement des axones des cellules ganglionnaires de la rétine (CGRs). Les résultats de nos études confirment l’expression des récepteurs lors du développement embryonnaire, postnatal et adulte des CGRs ainsi qu’au cours de l’établissement de la voie rétinothalamique. In vitro, la modulation pharmacologique et génétique de l’activité de ces RCPGs réorganise la morphologie du cône de croissance des CGRs, celle des neurones corticaux et elle modifie la croissance axonale globale. De plus, les effets de la stimulation avec des ligands des ces trois RCPGs sur le guidage axonal varient d’aucun effet (GPR91 et GPR99) à la répulsion ou l’attraction (GPR55). La voie de signalisation MAPK-ERK1/2 joue un rôle essentiel dans la médiation des effets des ligands de ces récepteurs avec une implication de la voie de RhoA à hautes concentrations pour l’agoniste endogène de GPR55. In vivo, cette recherche démontre également l’implication de GPR55 dans les processus de sélection des cibles thalamiques et de raffinement au cours du développement du système nerveux visuel.

Étude du cross-talk entre la voie de synthèse des prostaglandines et des leucotriènes dans les membranes synoviales arthrosiques humaines

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La voie de l'éthique de la vertu

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Régulation protéasome-dépendante de l'activité transcriptionnelle des récepteurs des estrogènes

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Propriétés fonctionnelles de la voie lente du noeud auriculoventriculaire : caractérisation et rôle dans la fonction nodale normale chez le lapin

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Contrôle pharmacologique de l'apoptose cardiovasculaire dans l'hypertension : implication de la voie de l'angiotensine et de la correction de la dysfonction endothéliale

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Régulation de la voie Jak/STAT par les récepteurs couplés aux protéines G : rôle des petites protéines G de la famille Rho

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Implication de la voie de dégradation ubiquitine-dépendante dans la pathologie des maladies de surchage lysosomale

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Développement d'un essai de complémentation protéique avec la Renilla luciférase et étude de la voie de biosynthèse des acides aminés aromatiques chez Saccharomyces cerevisiae

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Caractérisation de la voie permettant la viabilité de Schizosaccharomyces pombe en l'absence de calnexine

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Upstream mechanisms responsible for H₂O₂-induced activation of MAPK and PKB in vascular smooth muscle cells

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.