Down-regulation of the cardiac sarcoplasmic reticulum ryanodine channel in severely food-restricted rats

We have shown that myocardial dysfunction induced by food restriction is related to calcium handling. Although cardiac function is depressed in food-restricted animals, there is limited information about the molecular mechanisms that lead to this abnormality. The present study evaluated the effects of food restriction on calcium cycling, focusing on sarcoplasmic Ca2+-ATPase (SERCA2), phospholamban (PLB), and ryanodine channel (RYR2) mRNA expressions in rat myocardium. Male Wistar-Kyoto rats, 60 days old, were submitted to ad libitum feeding (control rats) or 50% diet restriction for 90 days. The levels of left ventricle SERCA2, PLB, and RYR2 were measured using semi-quantitative RT-PCR. Body and ventricular weights were reduced in 50% food-restricted animals. RYR2 mRNA was significantly decreased in the left ventricle of the food-restricted group (control = 5.92 ± 0.48 vs food-restricted group = 4.84 ± 0.33, P < 0.01). The levels of SERCA2 and PLB mRNA were similar between groups (control = 8.38 ± 0.44 vs food-restricted group = 7.96 ± 0.45, and control = 1.52 ± 0.06 vs food-restricted group = 1.53 ± 0.10, respectively). Down-regulation of RYR2 mRNA expressions suggests that chronic food restriction promotes abnormalities in sarcoplasmic reticulum Ca2+ release.

Evaluating Knowledge of a Function-based Cognitive-Behavioural Treatment for Obsessive Compulsive Behaviour in Autism Spectrum Disorder

Children with Autism Spectrum Disorder (ASD) have restricted and repetitive behaviours (RRBs) which may be similar to obsessions and compulsions in Obsessive Compulsive Disorder (OCD). These behaviours can be intrusive and interfere in the lives of the child and their family. Preliminary studies have shown success in using adapted Cognitive Behavioural Therapy (CBT) to treat these behaviors in children with high functioning ASD. Using a hypothetical vignette, this thesis attempted to examine procedural knowledge that the children and their parents gained while participating in a CBT treatment that was evaluated in a Randomized Controlled Trial. For both parents and children, there was a significant increase in number of strategies generated from pre to post-treatment. Further, children in the experimental group generated significantly more strategies than the treatment as usual (TAU) group post-intervention. There was no significant correlation between number of strategies generated and the child’s treatment success, age, or IQ.

CD40 signalling in platelet function

Le CD40 est un membre de la famille des récepteurs du facteur de nécrose tumorale ("Tumour necrosis factor", TNF), initialement identifié sur des cellules de carcinome de la vessie. L'interaction du CD40 avec son ligand (CD40L) est d'une importance cruciale pour le développement des cellules B et de la commutation d'isotype au cours de la réponse immunitaire acquise. L'expression du complexe CD40/CD40L était initialement cru d'être limiter aux cellules du système immunitaire, mais aujourd'hui il est bien connu que ce complexe est également exprimé sur les cellules du système circulatoire et vasculaire, et est impliqué dans diverses réactions inflammatoires; de sorte que le CD40L est maintenant considéré comme une molécule thrombo-inflammatoire prédictive des événements cardiovasculaires. Les plaquettes expriment constitutivement le CD40, alors que le CD40L n'est exprimé que suite à leur l'activation. Il est ensuite clivé en sa forme soluble (sCD40L) qui représente la majorité du sCD40L en circulation. Il fut démontré que le sCD40L influence l'activation plaquettaire mais son effet exact sur la fonction plaquettaire, ainsi que les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents à son action demeurent inconnus. Ainsi, ce projet a été entrepris dans le but d’adresser les objectifs spécifiques suivants: 1) évaluer les effets in vitro du sCD40L sur l'activation et l'agrégation plaquettaire; 2) identifier les récepteurs plaquettaires impliqués dans l’action du sCD40L; 3) élucider les voies signalétiques intracellulaires induits par le sCD40L; 4) évaluer les effets du sCD40L sur la formation de thrombus in vivo. Nous avons trouvé que le sCD40L augmente fortement l'activation et l'agrégation des plaquettes en réponse à de faibles concentrations d'agonistes. Les plaquettes humaines traitées avec une forme mutante du sCD40L qui n'interagit pas avec le CD40, et les plaquettes de souris déficientes en CD40 ne furent pas en mesure d'induire de telles réponses, indiquant que le récepteur principal du sCD40L au niveau des plaquettes est le CD40. En plus, nous avons identifié la présence de plusieurs membres de la famille du facteur associé du récepteur du TNF ("TNF receptor-associated factor", TRAF) dans les plaquettes et nous avons montré que seulement le TRAF2 s'associe avec le CD40 suite à la stimulation par le sCD40L. Nos résultats indiquent aussi que le sCD40L agisse sur les plaquettes au repos par l'entremise de deux voies signalétiques distinctes. La première voie implique l'activation de la petite GTPase Rac1 et de sa cible en aval, soit la protéine kinase p38 activée par le mitogène ("p38 mitogen-activated protein kinase", p38 MAPK ), menant au changement de forme plaquettaire et à la polymérisation de l'actine; alors que la deuxième voie implique l'activation de la cascade signalétique du NF-kB. Par ailleurs, à la suite d'une lésion artérielle induite par le chlorure de fer, le sCD40L exacerbe la formation de thrombus et l'infiltration leucocytaire au sein du thrombus dans les souris du type sauvage, mais pas chez les souris déficientes en CD40. En conclusion, ce projet a permis d'identifier pour la première fois deux voies signalétiques distinctes en aval du CD40 plaquettaire et a permis d'établir leur implication dans l'activation et l'agrégation plaquettaire en réponse au sCD40L. De manière plus importante, ce projet nous a permis d'établir un lien direct entre les niveaux élevés du sCD40L circulant et la formation de thrombus in vivo, tout en soulignant l'importance du CD40 dans ce processus. Par conséquent, l'axe CD40/CD40L joue un rôle important dans l'activation des plaquettes, les prédisposant à une thrombose accrue en réponse à une lésion vasculaire. Ces résultats peuvent expliquer en partie la corrélation entre les taux circulants élevés du sCD40L et l'incidence des maladies cardiovasculaires.

Localization and function of the endocannabinoid system throughout the retinogeniculate pathway of vervet monkeys

Le système endocannabinoïde (eCB) est présent dans le système nerveux central (SNC) de mammifères, incluant la rétine, et est responsable de la régulation de nombreux processus physiologiques. Bien que la présence du récepteur cannabinoïde de type 1 (CB1R) a bien été documenté dans la rétine de rongeurs et primates, il y a encore une controverse quant à la présence du récepteur cannabinoïde de type 2 (CB2R) au niveau du SNC. En utilisant la microscopie confocale, nous sommes les premiers à signaler les patrons d’expression du CB2R dans la rétine de singe. Nos résultats démontrent que le CB2R est exprimé exclusivement dans les cellules de Müller de la rétine du singe. En outre, nous avons comparé les différents patrons d’expression du système eCB dans la rétine de la souris, du toupaye, ainsi que du singe vervet et macaque. Nous rapportons que les distributions de CB1R, FAAH (fatty acid amid hydrolase), MAGL (monoacylglycerol lipase) et DAGLα (diacylglycerol lipase alpha) sont hautement conservées parmi ces espèces alors que CB2R et NAPE-PLD (N-acyl phosphatidylethanolamine phospholipase D) présentent différents profils d'expression. CB2R n'a pas été détecté dans les cellules neuronales de la rétine des primates. L’immunoréactivité de NAPE-PLD est présente dans les couches de la rétine de souris et toupayes, mais a été limitée à la couche des photorécepteurs des singes vervet et macaque. Pour étudier les corrélats neuronaux et le rôle de la signalisation du système eCB dans la rétine, nous avons établi un protocole standard pour l'électrorétinographie (ERG), puis enregistré la réponse ERG de la rétine après le blocage des récepteurs avec des antagonistes spécifiques pour CB1R (AM251) et CB2R (AM630). Comparé au témoin, dans des conditions photopiques, et à certaines intensités faibles du stimulus, le blocage de CB1R diminue l'amplitude de l'onde-b, alors qu’à des intensités plus élevées, le blocage de CB2R augmente l'amplitude des deux-ondes a et b. De plus, le blocage des récepteurs cannabinoïdes provoque une augmentation de la latence des deux ondes a et b. Dans des conditions d’adaptation à l'obscurité, le blocage de CB1R et CB2R réduit l’amplitudes de l'onde a seulement à des intensités plus élevées et réduit l’onde b à intensités plus faibles. Des augmentations significatives de latence ont été observées dans les deux cas. Ces résultats indiquent que les récepteurs CB1 et CB2 chez les primates non humains sont impliqués dans la fonction rétinienne conditions photopiques. En outre, nous avons évalué le profil d'expression du CB1R, de FAAH et de NAPE-PLD au-delà de la rétine dans le corps géniculé latéral des singes et nous rapportons pour la première fois que CB1R et FAAH sont exprimés davantage dans les couches magnocellulaires. La NAPE-PLD a été localisée à travers les couches magno- et parvocellulaires. Aucune de ces composantes n’est exprimée dans les couches koniocellulaires. Ces résultats nous aident à mieux comprendre les effets des cannabinoïdes sur le système visuel qui pourraient nous mener à trouver éventuellement de nouvelles cibles thérapeutiques.

Extracellular disulfide exchange and the regulation of cellular function

An emerging concept is that disulfide bonds can act as a dynamic scaffold to present mature proteins in different conformational and functional states on the cell surface. Two examples are the conversion of the receptor, integrin a alpha(IIb)beta(3), from a low affinity to a high affinity state, and the interaction of CD4 receptor with the HIV-1 envelope glycoprotein gp120 to promote virus-cell fusion. In both of these cases there is a remodeling of the protein disulfide bonding pattern. The formation and rearrangement of disulfide bonds is modulated by a family of enzymes known as the thiol isomerases, which include protein disulfide isomerase (PDI), ERp5, ERp57, and ERp72. While these enzymes were reported originally to be restricted in location to the endoplasmic reticulum, in some cells thiol isomerases are found on the cell surface. This may indicate a wider role for these enzymes in cell function. In platelets it has been shown that reagents that react with cell surface sulfhydryl groups are capable of blocking a number of functional responses, including integrin-mediated aggregation, adhesion, and granule secretion. Furthermore, the use of function blocking antibodies to either PDI or ERp5 causes inhibition of these functional responses. This review summarizes current knowledge of the extracellular regulation of disulfide exchange and the implications of this in the regulation of cell function.

Down-regulation of the cardiac sarcoplasmic reticulum ryanodine channel in severely food-restricted rats

We have shown that myocardial dysfunction induced by food restriction is related to calcium handling. Although cardiac function is depressed in food-restricted animals, there is limited information about the molecular mechanisms that lead to this abnormality. The present study evaluated the effects of food restriction on calcium cycling, focusing on sarcoplasmic Ca2+-ATPase (SERCA2), phospholamban (PLB), and ryanodine channel (RYR2) mRNA expressions in rat myocardium. Male Wistar-Kyoto rats, 60 days old, were submitted to ad libitum feeding (control rats) or 50% diet restriction for 90 days. The levels of left ventricle SERCA2, PLB, and RYR2 were measured using semi-quantitative RT-PCR. Body and ventricular weights were reduced in 50% food-restricted animals. RYR2 mRNA was significantly decreased in the left ventricle of the food-restricted group (control = 5.92 +/- 0.48 vs food-restricted group = 4.84 +/- 0.33, P < 0.01). The levels of SERCA2 and PLB mRNA were similar between groups (control = 8.38 +/- 0.44 vs food-restricted group = 7.96 +/- 0.45, and control = 1.52 +/- 0.06 vs food-restricted group = 1.53 +/- 0.10, respectively). Down-regulation of RYR2 mRNA expressions suggests that chronic food restriction promotes abnormalities in sarcoplasmic reticulum Ca2+ release.

Mechanical, biochemical, and morphological changes in the heart from chronic food-restricted rats

Food restriction (FR) has been shown to induce important morphological changes in rat myocardium. However, its influence on myocardial performance is not completely defined. We examined the effects of chronic FR on cardiac muscle function and morphology. Sixty-day-old Wistar-Kyoto rats were fed a control (C) or a restricted diet (daily intake reduced to 50% of the amount of food consumed by the control group) for 90 days. Myocardial performance was studied in isolated left ventricular (LV) papillary muscle. Fragments of the LV free wall were analysed by light microscopy, and the ultrastructure of the myocardium was examined in the LV papillary muscle. The myocardial collagen concentration was also evaluated. FR decreased body weight (BW) and LV weight (LVW); the LVW/BW ratio was higher in the restricted group (C, 1.86 +/- 0.17 mg/g; FR, 2.19 +/- 0.31 mg/g; p < 0.01). In the FR animals, the cardiac fibers were polymorphic, some of them were of small diameter and others presented lateral infoldings; the ultrastructural alterations were focal and included reduction of sarcoplasmic content, absence and (or) disorganization of myofilaments and Z line, numerous electron dense and polymorphic mitochondria, and deep infoldings of the plasma membrane. The hydroxyproline concentration was higher in the FR animals (p < 0.01). FR prolonged the contraction and relaxation time of the papillary muscle and did not change its ability to contract and shorten. In conclusion, although a 90-day period of FR caused striking myocardial ultrastructural alterations and increased the collagen concentration, it only minimally affected the mechanical function.