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.

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.

Analysis of second messenger pathways stimulated by different chemokines acting at the chemokine receptor

The chemokine receptor, CCR5, responds to several chemokines leading to changes in activity in several signalling pathways. Here, we investigated the ability of different chemokines to provide differential activation of pathways. The effects of five CC chemokines acting at CCR5 were investigated for their ability to inhibit forskolin- stimulated 3'-5'-cyclic adenosine monophosphate (cAMP) accumulation and to stimulate Ca2+ mobilisation. in Chinese hamster ovary (CHO) cells expressing CCR5. Macrophage inflammatory protein 1 alpha (D26A) (MIP-1 alpha (D26A), CCL3 (D26A)), regulated on activation, normal T-cell expressed and secreted (RANTES, CCLS), MIP-1 beta (CCL4) and monocyte chemoattractant protein 2 (MCP-2, CCL8) were able to inhibit forskolin -stimulated CAMP accumulation, whilst MCP-4 (CCL13) could not elicit a response. CCL3 (D26A), CCL4, CCLS, CCL8 and CCL13 were able to stimulate Ca2+ mobilisation. through CCRS, although CCL3 (D26A) and CCL5 exhibited biphasic concentration-response curves. The Ca2+ responses induced by CCL4, CCL5, CCL8 and CCL13 were abolished by pertussis toxin, whereas the response to CCL3 (D26A) was only partially inhibited by pertussis toxin, indicating G(i/o)-independent signalling induced by this chemokine. Although the rank order of potency of chemokines was similar between the two assays, certain chemokines displayed different pharmacological profiles in cAMP inhibition and Ca2+ mobilisation assays. For instance, whilst CCL13 could not inhibit forskolin-stimulated cAMP accumulation, this chemokine was able to induce Ca2+ mobilisation via CCR5. It is concluded that different chemokines acting at CCR5 can induce different pharmacological responses, which may account for the broad spectrum of chemokines that can act at CCRS. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

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 (

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

Enhancement of Th1 Lung Immunity Induced by Recombinant Mycobacterium bovis Bacillus Calmette-Guerin Attenuates Airway Allergic Disease

Mycobacterium bovis Bacillus Calmette-Guerin (BCG) has been shown to down-regulate experimental allergic asthma, a finding that reinforced the hygiene hypothesis. We have previously found that recombinant BCG (rBCG) strain that express the genetically detoxified Si subunit of pertussis toxin (rBCG-S1PT) exerts an adjuvant effect that enhances Th1 responses against BCG proteins. Here we investigated the effect of this rBCG-S1PT on the classical ovalbumin-induced mouse model of allergic lung disease. We found that rBCG-S1PT was more effective than wild-type BCG in preventing Th2-mediated allergic immune responses. The inhibition of allergic lung disease was not associated with increased concentration of suppressive cytokines or with an increased number of pulmonary regulatory T cells but was positively correlated with the increase in IFN-gamma-producing T cells and T-bet expression in the lung. In addition, an IL-12-dependent mechanism appeared to be important to the inhibition of lung allergic disease. The inhibition of allergic inflammation was found to be restricted to the lung because when allergen challenge was given by the intraperitoneal route, rBCG-S1PT administration failed to inhibit peritoneal allergic inflammation and type 2 cytokine production. Our work offers a nonclassical interpretation for the hygiene hypothesis indicating that attenuation of lung allergy by rBCG could be due to the enhancement of local lung Th1 immunity induced by rBCG-S1PT. Moreover, it highlights the possible use of rBCG strains as multipurpose immunomodulators by inducing specific immunity against microbial products while protecting against allergic asthma.

Natriuretic peptides inhibit adenylyl cyclase activity in dispersed eel gill cells

The effect of natriuretic peptides on forskolin-evoked adenylyl cyclase activity was investigated in dispersed gill cells from the Australian short-finned eel (Anguilla australis). Molecular cloning techniques were employed to identify the putative G-protein-activating motif within the intracellular domain of the eel natriuretic peptide C receptor. Eel ANP, eel CNP and the NPR-C-specific C-ANF inhibited the forskolin-stimulated production of cyclic AMP. This effect was abolished by pretreatment of cells with pertussis toxin. Eel VNP was without effect on adenylyl cyclase activity. PCR and molecular cloning indicated that the intracellular domain of A. australis NPR-C has the same amino acid sequence as Anguilla japonica. Alignment of these sequences with Rattus norvegicus NPR-C indicated conservation of the putative G-protein-activating motif BB...BBXXB (B=basic, X=nonbasic residues). These data suggest that branchially-expressed NPR-C may play a physiological role additional to that of ligand clearance.

Short-chain fatty acids increase expression and secretion of stromal cell-derived factor-1 in mouse and human pre-adipocytes

Objective: Stromal cell-derived factor-1 (SDF-1) is expressed in pre-adipocytes but its role is unknown. We investigated butyrate (a histone deacetylase inhibitor - HDACi) and other short-chain fatty acids (SCFA) in the regulation of SDF-1. We further investigated whether effects of SCFA were signalled through G protein-coupled receptors FFA2 and FFA3. Design and Results: SDF-1 mRNA expression and protein secretion were studied in 3T3-L1 cells and human pre-adipocytes. SDF-1 was abundant, with mRNA and protein levels increased by butyrate. This was replicated with acetate and propionate, but not with trichostatin or valproate. Trichostatin inhibited SDF-1 secretion. Pertussis toxin blocked stimulation by butyrate. The order of potency of SCFA in stimulating SDF-1 (C3 > C4 > C2) is consistent with action through FFA3. Silencing the FFA3 gene abolished butyrate-stimulated SDF-1 expression and secretion. FFA3 was expressed in both pre-adipocytes and adipocytes, while FFA2 was expressed in adipocytes only. SDF-1 expression was low in murine macrophage J774.2 cells, while the SDF-1 receptor CXCR4 was absent from 3T3-L1 cells but abundant in J774.2 macrophages. In human pre-adipocytes, FFA3 was also expressed and SCFA increased SDF-1 secretion. Conclusions: SDF-1 and CXCR4 may mediate the interaction between adipose stromal cells and macrophages. Effects of SCFA are mediated through FFA3, but not histone deacetylase inhibition.