Participação do estresse oxidativo na lesão pulmonar induzida por lipopolissacarídeo: repercussões inflamatórias estruturais e funcionais

O objetivo do presente estudo foi investigar o envolvimento do estresse oxidativo na lesão pulmonar aguda (LPA) induzida por lipopolissacarídeo (LPS) e as repercussões inflamatórias, estruturais e funcionais, através de análises bioquímicas de estresse oxidativo, prova de função pulmonar, análise histológica e RT-PCR para citocinas e fatores de transcrição pró-inflamatórios. Na primeira etapa foram utilizados camundongos machos C57BL6 foram divididos em sete grupos: Grupo controle (CTR) (50 μL de solução fisiológica) administrados via intratraqueal [it], LPS 6 horas (10 μL de LPS) [it], LPS 12 horas (10 μL de LPS) [it], LPS 24 horas (10 μL de LPS) [i], LPS 48 horas (10 μL de LPS). Para verificar que as alterações observadas eram estresse oxidativo dependentes camundongos machos C57BL6 foram pré-tratados com N-acetilcisteína (NAC) 1 hora antes do estímulo com LPS e sacrifícados 24 horas depois do estímulo com LPS. Os animais foram divididos da seguinte forma: Grupo LPS 24 horas (10 μL) [it], grupo NAC 40 mg/kg (gavagem) + LPS (10 μL) [it] e grupo NAC 100 mg/kg (gavagem) + LPS (10 μL) [it]. O sistema antioxidante enzimático protegeu o pulmão do estresse oxidativo nas primeiras 12 horas. O estresse oxidativo foi caracterizado em 24 horas e em 48 horas observou-se falência do sistema antioxidante enzimático. Parâmetros de função pulmonar se mostraram alterados nos grupo estimulados com LPS principalmente no grupo LPS. A elastância (p<0,001), resistência de via aérea periférica (ΔP2) (p<0,001), resistência de via aérea central (ΔP1) (p<0,001) e resistência de via aérea total (ΔPtot) (p<0,001) se mostraram principlamente alteradas no grupo LPS 24 horas. O pré-tratamento com NAC impediu o aumento dos parâmetros de elastância (p<0,001), resistência de via aérea periférica (ΔP2) (p<0,001) resistência de via aérea central (ΔP1) (p<0,05) e resistência de via aérea total (ΔPtot) (p<0,001) comparado com o grupo LPS 24 horas. As alterações histológicas como espessamento de septo alveolar, influxo de células inflamatórias e hemorragia mostraram-se tempo dependentes. O pré-tratamento NAC impediu as alterações observadas nos grupo estimulados com LPS. Alterações inflamatórias foram observadas no grupo estimulado com LPS como IL-6 (p<0,001), iNOS (p<0,001), COX2 (p<0,05), TNF-α (p<0,001) e NFκB (p<0,001) quando comparados ao grupo controle. O pré-tratamento com NAC impediu o aumento desses parâmetros como IL-6 (p<0,001), iNOS (p<0,001), COX2 (p<0,05), TNF-α (p<0,05) e NFκB (p<0,001) quando comparados ao grupo LPS 24 horas. Nossos resultados sugerem que o estresse oxidativo desempenha um papel importante nas respostas inflamatórios, estruturais e funcionais no modelo de LPA induzido por LPS e que essas alterações são estresse oxidativo dependentes.

Fast and Efficient Neural Conversion of Human Hematopoietic Cells

Neurons obtained directly from human somatic cells hold great promise for disease modeling and drug screening. Available protocols rely on overexpression of transcription factors using integrative vectors and are often slow, complex, and inefficient. We report a fast and efficient approach for generating induced neural cells (iNCs) directly from human hematopoietic cells using Sendai virus. Upon SOX2 and c-MYC expression, CD133-positive cord blood cells rapidly adopt a neuroepithelial morphology and exhibit high expansion capacity. Under defined neurogenic culture conditions, they express mature neuronal markers and fire spontaneous action potentials that can be modulated with neurotransmitters. SOX2 and c-MYC are also sufficient to convert peripheral blood mononuclear cells into iNCs. However, the conversion process is less efficient and resulting iNCs have limited expansion capacity and electrophysiological activity upon differentiation. Our study demonstrates rapid and efficient generation of iNCs from hematopoietic cells while underscoring the impact of target cells on conversion efficiency.

Efeitos pleiotrópicos da telmisartana nos tecidos adiposos branco e marrom: aumento da expressão gênica e proteica pan-PPAR em camundongos obesos

Receptores ativadores de proliferação perixossomal(PPARs) são fatores de transcrição envolvidos com a oxidação dos ácidos graxos e proliferação celular, mediando diversas vias, o que representa uma estratégia promissora para enfrentar as características da síndrome metabólica. Existem três isoformas de PPARs(PPARalfa, beta/delta e gama), que são diferencialmente expressos em diferentes tecidos.No presente estudo, objetivou-se avaliar os efeitos pleiotrópicos da telmisartana, um anti-hipertensivo, bloqueador do receptor AT1 da angiotensina e agonista parcial PPAR gama, no tecido adiposo branco (TAB) e marrom (TAM) em camundongos obesos induzido por dieta.Camundongos machos, da linhagem C57BL/6 foram alimentados com uma dieta padrão (standard-chow, 10% da energia proveniente de lipídios) ou com uma dieta com alto teor lipídico (high fat, 49% de energia proveniente de lipídios) durante 10 semanas. Em seguida, os animais foram distribuídos aleatoriamente em quatro grupos: SC, SC-T, HF e HF-T (n=10). O fármaco foi administrado (10mg/kg de dieta) durante 4 semanas para os grupos SC-T e HF-T.O grupo HF apresentou sobrepeso, hipertensão arterial sistêmica, perfil de adipocinas pró-inflamatórias, resistência insulínica, diminuição do gasto energético, comprometimento do metabolismo da glicose e distribuição anormal da massa adiposa. Além disso, a obesidade ocasionou diminuição da expressão de PPARalfa, beta/delta e gama noTAB e TAM, resultando na inadequação da captação de glicose e termogênese insuficiente. Por outro lado,a ativação das três isoformas de PPARs, a melhora do perfil inflamatório das adipocinas, o aumento da sensibilidade à insulina e a melhora da captação de glicose, foi vistaapós o tratamento com telmisartana. A ativação dos PPARs no TAB trouxe muitos benefícios. No TAM, resultados surpreendentes foram que a telmisartana provocou o aumento da expressão do recepetor adrenérgico beta 3 (RAβ3), induzido pela ativação de PPARbeta/delta e maior termogênese comaumento da expressão da proteína desacopladora1 (UCP1). Em conclusão, nossos resultados mostram que telmisartanaaumenta a expressão gênica e proteica PAN-PPAR no TAB e TAM em camundongos obesos induzidos por dieta. Nossas observações mostram que, apesar do grupo HF-T ter reduzido a ingestão energética, os efeitossão explicados pela ativação PAN-PPAR da telmisartana, causando a ativação da termogênese e resultando num balanço energético negativo.

Estudo da cromatina nos sítios de fixação à matriz nuclear no domínio do gene TP53 e das modificações epigenéticas e no modelo de progressão tumoral mamária 21T

Dentre os diversos tipos de câncer agressivos, o câncer de mama é o mais comum em mulheres. Mutações hereditárias e adquiridas, assim como alterações epigenéticas atuam em sinergia na carcinogênese mamária e na progressão tumoral. A proteína P53 é uma supressora de tumor e possui uma atuação fundamental na integridade genômica. Apesar do vasto conhecimento sobre o controle da P53 a nível de proteína, ainda pouco se sabe sobre o controle transcricional do gene TP53. A série 21T, uma série de 4 linhagens celulares originadas da mama da mesma paciente, representando diferentes estágios de progressão tumoral mamária, é um eficiente modelo para investigação das alterações epigenéticas e suas influências na expressão gênica ao longo da progressão do câncer de mama. Nós analisamos a organização do domínio do gene TP53 através da técnica de arranjo de DNA, em diversas linhagens celulares de câncer de mama e linhagens controle, e realizamos uma tentativa de caracterizar estes elementos de DNA nas linhagens controle não-tumorais HB2 e MCF10A e nas tumorais MCF-7, MDA-MB-231, T47D, através dos marcadores epigenéticos de eucromatina, H4Ac, e heterocromatina, H3K9me3. Ainda analisamos a ligação de proteínas à região associada à matriz nuclear (MAR), denominada MAR 2, e a possível ligação da proteína ligante à matriz nuclear (MARBP), PARP-1, através de ensaios de gel shift (EMSA). Detectamos que na linhagem controle epitelial mamária, HB2, o gene TP53 está posicionado num domínio de DNA relativamente pequeno, aproximadamente 50 kb, delimitado por dois sítios de fixação à matriz nuclear. Interessantemente, esta estrutura de domínio se apresentou radicalmente diferente nas linhagens de câncer de mama estudadas, MCF7, T47D, MDA-MB-231 e BT474, nos quais o tamanho do domínio estudado estava aumentado e a transcrição do TP53 diminuída. Os enriquecimentos com os marcadores epigenéticos de cromatina H4Ac e H3K9me3 estão diferentemente distribuídos nas MARs nas linhagens celulares. Surpreendentemente, a MAR 2 apresentou uma ligação altamente específica, o que poderia representar a atuação de fatores transcricionais envolvidos na organização da cromatina. Através de programas de bioinformática, detectamos putativos sítios para interessantes fatores de transcrição, tais como o c/EBP-beta e c-myb, que poderiam atuar em cis regulando a expressão do gene TP53 e outros flanqueadores. Nós propusemos um modelo para a organização da cromatina na região de domínio do gene TP53 com os genes flanqueadores. Através da série 21T, detectamos uma hipometilação global genômica, nas células cancerosas 21NT e 21MT1. Uma importante diminuição da expressão global do marcador H4Ac nas células metastáticas 21MT1, foi detectada em relação às outras linhagens. Os níveis de RNAm das principais enzimas relacionadas as modificações epigenéticas são consistentes com as observadas hipometilação genômica e hipoacetilação. Através de microscopia confocal, verificamos que o marcador H4Ac está localizado, na maior parte na periferia e o marcador H3K9me3, pericêntrico nos núcleos tumorais. Por fim, verificamos que o promotor P1 do gene TP53 apresenta um estado de cromatina aberta, e a expressão do gene TP53 é similar em todas as células da série 21T.

Dietas ricas em gordura, frutose e sacarose: alterações no fígado

Hábitos inadequados no estilo de vida, pelo consumo exacerbado de dietas ricas em gorduras e açúcares (frutose e sacarose), correlacionam-se positivamente com o desenvolvimento da obesidade, da resistência à insulina (RI) e da esteatose hepática não alcoólica (NAFLD). O estudo teve como objetivo avaliar a magnitude dos efeitos da administração crônica de dietas ricas em gordura e/ou frutose, e ainda, comparar os efeitos dos açúcares isoladamente (frutose e sacarose) sob as alterações bioquímicas, o perfil inflamatório, as respostas morfofuncionais e as expressões proteicas e gênicas de fatores de transcrição envolvidos na lipogênese, na beta-oxidação, na gliconeogênese e no estresse oxidativo no fígado. Camundongos machos C57BL/6 foram divididos em dois experimentos: 1) Dieta controle/standard chow (SC), dieta high fat (HF 42%), dieta high frutose (HFr 34%) e dieta high fat + high frutose (HFHFr - 42% fat + 34% frutose) por 16 semanas; 2) Dieta controle/standard chow (SC), dieta high frutose (HFru 50%) e dieta high sacarose (HSu 50%) por 15 semanas. Ao final dos experimentos foram observados: 1) Não houve diferença na massa corporal entre os animais HFr e SC, só foi observado ganho de peso nos grupos HF e HFHFr. Houve ainda aumento do colesterol total, dos triglicerídeos plasmáticos e hepáticos e RI nos grupos HF, HFr e HFHFr. No fígado, foi observado NAFLD com aumento na expressão de SREBP-1c e PPAR-γ, e redução de PPAR-α. A gliconeogênese mediada pelo GLUT-2 e PEPCK também foi aumentada nos grupos HF, HFr e HFHFr em relação ao grupo SC. Áreas de necroinflamação também foram observadas nos animais HFr e HFHFr; 2) Não houve diferença na massa corporal entre os grupos SC, HFru e HSu. Porém, houve aumento do colesterol total, dos triglicerídeos plasmáticos e hepáticos, da RI, das adipocinas (IL-6, resistina, MCP-1 e leptina), e redução da adiponectina. No fígado, abundante NAFLD com predominância da expressão proteica e gênica de SREBP-1c, PPAR-γ e redução de PPAR-α; e desequilíbrio antioxidante com redução da SOD, da Catalase e da GRx nos grupos HFru e HSu quando comparados ao SC. Não houve diferença na GPx entre os três grupos. Ainda foi observado aumento na expressão proteica de G6Pase, PEPCK e GLUT-2, envolvidos na gliconeogênese hepática nos grupos HFru e HSu. Áreas de necroinflamação, característico da transição NAFLD-NASH, também foram observados. Os resultados permitem concluir que, independente do aumento da massa corporal, a administração crônica de dietas ricas em frutose e sacarose tem efeitos similares aos observados com o consumo de dieta hiperlipídica. Parece que a RI e a NAFLD sejam os precursores destas alterações.

Ação molecular da 1,25(OH)2D3 em células endoteliais humanas submetidas a diferentes concentrações de leptina

Altas concentrações plasmáticas de leptina têm sido relacionadas ao aumento da formação de espécies reativas de oxigênio (ROS) que podem desempenhar um papel regulador central em eventos inflamatórios e cardiovasculares. Estudos recentes têm demonstrado que a vitamina D é capaz de reduzir marcadores do estresse oxidativo, bem como modular a produção de citocinas inflamatórias. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito do pré-tratamento com concentração fisiológica (10-10 M) e suprafisiológica(10-7 M) de 1,25(OH)2D3 na produção do ânion superóxido (O2) e nos fatores de transcrição NF-κB e Nrf2,em células endoteliais humanas estimuladas com diferentes concentrações de leptina (1 e 10 ng/mL). Quando as células foram pré-tratadas com 1,25(OH)2D3, e estimuladas com leptina (1 e 10 ng/mL), a 1,25(OH)2D3 reduziu (p<0,05) a produção de ânion superóxido (O ), principalmente na concentração de 10-7 M. O fator de transcrição NF-κB foi positivamente ativado em células incubadas com 10 ng/mL de leptina, entretanto, quando se realizou o pré-tratamento com 1,25(OH)2D3 houve redução da translocação do NF-κB, assim como a produção de citocinas reguladas por este fator de transcrição. Também foi observado que o pré-tratamento com 10-7 M de 1,25(OH)2D3 aumentou de forma significativa (p<0,05) a expressão do fator de transcrição Nrf2 na fração nuclear em comparação ao controle, principalmente quando associada à 10 ng/mL de leptina (p<0,05). Tomados em conjunto, nossos resultados indicam que o tratamento com ambas as concentrações, 10-10 e 10-7 M de 1,25(OH)2D3 em células endoteliais humanas, foram eficazes em inibir a produção do ânion superóxido (O2), citocinas pró-inflamatórias, bem como inibir a translocação nuclear do fator de transcrição NF-κB, e ativar a via antioxidante Nrf2. Estes achados sugerem que o pré-tratamento com ambas as concentrações (fisiológica e suprafisiológica) de 1,25(OH)2D3 na presença de alta concentração de leptina, pode ter um efeito positivo no endotélio através da regulação de marcadores de inflamação e atividade antioxidante

Cloning and developmental expression of the Xenopus Nkx6 genes

The evolutionarily conserved Nkx6 family transcription factors play important roles in the patterning of the central nervous system (CNS) and pancreas in vertebrates. In this study, we describe the cloning and expression patterns of the three Nkx6 family

Transcriptome of embryonic and neonatal mouse cortex by high-throughput RNA sequencing

Brain structure and function experience dramatic changes from embryonic to postnatal development. Microarray analyses have detected differential gene expression at different stages and in disease models, but gene expression information during early brain development is limited. We have generated >27 million reads to identify mRNAs from the mouse cortex for>16,000 genes at either embryonic day 18 (E18) or postnatal day 7 (P7), a period of significant synapto-genesis for neural circuit formation. In addition, we devised strategies to detect alternative splice forms and uncovered more splice variants. We observed differential expression of 3,758 genes between the 2 stages, many with known functions or predicted to be important for neural development. Neurogenesis-related genes, such as those encoding Sox4, Sox11, and zinc-finger proteins, were more highly expressed at E18 than at P7. In contrast, the genes encoding synaptic proteins such as synaptotagmin, complexin 2, and syntaxin were up-regulated from E18 to P7. We also found that several neurological disorder-related genes were highly expressed at E18. Our transcriptome analysis may serve as a blueprint for gene expression pattern and provide functional clues of previously unknown genes and disease-related genes during early brain development.

Identification of an additional two-cysteine containing type I interferon in rainbow trout Oncorhynchus mykiss provides evidence of a major gene duplication event within this gene family in teleosts

Multiple type I interferons (IFNs) have recently been identified in salmonids, containing two or four conserved cysteines. In this work, a novel two-cysteine containing (2C) IFN gene was identified in rainbow trout. This novel trout IFN gene (termed IFN5) formed a phylogenetic group that is distinct from the other three salmonid IFN groups sequenced to date and had a close evolutionary relationship with IFNs from advanced fish species. Our data demonstrate that two subgroups are apparent within each of the 2C and 4C type I IFNs, an evolutionary outcome possibly due to two rounds of genome duplication events that have occurred within teleosts. We have examined gene expression of the trout 2C type I IFN in cultured cells following stimulation with lipopolysaccharide, phytohaemagglutinin, polyI:C or recombinant IFN, or after transfection with polyI:C. The kinetics of gene expression was also studied after viral infection. Analysis of the regulatory elements in the IFN promoter region predicted several binding sites for key transcription factors that potentially play an important role in mediating IFN5 gene expression.

Molecular cloning and characterization of crucian carp (Carassius auratus L.) interferon regulatory factor 7

Interferon (IFN) can induce an antiviral state via interferon-regulatory transcription factors (IRFs), which bind to and control genes directed by the interferon-stimulated response element (ISRE). Here we describe a fish IRF, termed CaIRF7, cloned from a subtractive cDNA library which is constructed with mRNAs obtained from crucian carp (Carassius auratus L.) blastulae embryonic (CAB) cells infected by UV-inactivated GCHV and mock-infected cells. CaIRF7 cDNA was found to be 1816 bp in length, with a 42 bp 5' UTR and a 508 bp 3' UTR. The open reading frame translates into 421 amino acids in which a DNA-binding domain (DBD) containing the repeated tryptophan motif and IRFs association domain have been identified. Like chicken GgIRF3, CaIRF7 was most similar to mammalian IRF7 with 27 to 30% identity overall and some 37% identity in their DBDs. A single transcript of 1.9 kb was detected in virally induced CAB cells by virtual Northern blotting. RT-PCR analysis revealed a wide tissue distribution of CaIRF7 constitutive expression, with detectable transcript in non-infected CAB cells and various tissues of healthy crucian carp. In addition, CaIRF7 expression was differentially increased by stimulation of the CAB cells with active GCHV, UV-inactivated GCHV or CAB IFN, indicating that the activation of CaIRF7 was directly regulated by IFN. (C) 2003 Published by Elsevier Ltd.

Molecular cloning and expression of a Relish gene in Chinese mitten crab Eriocheir sinensis

P>NF-kappa B is a B-cell specific transcription factor that plays crucial roles in inflammation, immunity, apoptosis, development and differentiation. In the present study, a novel NF-kappa B-like transcription factor Relish was cloned from Chinese mitten crab Eriocheir sinensis (designated as EsRelish) by rapid amplification of cDNA ends (RACE) technique based on expressed sequence tag (EST). The full-length cDNA of EsRelish was of 5034 bp, consisting of a 5' untranslated region (UTR) of 57 bp, a 3' UTR of 1335 bp with two mRNA instability motifs (ATTTA), a polyadenylation signal sequence (AATAAA) and a poly (A) tail, and an open reading frame (ORF) of 3645 bp encoding a polypeptide of 1214 amino acids with a calculated molecular mass of 134.8 kDa and a theoretical isoelectric point of 5.26. There were a typical Rel homology domain (RHD), two nuclear localization signal (NLS) sequences (KR), an inhibitor kappa B (I kappa B)-like domain with six ankyrin repeats, a PEST region and a death domain in the deduced amino acid sequence of EsRelish. Conserved domain, higher similarity with other Rel/NF-kappa Bs and phylogenetic analysis suggested that EsRelish was a member of the NF-kappa B family. Quantitative real-time RT-PCR was employed to detect the mRNA transcripts of EsRelish in different tissues and its temporal expression in hemocytes of E. sinensis challenged with Pichia methanolica and Listonella anguillarum. The EsRelish mRNA was found to be constitutively expressed in a wide range of tissues. It could be mainly detected in the hemocytes, gonad and hepatopancreas, and less degree in the gill, muscle and heart. The expression level of EsRelish mRNA in hemocytes was up-regulated from at 3, 6, 9 and 12 h after P. methanolica challenge. In L. anguillarum challenge, it was up-regulated at 9, 12 and 24 h. The results collectively indicated that EsRelish was potentially involved in the immune response against fungus and bacteria.

A Dorsal homolog (FcDorsal) in the Chinese shrimp Fenneropenaeus chinensis is responsive to both bacteria and WSSV challenge

Rel/NF kappa B is a family of transcription factors. In the present study, a Rel/NF kappa B family member, Dorsal homolog (FcDorsal) was cloned from the Chinese shrimp Fenneropenaeus chinensis. The full length cDNA of FcDorsal consists of 1627 bp, revealed a 1071 bp open reading frame encoding 357 aa. The predicted molecular weight (MW)of the deduced amino acid sequence of FcDorsal was 39.78 kDa, and its theoretical pl was 8.85. Amino acid sequence analysis showed that FcDorsal contains a Rel homolog domain (RHD) and an IPT/TIG (Ig-like, plexins and transcriptions factors) domain. The signature sequence of dorsal protein existed in the deduced amino acid sequence. Spatial expression profiles showed that FcDorsal had the highest expression level in the hemocytes and lymphoid organ (Oka). The expression profiles in the hemocytes and lymphoid organ were apparently modulated when shrimp were stimulated by bacteria or WSSV. Both Gram-positive (G(+)) bacteria (Micrococcus lysodeikticus) and Gram-negative (G(-)) bacteria (Vibrio anguillarium) injection to shrimp caused the up-regulation of FcDorsal at the transcription level. DsRNA approach was used to study the function of FcDorsal and the data showed that FcDorsal was related to the transcription of Penaeidin 5 in shrimp. The present data provide clues that FcDorsal might play potential important roles in the innate immunity of shrimp. Through comparison of the expression profiles between FcDorsal and another identified Rel/NF kappa B member (FcRelish) in shrimp responsive to WSSV challenge, we speculate that FcDorsal and FcRelish might play different roles in shrimp immunity. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

中国明对虾核转录因子NF-κB家族基因的克隆与表达分析

对虾流行病爆发以来，我国乃至世界的对虾产业一直受到各种虾病的困扰，对虾养殖业严重受阻。解决这一问题的关键是加强对虾免疫机制的研究，并在此基础上寻找对虾疾病防治的有效方法。Rel/NF-κB是一类核转录因子，在无脊椎动物的先天性免疫中，起着极为重要的作用。 本论文根据其他无脊椎动物中NF-κB家族基因Relish和Dorsal的保守氨基酸序列分别设计简并引物，从中国明对虾血细胞cDNA中先后克隆到了Relish和Dorsal基因的部分片段，并结合SMART-RACE技术分别获得了中国明对虾Relish基因（FcRelish）和Dorsal基因（FcDorsal）的cDNA 全长。 FcRelish的cDNA 全长为2157个碱基，其中开放阅读框为1512个碱基，编码504个氨基酸；FcRelish蛋白的推导分子量为57373.5 Da，理论等电点为7.00。FcDorsal基因的cDNA 全长为1627个碱基，其中开放阅读框为1071个碱基，编码357个氨基酸；FcDorsal蛋白的推导分子量为39780.7 Da，理论等电点为8.85。 分析了FcRelish基因和FcDorsal基因的在血细胞、淋巴器官、肠和肌肉等12个组织中的表达水平。组织表达结果表明FcRelish和FcDorsal在淋巴器官和血细胞中表达水平明显高于其他组织，而淋巴器官和血细胞是对虾免疫系统中最重要的两个组织，由此可以推测中国明对虾中的Relish和Dorsal可能与免疫关系密切。 本论文还利用实时荧光定量PCR技术，对灭活鳗弧菌刺激，以及WSSV病毒刺激后，对虾血细胞和淋巴器官中FcRelish基因和FcDorsal基因的转录水平进行了研究。FcRelish基因在WSSV病毒刺激后，在血细胞和淋巴器官中都出现了波浪形变化，说明FcRelish对WSSV病毒刺激产生了应答。在灭活鳗弧菌刺激后，FcRelish在血细胞中变化不明显，而在淋巴器官中出现了两次明显的下调上调交替，出现这种现象的具体原因有待探究。在WSSV病毒刺激后，血细胞和淋巴器官中FcDorsal的转录表达呈波浪形变化。而在鳗弧菌刺激后，FcDorsal在血细胞和淋巴器官中的转录均在短时间内出现明显的上调表达，说明FcDorsal对鳗弧菌非常敏感。 作为核转录因子的NF-κB蛋白的转录激活作用需要在细胞质中通过蛋白水解作用来激活，为了进一步阐明NF-κB对病菌感染的应答机制，需要进一步研究这两种转录因子在蛋白水平的变化，以便从分子水平阐明NF-κB在对虾天然免疫中的作用。

Molecular genetics of the imprinted gene - SPROUTY3 (SPRY3)

Sprouty proteins are key regulators of cell growth and branching morphogenesis during development. Human SPRY3 which maps to the pseudoautosomal region 2, undergoes random X-inactivation in females and preferential Y-inactivation in males, behaving as though genetically X-linked. Spry3 is widely expressed in neuronal tissues, being found at high levels in the cerebellum and particularly in the Purkinje cells which, notably, are deficient in the autistic brain. Spry3 is also highly expressed in other ganglia in adults including retinal ganglion cells, dorsal root ganglion and superior cervical ganglion. SPRY3 enhancer can drive SPRY3 expression in the lung airway, which is consistent with a role in branching morphogenesis and the function of the original Drosophila Spry gene, which is critical for lung morphogenesis, providing a possible explanation for an observed anatomic abnormality in the autistic lung airway. In the human and mouse, the SPRY3 core promoter contains an AG-rich repeat and we found evidence of coexpression, promoter binding and regulation of SPRY3 expression by transcription factors EGR1, ZNF263 and PAX6. Spry3 over-expression in mouse superior cervical ganglion cells inhibits axon branching and Spry3 knockdown in those cells increases axon branching, consistent with known functions of other Sprouty proteins. Novel SPRY3 upstream transcripts that I characterised originate from three start sites in the X-linked F8A3 – TMLHE gene region, which is recently implicated in autism causation. Arising from these findings, I propose that the lung airway abnormality and low levels of blood carnitine found in autism suggest that deregulation of SPRY3 may underpin a subset of autism cases.

Molecular and cellular aspects of the SREBP pathway

The SREBP (sterol response element binding proteins) transcription factors are central to regulating de novo biosynthesis of cholesterol and fatty acids. The SREBPs are regulated by retention or escape from the ER to the Golgi where they are proteolytically cleaved into active forms. The SREBP cleavage activating protein (SCAP) and the INSIG proteins are essential in this regulatory process. The aim of this thesis is to further characterise the molecular and cellular aspects surrounding regulation of SREBP processing. SREBP and SCAP are known to interact via their carboxy-terminal regulatory domains (CTDs) but this interaction is poorly characterised. Significant steps were achieved in this thesis towards specific mapping of the interaction site. These included cloning and over expression and partial purification of tagged SREBP1 and SREBP2 CTDs and probing of a SCAP peptide array with the CTDs. Results from the SREBP2 probing were difficult to interpret due to insolubility issues with the protein, however, probing with SREBP1 revealed five potential binding sites which were detected reproducibly. Further research is necessary to overcome SREBP2 insolubility issues and to confirm the identified SREBP1 interaction site(s) on SCAP. INSIG1 has a central role in regulating SREBP processing and in regulating stability of 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase (HMGCR), a rate limiting enzyme in cholesterol biosynthesis. There are two protein isoforms of human INSIG1 produced through the use of two in-frame alternative start sites. Bioinformatic analysis indicated that the presence of two in-frame start sites within the 5-prime region of INSIG1 mRNA is highly conserved and that production of two isoforms of INSIG1is likely a conserved event. Functional differences between these two isoforms were explored. No difference in either the regulation of SREBP processing or HMGCR degradation between the INSIG1 isoforms was observed and the functional significance of the two isoforms is as yet unclear. The final part of this thesis focused on enhancing the cytotoxicity of statins by targeted inhibition of SREBP processing by oxysterols. Statins have significant potential as anti-cancer agents as they inhibit the activity of HMGCR leading to a deficiency in mevalonate which is essential for cell survival. The levels of HMGCR fluctuate widely due to cholesterol feedback of SREBP processing. The relationship between sterol feedback and statin mediated cell death was investigated in depth in HeLa cells. Down regulation of SREBP processing by sterols significantly enhanced the efficacy of statin mediated cell death. Investigation of sterol feedback in additional cancer cell lines showed that sterol feedback was absent in cell lines A- 498, DU-145, MCF-7 and MeWo but was present in cell lines HT-29, HepG2 and KYSE-70. In the latter inhibition of SREBP processing using oxysterols significantly enhanced statin cytotoxicity. The results indicate that this approach is valid to enhance statin cytotoxicity in cancer cells, but may be limited by deregulation of SREBP processing and off target effects of statins, which were observed for some of the cancer cell lines screened.