G protein beta gamma subunits stimulate phosphorylation of Shc adapter protein.

The mechanism of mitogen-activated protein (MAP) kinase activation by pertussis toxin-sensitive Gi-coupled receptors is known to involve the beta gamma subunits of heterotrimeric G proteins (G beta gamma), p21ras activation, and an as-yet-unidentified tyrosine kinase. To investigate the mechanism of G beta gamma-stimulated p21ras activation, G beta gamma-mediated tyrosine phosphorylation was examined by overexpressing G beta gamma or alpha 2-C10 adrenergic receptors (ARs) that couple to Gi in COS-7 cells. Immunoprecipitation of phosphotyrosine-containing proteins revealed a 2- to 3-fold increase in the phosphorylation of two proteins of approximately 50 kDa (designated as p52) in G beta gamma-transfected cells or in alpha 2-C10 AR-transfected cells stimulated with the agonist UK-14304. The latter response was pertussis toxin sensitive. These proteins (p52) were also specifically immunoprecipitated with anti-Shc antibodies and comigrated with two Shc proteins, 46 and 52 kDa. The G beta gamma- or alpha 2-C10 AR-stimulated p52 (Shc) phosphorylation was inhibited by coexpression of the carboxyl terminus of beta-adrenergic receptor kinase (a G beta gamma-binding pleckstrin homology domain peptide) or by the tyrosine kinase inhibitors genistein and herbimycin A, but not by a dominant negative mutant of p21ras. Worthmannin, a specific inhibitor of phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) inhibited phosphorylation of p52 (Shc), implying involvement of PI3K. These results suggest that G beta gamma-stimulated Shc phosphorylation represents an early step in the pathway leading to p21ras activation, similar to the mechanism utilized by growth factor tyrosine kinase receptors.

Isoform-specific inhibition of TRPC4 channel by phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate.

Full-length transient receptor potential (TRP) cation channel TRPC4alpha and shorter TRPC4beta lacking 84 amino acids in the cytosolic C terminus are expressed in smooth muscle and endothelial cells where they regulate membrane potential and Ca(2+) influx. In common with other "classical" TRPCs, TRPC4 is activated by G(q)/phospholipase C-coupled receptors, but the underlying mechanism remains elusive. Little is also known about any isoform-specific channel regulation. Here we show that TRPC4alpha but not TRPC4beta was strongly inhibited by intracellularly applied phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP(2)). In contrast, several other phosphoinositides (PI), including PI(3,4)P(2), PI(3,5)P(2), and PI(3,4,5)P(3), had no effect or even potentiated TRPC4alpha indicating that PIP(2) inhibits TRPC4alpha in a highly selective manner. We show that PIP(2) binds to the C terminus of TRPC4alpha but not that of TRPC4beta in vitro. Its inhibitory action was dependent on the association of TRPC4alpha with actin cytoskeleton as it was prevented by cytochalasin D treatment or by the deletion of the C-terminal PDZ-binding motif (Thr-Thr-Arg-Leu) that links TRPC4 to F-actin through the sodium-hydrogen exchanger regulatory factor and ezrin. PIP(2) breakdown appears to be a required step in TRPC4alpha channel activation as PIP(2) depletion alone was insufficient for channel opening, which additionally required Ca(2+) and pertussis toxin-sensitive G(i/o) proteins. Thus, TRPC4 channels integrate a variety of G-protein-dependent stimuli, including a PIP(2)/cytoskeleton dependence reminiscent of the TRPC4-like muscarinic agonist-activated cation channels in ileal myocytes.

Evidence for the presence of G-proteins, adenylyl cyclase and phospholipase C activities in lymphatic smooth muscle cell membranes

In plasma membranes derived from bovine mesenteric lymphatic smooth muscle cells, guanine nucleotide and forskolin stimulated adenylyl cyclase (AC) activity in a concentration-dependent manner, indicative of the presence of the stimulatory G-protein G(s) linked to AC. There was no significant enzyme inhibition by low concentrations of guanine nucleotide and no effect on basal or guanine nucleotide-stimulated activity following pertussis toxin treatment of cells, suggesting the absence of G(1) linked to inhibition of AC. Furthermore, there was no effect of adrenaline, isoprenaline or clonidine on basal or forskolin-stimulated activities, nor was there any specific binding of the beta-adrenoceptor ligand [I-125]cyanopindolol to membranes, suggesting that cate-cholamine receptors do not modulate AC activity in these membranes. Pertussis toxin-mediated ADP ribosylation of membrane proteins and Western immunoblotting analysis revealed the presence of G-protein subunits G(alpha l2), G(alpha q), G(alpha 11) and G(beta 1). In experiments designed to identify a possible effector enzyme for these G-proteins, membranes were screened with a range of antibodies raised against phospholipase C (PLC) beta, gamma and delta isozymes. Though no evidence was obtained by Western blotting for any of these proteins, PLC activity was concentration-dependently stimulated by Ca2+, but not by AlF4-, GTP[S], or purified G(beta gamma) subunits. Finally, no specific binding to membranes of the alpha(1)-adrenoceptor ligand [H-3]prazosin or the alpha(2)-adrenoceptor ligand [H-3]yohimbine was obtained. In conclusion, this study provides evidence for a G(s)-dependent stimulation of AC, and for the presence of G(2) and G(q11), which do not appear to regulate a PLC activity also identified in lymphatic smooth muscle cell membranes. Furthermore, neither AC nor PLC appear to be associated with catecholamine receptors. Copyright(C) 1996 Elsevier Science Inc.

Short-chain fatty acids cause an IL-8 response in cystic fibrosis airways via increased GPR41

RATIONALE: Anaerobic bacteria are present in large numbers in the airways of people with cystic fibrosis (PWCF). In the gut, anaerobes produce short-chain fatty acids (SCFAs) that modulate immune/inflammatory processes.

OBJECTIVES: To investigate the capacity of anaerobes to contribute to CF airway pathogenesis via SCFAs.

METHODS: Samples from 109 PWCF were processed using anaerobic microbiological culture with bacteria present identified by 16S RNA sequencing. SCFAs levels in anaerobe supernatants and bronchoalveolar lavage (BAL) were determined by gas chromatography. The mRNA and/or protein expression of SCFAs receptors, GPR41 and GPR43, in CF and non-CF bronchial brushings, and 16HBE14o- and CFBE41o- cells were evaluated using RT-PCR, western blot, laser scanning cytometry and confocal microscopy. SCFAs-induced IL-8 secretion was monitored by ELISA.

MEASUREMENTS AND MAIN RESULTS: Fifty seven of 109 (52.3%) PWCF were anaerobe-positive. Prevalence increased with age, from 33.3% to 57.7% in PWCF under (n=24) and over 6 years (n=85). All evaluated anaerobes produced millimolar concentrations of SCFAs, including acetic, propionic and butyric acid. SCFAs levels were higher in BAL samples from adults than children. GPR41 levels were elevated in; CFBE41o- versus 16HBE14o- cells; CF versus non-CF bronchial brushings; 16HBE14o- cells after treatment with CFTR inhibitor CFTR(inh)-172, CF BAL, or inducers of endoplasmic reticulum stress. SCFAs induced a dose-dependent and pertussis toxin-sensitive IL-8 response in bronchial epithelial cells with a higher production of IL-8 in CFBE41o- than 16HBE14o- cells.

CONCLUSIONS: This study illustrates that SCFAs contribute to excessive production of IL-8 in CF airways colonized with anaerobes via upregulated GPR41.

Activation of peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) by their ligands and protein kinase A activators.

The nuclear peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) alpha, beta, and gamma activate the transcription of multiple genes involved in lipid metabolism. Several natural and synthetic ligands have been identified for each PPAR isotype but little is known about the phosphorylation state of these receptors. We show here that activators of protein kinase A (PKA) can enhance mouse PPAR activity in the absence and the presence of exogenous ligands in transient transfection experiments. Activation function 1 (AF-1) of PPARs was dispensable for transcriptional enhancement, whereas activation function 2 (AF-2) was required for this effect. We also show that several domains of PPAR can be phosphorylated by PKA in vitro. Moreover, gel retardation experiments suggest that PKA stabilizes binding of the liganded PPAR to DNA. PKA inhibitors decreased not only the kinase-dependent induction of PPARs but also their ligand-dependent induction, suggesting an interaction between both pathways that leads to maximal transcriptional induction by PPARs. Moreover, comparing PPAR alpha knockout (KO) with PPAR alpha WT mice, we show that the expression of the acyl CoA oxidase (ACO) gene can be regulated by PKA-activated PPAR alpha in liver. These data demonstrate that the PKA pathway is an important modulator of PPAR activity, and we propose a model associating this pathway in the control of fatty acid beta-oxidation under conditions of fasting, stress, and exercise.

Étude moléculaire de la formation de complexes protéiques impliqués dans la signalisation des récepteurs couplés aux protéines G

La communication cellulaire est un phénomène important pour le maintien de l’homéostasie des cellules. Au court des dernières années, cette sphère de recherche sur la signalisation cellulaire a connue des avancées importantes au niveau de l’identification des acteurs principaux impliqués dans la reconnaissance extracellulaire des signaux, ainsi que la compréhension des voies de signalisation engagées par les cellules pour répondre aux facteurs extracellulaires. Malgré ces nouvelles informations, les diverses interrelations moléculaires entre les acteurs ainsi que les voies de signalisation cellulaire, demeurent mal comprises. Le transfert d’énergie de résonance de bioluminescence (BRET) permet la mesure d’interactions protéiques et peut être utilisé dans deux configurations, le BRET480-YFP (connu aussi comme le BRET1) et le BRET400-GFP (connu aussi en tant que BRET2). Suite à l’oxydation de son substrat, la luciférase de renilla peut transférer son énergie à une protéine fluorescente, uniquement si elles sont à proximité l’une de l’autre (≤100Å). La combinaison dans un seul essai des BRET480-YFP et BRET400-GFP, a permis de suivre trois paires d’interactions, sur une même population cellulaire. Par contre, l’utilisation de deux substrats pour la réaction de bioluminescence rend impossible la mesure simultanée des différents signaux de BRET, pour ce trois nouvelles configurations de BRET ont été mises au point en utilisant des nouvelles protéines fluorescentes. Ainsi deux des nouvelles couleurs de BRET ayant des émissions résolues, le BRET400-BFP et le BRET400mAmetrine ont pu être combinées pour mesurer l’engagement par un RCPG d’une protéine G, ainsi que l’accumulation du second messager. La combinaison de ces BRET a également permis de révéler la formation d’un complexe entre le récepteur α2A adrénergique (α2AAR), Gαi1, le dimère Gβγ ainsi que la kinase des récepteurs couplés aux protéines G (GRK2), suite à l’activation du récepteur. De plus, seule l’entrée de GRK2 semble être en mesure de causer la désensibilisation du α2AAR, en s’intercalant entre Gαi1 et Gβγ. Par contre, la stabilisation de l’interaction entre α2AAR et la β-arrestine2 semble nécessiter l’activité kinase de GRK2. Une autre étude a révélé l’importance de différentes Gα pour la mobilisation du calcium, suite à l’activation du récepteur aux opioïdes de type delta (DOR). Suite à la surexpression de Gα de la famille Gαq, il a été possible de mesurer une influence de ces Gα sur la mobilisation du calcium. Toutefois, cette réponse calcique mesurée en présence des Gαq demeure sensible aux prétraitements à la toxine de Bordetella pertussis, qui inhibe sélectivement l’activité des Gαi. De plus, la co-expression de Gαi et Gαq permet de potentialiser la mobilisation de calcium, démontrant une interrelation entre ces deux familles de protéine Gα, pour la signalisation du DOR. Afin de démontrer l’interrelation directe, des expériences de BRET ont été réalisées entre différentes Gα. En plus de montrer la formation de complexes sélectifs entre les Gα, les expériences de BRET réalisées en parallèle d’analyses de séquences de Gα, ont également mis à jour un site de sélectivité d’interaction entre les Gα, l’hélice α4. Suite à la transposition de cette hélice α4 de Gα12 sur Gαi1, qui normalement n’interagissent pas, il a été possible de forcer l’interaction entre Gα12 et Gαi1, confirmant ainsi que cette hélice α contient l’information permettant une sélectivité d’interaction. Au cours de cette thèse, il a été possible de générer de nouvelles méthodes de mesure d’interactions protéiques qui permettent de multiplexer différents signaux, ce qui a permis de mettre à jour de nouvelles interactions entre divers effecteurs de la signalisation de RCGP

Régulation du cycle cellulaire par le récepteur natriurétique de type C dans les cellules du muscle lisse vasculaire : mécanismes moléculaires

Nous avons précédemment montré que l’activation du récepteur natriurétique de type C (NPR-C) par son agoniste spécifique, le C-ANP4-23, atténue l’augmentation de la prolifération des cellules du muscle lisse vasculaire (CMLV) induite par les peptides vasoactifs (Ang II, ET-1 et l’AVP). Puisque les CMLV provenant de rats spontanément hypertendus (SHR) montrent elles aussi un taux de prolifération plus élevé que leur contrôle, les CMLV de rats Wystar-Kyoto (WKY), nous avons entrepris cette étude dans le but de déterminer si C-ANP4-23 peut également diminuer le taux élevé de prolifération des CMLV de SHR et, le cas échéant déterminer les mécanismes responsables de cette réponse. Nos résultats montrent que le taux de prolifération des CMLV de SHR est significativement plus élevé que celui des CMLV de WKY et que la présence de C-ANP4-23 diminue de manière-dose dépendante le taux de prolifération des CMLV de SHR. En plus, l’expression des protéines de la phase G1 du cycle cellulaire, la cycline D1, la kinase dépendante des cyclines 2 (cdk2) et la forme phosphorylée de la protéine du rétinoblastome (pRb) est augmentée dans les CMLV de SHR comparativement aux CMLV de WKY et est atténué par C-ANP4-23. De plus, nos résultats montrent que les inhibiteurs du complexe cycline D1/cdk4 (NSC 625987) et cdk2 (NU2058) diminue le taux de prolifération élevé des CMLV de SHR. Les CMLV de SHR montrent également un taux de phosphorylation de ERK1/2 et d’AKT et est atténué par C-ANP4-23. De plus, le taux d’expression élevé des protéines cycline D1, cdk2 et pRb des CMLV de SHR est diminué par la toxine pertussis qui inactive la protéine Giα, le PD 98095, un inhibiteur de MEK de la voie des MAPK, du wortmannin, un inhibiteur de la PI3-K et finalement du losartan, un antagoniste du récepteur AT1. Ces résultats suggèrent que l’activation du récepteur NPR-C par C-ANP4-23 diminue le taux de prolifération élevé des CMLV de SHR par une régulation à la baisse des composantes du cycle cellulaire via l’inhibition de la protéine Giα et des voies signalétique MAP kinase/PI3-K.

Functional Analysis of Nuclear beta-Adrenergic Receptors in the Myocardium

Récemment plusieurs récepteurs couplés aux protéines G (RCPGs) ont été caractérisés au niveau des membranes intracellulaires, dont la membrane nucléaire. Notre objectif était de déterminer si les sous-types de récepteurs β-adrénergiques (βAR) et leurs machineries de signalisation étaient fonctionnels et localisés à la membrane nucléaire des cardiomyocytes. Nous avons démontré la présence des β1AR et β3AR, mais pas du β2AR à la membrane nucléaire de myocytes ventriculaires adultes par immunobuvardage, par microscopie confocale, et par des essais fonctionnels. De plus, certains partenaires de signalisation comme les protéines GαS, Gαi, l’adénylate cyclase II, et V/VI y étaient également localisés. Les sous-types de βAR nucléaires étaient fonctionnels puisqu'ils pouvaient lier leurs ligands et activer leurs effecteurs. En utilisant des noyaux isolés, nous avons observé que l'agoniste non-sélectif isoprotérénol (ISO), et que le BRL37344, un ligand sélectif du β3AR, stimulaient l'initiation de la synthèse de l’ARN, contrairement à l'agoniste sélectif du β1AR, le xamotérol. Cette synthèse était abolie par la toxine pertussique (PTX). Cependant, la stimulation des récepteurs nucléaires de type B de l’endothéline (ETB) causaient une réduction de l'initiation de la synthèse d’ARN. Les voies de signalisations impliquées dans la régulation de la synthèse d’ARN par les RCPGs ont ensuite été étudiées en utilisant des noyaux isolés stimulés par des agonistes en présence ou absence de différents inhibiteurs des voies MAP Kinases (proteines kinases activées par mitogènes) et de la voie PI3K/PKB. Les protéines impliquées dans les voies de signalisation de p38, JNK, ERK MAP Kinase et PKB étaient présents dans les noyaux isolés. L'inhibition de PKB par la triciribine, inhibait la synthèse d’ARN. Nous avons ensuite pu mettre en évidence par qPCR que la stimulation par l’ISO entrainait une augmentation du niveau d'ARNr 18S ainsi qu’une diminution de l'expression d’ARNm de NFκB. En contraste, l’ET-1 n’avait aucun effet sur le niveau d’expression de l’ARNr 18S. Nous avons ensuite montré que la stimulation par l’ISO réduisait l’expression de plusieurs gènes impliqués dans l'activation de NFκB, tandis que l’inhibition de ERK1/2 et PKB renversait cet effet. Un microarray global nous a ensuite permis de démontrer que les βARs et les ETRs nucléaires régulaient un grand nombre de gènes distincts. Finalement, les βARs et ETRs nucléaires augmentaient aussi une production de NO de noyaux isolés, ce qui pouvait être inhibée par le LNAME. Ces résultats ont été confirmés dans des cardiomyocytes intacts en utilisant des analogues cagés et perméables d’ISO et de l'ET-1: l'augmentation de NO nucléaire détectée par DAF2-DA, causée par l'ET-1 et l'ISO, pouvait être prévenue par le LNAME. Finalement, l’augmentation de l’initiation de la transcription induite par l'ISO était aussi bloquée par le L-NAME ou par un inbitheur de PKG, le KT5823, suggérant que la voie NO-GC-PKG est impliquée dans la régulation de la transcription par les βAR. En conclusion, les βARs et les ETRs nucléaires utilisent des voies de signalisation différentes et exercent ainsi des effets distincts sur l’expression des gènes cardiaques. Ils représentent donc une avenue intéressante pour le développement de drogues pharmacologiques.

Effect of knockdown of Giα proteins using antisense oligodeoxynucleotides encapsulated in cationic liposomes on the development of hypertension in spontaneously hypertensive rats

L'hypertension artérielle est l'une des principales causes de morbidité et de mortalité dans le monde. La compréhension des mécanismes qui sont à la base du développement de l'hypertension offrira de nouvelles perspectives pour un meilleur contrôle de l'hypertension. Nous avons précédemment montré que le niveau des protéines Giα-2 et Giα-3 est augmenté chez les rats spontanément hypertendus (SHR) avant l'apparition de l'hypertension. Le traitement avec les inhibiteurs de l’enzyme de conversion de l’Angiotensine (IEC) est associé à une diminution de l’expression des protéines Gi. De plus, l'injection intrapertoneale de la toxine de la coqueluche inactive les deux protéines Giα et empêche le développement de l'hypertension chez les SHR. Cependant, la contribution spécifique des protéines Giα-2 et Giα-3 dans le développement de l'hypertension n'est pas encore connue. Dans la présente étude, l’Anti-sens oligodésoxynucléotide (AS-ODN) de Giα-2 et Giα-3 (1mg/Kg en poids corporel) encapsulé dans des liposomes cationiques PEG / DOTAP/ DOPE ont été administrés par voie intraveineuse aux SHR pré-hypertendus âgé de trois semaines et aux Wistar Kyoto (WKY) rats de même âge. Les contrôles des WKY et SHR non traités ont été injectés avec du PBS stérile, liposomes vides ou oligomères sens. La pression artérielle (PA) a été suivie chaque semaine en utilisant la technique manchon caudal. Les rats ont été sacrifiés à l'âge de six semaines et neuf semaines. Le coeur et l'aorte ont été utilisés pour étudier l'expression des protéines Gi. Le knockdown des protéines Giα-2 par l’injection de Giα-2-AS a empêché le développement de l'hypertension à l'âge de six semaines. Par la suite, la PA a commencé à augmenter rapidement et a atteint le niveau que l'on retrouve dans les groupes témoins à l'âge de neuf semaines. D'autre part, la PA du groupe traité avec le Giα-3-AS a commencé à augmenter à l'âge de quatre semaines. Dans le groupe des SHR-Giα-3-AS, la PA a augmenté à l’âgé de six semaines, mais moins que celle de SHR-CTL. Le coeur et l'aorte obtenues des SHR Giα-2-AS et Giα-3-AS à partir de l’âgé de six semaines ont eu une diminution significative de l’expression des protéines Giα-2 et Giα-3 respectivement. Dans le groupe des WKY Giα-2-AS et Giα-3-AS l'expression des protéines Giα-2 et Giα-3 respectivement a diminué malgré l'absence de changement dans la PA par rapport aux WKY CTL. À l'âge de neuf semaines, les SHR traités avec du Giα-2-AS et Giα-3-AS avaient la même PA et expression des protéines Gi que le SHR CTL. Ces résultats suggèrent que les deux protéines Giα-2 et Giα-3 sont impliqués dans le développement de l'hypertension chez les SHR, mais le knockdown de Giα-2 et pas de Giα-3 a empêché le développement de l'hypertension.

The Independence of CXCR4’s Pathways, Gαi and β-Arrestin2, and Their Modulation by AMD3100 and TC14012

CXCR4, a chemokine receptor involved in metastasis and homing of hematopoietic stem cells, signals through two major pathways: Gαi and β-arrestin2. β-arrestin2 terminates G-protein signaling and targets the receptor to endocytosis. This project proposed to study the effect of a previously described set of CXCR4 mutants on both these signaling pathways, as well as their localization. These mutants were assayed by different Bioluminescence Resonance Energy Transfer (BRET) systems. Using these systems, we confirmed that N119S is a constitutively active mutant (CAM), spontaneously activating Gαi. As well, we found that R134A is a constitutively inactive mutant (CIM), devoided of G-protein signaling, but spontaneously recruiting β-arrestin2. In addition, we studied the dependency of β-arrestin2 recruitment on the Gαi activity. By targeting R134A and N119S with pertussis toxin, an inhibitor of the Gαi activation, we showed efficient blocking of the Gαi pathway, while maintaining the constitutive recruitment of β-arrestin2. This demonstrated that for CXCR4, β-arrestin2 recruitment is independent of the Gαi pathway. Finally, two synthetic ligands of CXCR4, AMD3100 and TC14012 were tested for their ability to recruit β-arrestin2. AMD3100 is a clinically approved drug used for stem cell transplantation, with considerable side effects. We found it to be an antagonist on both Gαi and β-arrestin2 recruitment. On the other hand, TC14012 was found to be an inverse agonist on Gαi and an antagonist on β-arrestin2 recruitment. Based on this finding, it would be preferable to use of TC14012 as it will further reduce any basal Gαi activity, without affecting β-arrestin2 recruitment. These results support the development of TC14012 for stem cell mobilization trials.

G protein ss gamma subunits mediate presynaptic inhibition of transmitter release from rat superior cervical ganglion neurones in culture

The activation of presynaptic G protein-coupled receptors (GPCRs) is widely reported to inhibit transmitter release; however, the lack of accessibility of many presynaptic terminals has limited direct analysis of signalling mediators. We studied GPCR-mediated inhibition of fast cholinergic transmission between superior cervical ganglion neurones (SCGNs) in culture. The adrenoceptor agonist noradrenaline (NA) caused a dose-related reduction in evoked excitatory postsynaptic potentials (EPSPs). NA-induced EPSP decrease was accompanied by effects on the presynaptic action potential (AP), reducing AP duration and amplitude of the after-hyperpolarization (AHP), without affecting the pre- and postsynaptic membrane potential. All effects of NA were blocked by yohimbine and synaptic transmission was reduced by clonidine, consistent with an action at presynaptic alpha 2-adrenoceptors. NA-induced inhibition of transmission was sensitive to pre-incubation of SCGNs with pertussis toxin (PTX), implicating the involvement of G alpha(i)/(o)beta y subunits. Expression of G alpha transducin, an agent which sequesters G protein beta gamma (G beta y) subunits, in the presynaptic neurone caused a time-dependent attenuation of NA-induced inhibition. Injection of purified G beta gamma subunits into the presynaptic neurone inhibited transmission, and also reduced the AHP amplitude. Furthermore, NA-induced inhibition was occluded by pre-injection of G beta gamma subunits. The Ca2+ channel blocker Cd2+ mimicked NA effects on transmitter release. Cd2+, NA and G beta gamma subunits also inhibited somatic Ca2+ current. In contrast to effects on AP-evoked transmitter release, NA had no clear action on AP-independent EPSPs induced by hypertonic solutions. These results demonstrate that G beta gamma subunits functionally mediate inhibition of transmitter release by alpha 2-adrenoceptors and represent important regulators of synaptic transmission at mammalian presynaptic terminals.

Regulation of Ras.GTP loading and Ras-Raf association in neonatal rat ventricular myocytes by G protein-coupled receptor agonists and phorbol ester. Activation of the extracellular signal-regulated kinase cascade by phorbol ester is mediated by Ras.

The small G protein Ras has been implicated in hypertrophy of cardiac myocytes. We therefore examined the activation (GTP loading) of Ras by the following hypertrophic agonists: phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), endothelin-1 (ET-1), and phenylephrine (PE). All three increased Ras.GTP loading by 10-15-fold (maximal in 1-2 min), as did bradykinin. Other G protein-coupled receptor agonists (e.g. angiotensin II, carbachol, isoproterenol) were less effective. Activation of Ras by PMA, ET-1, or PE was reduced by inhibition of protein kinase C (PKC), and that induced by ET-1 or PE was partly sensitive to pertussis toxin. 8-(4-Chlorophenylthio)-cAMP (CPT-cAMP) did not inhibit Ras.GTP loading by PMA, ET-1, or PE. The association of Ras with c-Raf protein was increased by PMA, ET-1, or PE, and this was inhibited by CPT-cAMP. However, only PMA and ET-1 increased Ras-associated mitogen-activated protein kinase kinase 1-activating activity, and this was decreased by PKC inhibition, pertussis toxin, and CPT-cAMP. PMA caused the rapid appearance of phosphorylated (activated) extracellular signal-regulated kinase in the nucleus, which was inhibited by a microinjected neutralizing anti-Ras antibody. We conclude that PKC- and Gi-dependent mechanisms mediate the activation of Ras in myocytes and that Ras activation is required for stimulation of extracellular signal-regulated kinase by PMA.

The Central Nervous System as Target for Antihypertensive Actions of a Proline-Rich Peptide from Bothrops jararaca Venom

Pyroglutamyl proline-rich oligopeptides, present in the venom of the pit viper Bothrops jararaca (Bj-PROs), are the first described naturally occurring inhibitors of the angiotensin I-converting enzyme (ACE). The inhibition of ACE by the decapeptide Bj-PRO-10c (pertussis toxin-sensitive G(i/o)-protein activity mediated through a yet unknown receptor, influx and liberation of calcium from intracellular stores, as well as reduction of intracellular cAMP levels. Bj-PRO-10c promoted glutamate and GABA release that may be responsible for its antihypertensive activity and its effect on HR. (C) 2010 International Society for Advancement of Cytometry

p38 alpha MAP Kinase Controls IL-17 Synthesis in Vogt-Koyanagi-Harada Syndrome and Experimental Autoimmune Uveitis

PURPOSE. Interleukin (IL)-17, which is responsible for the initial influx of leukocytes into the target tissue, was recently described as the main cytokine involved in autoimmune diseases. Vogt-Koyanagi-Harada (VKH) syndrome is a significant cause of noninfectious blindness in the world. Herein the authors aimed at unraveling the involvement of IL-17 in VKH and in experimental autoimmune uveitis, focusing on the signaling pathways involved in IL-17 synthesis. METHODS. Mice were immunized with 161-180 peptide and pertussis toxin. Draining lymph node cells, harvested 21 days after immunization, were cultured in the presence or absence of p38 alpha mitogen-activated protein kinase (MAPK) inhibitor (SB203580) and assayed for cytokine production and quantification of CD4(+)IL-17(+) cells. Mice received intraocular injections of SB203580, and disease severity was evaluated by histologic examination of the enucleated eyes at day 21. CD4(+) lymphocytes from MSK-1/2-deficient mice, human CD4(+) cells silenced with MSK1 siRNA, or peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) from VKH patients were cultured in the presence or absence of p38 alpha MAPK inhibitor and then assayed for IL-17, IFN-gamma, and IL-4 production. RESULTS. The inhibition of p38 alpha MAPK fully blocked the synthesis of IL-17 by PBMCs from VKH patients and lymphocytes from EAU mice. The absence of the msk1/2 gene resulted in failure to produce IL-17 by murine and human lymphocytes. Interestingly, intraocular injections of SB203580 in EAU mice did not suppress development of the disease. CONCLUSIONS. These data show that p38 alpha MAPK-MSK1/2 is involved in the control of IL-17 synthesis by CD4(+) T cells and that inhibition of p38 alpha MAPK in vitro suppresses IL-17 synthesis but that inhibition of this kinase in vivo did not protect from EAU. (Invest Ophthalmol Vis Sci. 2010;51:3567-3574) DOI: 10.1167/iovs.09-4393

Evaluation of Experimental Autoimmune Uveitis in Mice Treated with FTY720

PURPOSE. FTY720 (fingolimod) is an immunomodulatory drug capable of preventing T-cell migration to inflammatory sites by binding to and subsequently downregulating the expression of sphingosine-1 phosphate receptor 1 (S1P(1)) leading in turn to T-cell retention in lymphoid organs. Additional effects of FTY720 by increasing functional activity of regulatory T cells have recently been demonstrated, raising the conversion of conventional T cells into regulatory T cells and affecting the sequestration of regulatory T cells in normal mice. In this study, the action of FTY720 in the ocular autoimmune model in mice was investigated. METHODS. Mice were immunized with 161-180 peptide and pertussis toxin and were treated with 1 mg/kg/d FTY720 by gavage (7-21 days postimmunization [dpi]) or left untreated. Spleen cells, harvested 21 dpi, were cultured and assayed for cytokine production. Draining lymph node, spleen, and eye cells 21 dpi were assayed for quantification of T-cell populations. Disease severity was evaluated by histologic examination of the enucleated eyes at 21 and 49 dpi. In addition, anti-IRBP antibodies were analyzed by ELISA. RESULTS. FTY720 was effective in suppressing the experimental autoimmune uveitis score. Although there was a reduction in the number of eye-infiltrating cells, FTY did not prevent Treg accumulation at this site. FTY720 leads to a significant increase of CD4(+)IFN-gamma(+) and CD4(+)Foxp3(+) cell percentages in lymph nodes, suggesting that this site could be the source of Treg cells found in the eye. CONCLUSIONS. The data showed that treatment in vivo with FTY720 was able to suppress EAU in mice. These results are indicative of the possible therapeutic use of FTY720 in ocular autoimmune processes. (Invest Ophthalmol Vis Sci. 2010;51:2568-2574) DOI:10.1167/iovs.09-4769