Proliferative diabetic retinopathy is associated with microalbuminuria in patients with type 2 diabetes

Diabetic retinopathy is one of the leading causes of blindness in working-age individuals. Diabetic patients with proteinuria or those on dialysis usually present severe forms of diabetic retinopathy, but the association of diabetic retinopathy with early stages of diabetic nephropathy has not been entirely established. A cross-sectional study was conducted on 1214 type 2 diabetic patients to determine whether microalbuminuria is associated with proliferative diabetic retinopathy in these patients. Patients were evaluated by direct and indirect ophthalmoscopy and grouped according to the presence or absence of proliferative diabetic retinopathy. The agreement of diabetic retinopathy classification performed by ophthalmoscopy and by stereoscopic color fundus photographs was 95.1% (kappa = 0.735; P < 0.001). Demographic information, smoking history, anthropometric and blood pressure measurements, glycemic and lipid profile, and urinary albumin were evaluated. On multiple regression analysis, diabetic nephropathy (OR = 5.18, 95% CI = 2.91-9.22, P < 0.001), insulin use (OR = 2.52, 95% CI = 1.47-4.31, P = 0.001) and diabetes duration (OR = 1.04, 95% CI = 1.01-1.07, P = 0.011) were positively associated with proliferative diabetic retinopathy, and body mass index (OR = 0.90, 95% CI = 0.86-0.96, P < 0.001) was negatively associated with it. When patients with macroalbuminuria and on dialysis were excluded, microalbuminuria (OR = 3.3, 95% CI = 1.56-6.98, P = 0.002) remained associated with proliferative diabetic retinopathy. Therefore, type 2 diabetic patients with proliferative diabetic retinopathy more often presented renal involvement, including urinary albumin excretion within the microalbuminuria range. Therefore, all patients with proliferative diabetic retinopathy should undergo an evaluation of renal function including urinary albumin measurements.

Genetic polymorphism of alcohol-metabolizing enzyme and alcohol dependence in Polish men

Alcohol dependence poses a serious medical and sociological problem. It is influenced by multiple environmental and genetic factors, which may determine differences in alcohol metabolism. Genetic polymorphism of the enzymes involved in alcohol metabolism is highly ethnically and race dependent. The purpose of this study was to investigate the differences, if present, in the allele and genotype frequency of alcohol dehydrogenase 1B (ADH1B), ADH1C and the microsomal ethanol-oxidizing system (MEOS/CYP2E1) between alcohol-dependent individuals and controls and also to determine if these genotypes cause a difference in the age at which the patients become alcohol dependent. The allele and genotype frequencies of ADH1B, ADH1C, and CYP2E1 were determined in 204 alcohol dependent men and 172 healthy volunteers who do not drink alcohol (control group). Genotyping was performed by PCR-RFLP methods on white cell DNA. ADH1B*1 (99.3%) and ADH1C*1 (62.5%) alleles and ADH1B*1/*1 (N = 201) and ADH1C*1/*1 (N = 85) genotypes were statistically more frequent among alcohol-dependent subjects than among controls (99.3 and 62.5%, N = 201 and 85 vs 94.5 and 40.7%, N = 153 and 32, respectively). Differences in the CYP2E1 allele and genotype distribution between groups were not significant. The persons with ADH1C*1/*1 and CYP2E1*c1/*c2 genotypes became alcohol dependent at a considerably younger age than the subjects with ADH1C*1/*2, ADH1C*2/*2 and CYP2E1*c1/*c1 genotypes (28.08, 25.67 years vs 36.0, 45.05, 34.45 years, respectively). In the Polish men examined, ADH1C*1 and ADH1B*1 alleles and ADH1C*1/*1 and ADH1B*1/*1 genotypes favor alcohol dependence. The ADH1B*2 allele may protect from alcohol dependence. However, subjects with ADH1C*1/*1 and CYP2E1*c1/*c2 genotypes become alcohol dependent at a considerably younger age than the subjects with ADH1C*1/*2, ADH1C*2/*2 and CYP2E1*c1/*c1 genotypes.

Resistance exercise improves hippocampus-dependent memory

It has been demonstrated that resistance exercise improves cognitive functions in humans. Thus, an animal model that mimics this phenomenon can be an important tool for studying the underlying neurophysiological mechanisms. Here, we tested if an animal model for resistance exercise was able to improve the performance in a hippocampus-dependent memory task. In addition, we also evaluated the level of insulin-like growth factor 1/insulin growth factor receptor (IGF-1/IGF-1R), which plays pleiotropic roles in the nervous system. Adult male Wistar rats were divided into three groups (N = 10 for each group): control, SHAM, and resistance exercise (RES). The RES group was submitted to 8 weeks of progressive resistance exercise in a vertical ladder apparatus, while the SHAM group was left in the same apparatus without exercising. Analysis of a cross-sectional area of the flexor digitorum longus muscle indicated that this training period was sufficient to cause muscle fiber hypertrophy. In a step-through passive avoidance task (PA), the RES group presented a longer latency than the other groups on the test day. We also observed an increase of 43 and 94% for systemic and hippocampal IGF-1 concentration, respectively, in the RES group compared to the others. A positive correlation was established between PA performance and systemic IGF-1 (r = 0.46, P < 0.05). Taken together, our data indicate that resistance exercise improves the hippocampus-dependent memory task with a concomitant increase of IGF-1 level in the rat model. This model can be further explored to better understand the effects of resistance exercise on brain functions.

Proteomic data show an increase in autoantibodies and alpha-fetoprotein and a decrease in apolipoprotein A-II with time in sera from senescence-accelerated mice

We evaluated changes in levels by comparing serum proteins in senescence-accelerated mouse-prone 8 (SAMP8) mice at 2, 6, 12, and 15 months of age (SAMP8-2 m, -6 m, -12 m, -15 m) to age-matched SAM-resistant 1 (SAMR1) mice. Mice were sacrificed, and blood was analyzed by 2-dimensional electrophoresis combined with mass spectrometry. Five protein spots were present in all SAMP8 serum samples, but only appeared in SAMR1 samples at 15 months of age except for spot 3, which also showed a slight expression in SAMR1-12 m sera. Two proteins decreased in the sera from SAMP8-2 m, -6 m, and -12 m mice, and divided into 2 spots each in SAMP8-15 m sera. Thus, the total number of altered spots in SAMP8 sera was 7; of these, 4 were identified as Ig kappa chain V region (M-T413), chain A of an activity suppressing Fab fragment to cytochrome P450 aromatase (32C2_A), alpha-fetoprotein, and apolipoprotein A-II. M-T413 is a monoclonal CD4 antibody, which inhibits T cell proliferation. We found that M-T413 RNA level was significantly enhanced in splenocytes from SAMP8-2 m mice. This agreed with serum M-T413 protein alterations and a strikingly lower blood CD4+ T cell count in SAMP8 mice when compared to the age-matched SAMR1 mice, with the latter negatively correlating with serum M-T413 protein volume. Age-related changes in serum proteins favored an increase in autoantibodies and alpha-fetoprotein and a decrease of apolipoprotein A-II, which occurred in SAMP8 mice at 2 months of age and onwards. These proteins may serve as candidate biomarkers for early aging.

Esculetin, a coumarin derivative, exerts in vitro and in vivo antiproliferative activity against hepatocellular carcinoma by initiating a mitochondrial-dependent apoptosis pathway

This study investigated the in vitro and in vivo antiproliferative activity of esculetin against hepatocellular carcinoma, and clarified its potential molecular mechanisms. Cell viability was determined by the MTT (tetrazolium) colorimetric assay. In vivoantitumor activity of esculetin was evaluated in a hepatocellular carcinoma mouse model. Seventy-five C57BL/6J mice were implanted with Hepa1-6 cells and randomized into five groups (n=15 each) given daily intraperitoneal injections of vehicle (physiological saline), esculetin (200, 400, or 700 mg·kg-1·day-1), or 5-Fu (200 mg·kg-1·day-1) for 15 days. Esculetin significantly decreased tumor growth in mice bearing Hepa1-6 cells. Tumor weight was decreased by 20.33, 40.37, and 55.42% with increasing doses of esculetin. Esculetin significantly inhibited proliferation of HCC cells in a concentration- and time-dependent manner and with an IC50 value of 2.24 mM. It blocked the cell cycle at S phase and induced apoptosis in SMMC-7721 cells with significant elevation of caspase-3 and caspase-9 activity, but did not affect caspase-8 activity. Moreover, esculetin treatment resulted in the collapse of mitochondrial membrane potential in vitro and in vivo accompanied by increased Bax expression and decreased Bcl-2 expression at both transcriptional and translational levels. Thus, esculetin exerted in vitro and in vivo antiproliferative activity in hepatocellular carcinoma, and its mechanisms involved initiation of a mitochondrial-mediated, caspase-dependent apoptosis pathway.

Plasma levels and placental expression of vaspin in pregnant women with diabetes mellitus

The present study aimed to investigate visceral adipose tissue-specific serpin (vaspin) concentrations in serum and term placentas and relate these values to insulin resistance and lipid parameters in women with gestational diabetes mellitus (GDM). A total of 30 GDM subjects and 27 age-matched pregnant women with normal glucose tolerance (NGT, control) were included. Serum glucose, glycated hemoglobin (HbA1c), lipid profile, insulin, and vaspin were measured at the end of pregnancy, and homeostasis model of assessment-insulin resistance (HOMA-IR) values were calculated. Vaspin mRNA and protein levels in placentas were measured by real-time fluorescence quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (RT-qPCR) and Western blotting, respectively. Serum vaspin levels were significantly lower in the GDM group than in controls (0.49±0.24 vs 0.83±0.27 ng/mL, respectively; P<0.01). Three days after delivery, serum vaspin levels were significantly decreased in subjects with GDM (0.36±0.13 vs0.49±0.24 ng/mL, P<0.01). However, in the GDM group, serum vaspin levels were not correlated with the parameters evaluated. In contrast, in the control group, serum vaspin levels were positively correlated with triglycerides (TG; r=0.45, P=0.02) and very low-density lipoprotein cholesterol (VLDL-C; r=0.42, P=0.03). Placental mRNA vaspin (0.60±0.32 vs0.68±0.32, P=0.46) and protein (0.30±0.08 vs0.39±0.26; P=0.33) levels in the GDM group did not differ significantly from those in the control group, but were negatively correlated with neonatal birth weight in the GDM group (r=-0.48, P=0.03; r=-0.88; P<0.01). Our findings indicated that vaspin may be an important adipokine involved in carbohydrate and lipid metabolism and may also play a role in fetal development.

International adoption: Symptoms of attachment disorders and their associations with the child’s background and developmental outcome

Many internationally adopted children have lived their first years of life in an environment with limited opportunities for primary caregiving. The lack of consistent care increases the prevalence of attachment disorders among them. Less is known about the influences of attachment disorders on a child’s later course of life. This study is part of the Finnish Adoption Study. Parents of all Finnish children who had been internationally adopted by legal adoption organisations between 1985 and 2007 were sent questionnaires (N=1450). Parental evaluations of the children’s symptoms of reactive attachment disorder (RAD) at the time of adoption, their later learning or language problems using a screening scale, and children’s self-reported school bullying experiences were evaluated. Each child’s attachment-related behavioural problems were requested in a follow-up survey 1.9 and 3.8 years after adoption and compared with a Finnish reference group. This study indicated that Finnish internationally adopted children have at least three-fold prevalence of learning and language problems compared with their age-mates. A child’s symptoms of attachment disorders were associated with learning or language problems at school age as well as with his/her school bullying experiences. The adopted children had more attachment-related behavioural problems two years after adoption than their age-mates, but the difference was no longer evident four years after adoption. In conclusion, this study showed that the symptoms of attachment disorder indicate a risk for an adopted child’s later developmental outcome. The findings demonstrate the need for comprehensive clinical examinations and planning of treatment strategies for children with symptoms of RAD.

How Lean Six Sigma and Agile principles optimize ITIL-based processes

Imagine the potential implications of an organization whose business and IT processes are well aligned and are capable of reactively and proactively responding to the external and internal changes. The Philips IT Infrastructure and Operations department (I&O) is undergoing a series of transformation activities to help Philips business keeping up with the changes. I&O would serve a critical function in any business sectors; given that the I&O’s strategy switched from “design, build and run” to “specify, acquire and performance manage”, that function is amplified. In 2013, I&O’s biggest transforming programme I&O Futures engaged multiple interdisciplinary departments and programs on decommissioning legacy processes and restructuring new processes with respect to the Information Technology Internet Library (ITIL), helping I&O to achieve a common infrastructure and operating platform (CI&OP). The author joined I&O Futures in the early 2014 and contributed to the CI&OP release 1, during which a designed model Bing Box and its evaluations were conducted through the lens of six sigma’s structured define-measure-analyze-improve-control (DMAIC) improvement approach. This Bing Box model was intended to firstly combine business and IT principles, namely Lean IT, Agile, ITIL best practices, and Aspect-oriented programming (AOP) into a framework. Secondly, the author implemented the modularized optimization cycles according to the defined framework into Philips’ ITIL-based processes and, subsequently, to enhance business process performance as well as to increase efficiency of the optimization cycles. The unique of this thesis is that the Bing Box model not only provided comprehensive optimization approaches and principles for business process performance, but also integrated and standardized optimization modules for the optimization process itself. The research followed a design research guideline that seek to extend the boundaries of human and organizational capabilities by creating new and innovative artifacts. The Chapter 2 firstly reviewed the current research on Lean Six Sigma, Agile, AOP and ITIL, aiming at identifying the broad conceptual bases for this study. In Chapter 3, we included the process of constructing the Bing Box model. The Chapter 4 described the adoption of Bing Box model: two-implementation case validated by stakeholders through observations and interviews. Chapter 5 contained the concluding remarks, the limitation of this research work and the future research areas. Chapter 6 provided the references used in this thesis.

The effect of diet and parasite load on female phonotaxis in the Texas field cricket, Gryllus integer

Female crickets respond selectively to variations in species-specific male calling songs. This selectivity has been shown to be age-dependent; older females are less choosy. However, female quality should also affect female selectivity. The effect of female quality on mate choice was examined in Gryllus integer by comparing the phonotactic responses of females on different diets and with different parasite loads to various synthetic models of conspecific calling song. Test females were virgin, 11-14 days old, and had been maintained on one of five diets varying in protein and fat content. Phonotaxis was quantified using a non-compensating Kugel treadmill which generates vector scores incorporating the speed and direction of movement of each female. Test females were presented with four calling song models which differed in pulse rate, but were still within the natural range of the species for the experimental temperature. After testing, females were dissected and the number of gregarine parasites within the digestive tract counted. There were no significant effects of either diet or parasitism on female motivation to mate although the combined effects of these variables seem to have an effect with no apparent trend. Control females did not discriminate among song types, but there was a trend of female preferences for lower pulse rates which are closest to the mean pulse rate for the species. Heavily parasitized females did not discriminate among pulse rates altho~gh there was a similar trend of high vector scores for low pulse rates. Diet, however, affected selectivity with poorly-fed females showing significantly high vector scores for pulse rates near the species mean. Such findings raise interesting questions about energy allocation and costs and risks of phonotaxis and mate choice in acoustic Orthoptera. These results are discussed in terms of sexual selection and female mate choice.

Bootstrapping Autoregressions with Conditional Heteroskedasticity of Unknown Form

Conditional heteroskedasticity is an important feature of many macroeconomic and financial time series. Standard residual-based bootstrap procedures for dynamic regression models treat the regression error as i.i.d. These procedures are invalid in the presence of conditional heteroskedasticity. We establish the asymptotic validity of three easy-to-implement alternative bootstrap proposals for stationary autoregressive processes with m.d.s. errors subject to possible conditional heteroskedasticity of unknown form. These proposals are the fixed-design wild bootstrap, the recursive-design wild bootstrap and the pairwise bootstrap. In a simulation study all three procedures tend to be more accurate in small samples than the conventional large-sample approximation based on robust standard errors. In contrast, standard residual-based bootstrap methods for models with i.i.d. errors may be very inaccurate if the i.i.d. assumption is violated. We conclude that in many empirical applications the proposed robust bootstrap procedures should routinely replace conventional bootstrap procedures for autoregressions based on the i.i.d. error assumption.

Les inégalités sociales dans la durée de vie la plus commune : la répartition des décès selon l'âge et le quintile de défavorisation au Québec en 2000-2002 et 2005-2007

Nous avons choisi de focaliser nos analyses sur les inégalités sociales de mortalité spécifiquement aux grands âges. Pour ce faire, l'utilisation de l'âge modal au décès combiné à la dispersion des décès au-delà de cet âge s'avère particulièrement adapté pour capter ces disparités puisque ces mesures ne sont pas tributaires de la mortalité prématurée. Ainsi, à partir de la distribution des âges au décès selon le niveau de défavorisation, au Québec au cours des périodes 2000-2002 et 2005-2007, nous avons déterminé l'âge le plus commun au décès et la dispersion des durées de vie au-delà de celui-ci. L'estimation de la distribution des décès selon l'âge et le niveau de défavorisation repose sur une approche non paramétrique de lissage par P-splines développée par Nadine Ouellette dans le cadre de sa thèse de doctorat. Nos résultats montrent que l'âge modal au décès ne permet pas de détecter des disparités dans la mortalité des femmes selon le niveau de défavorisation au Québec en 2000-2002 et en 2005-2007. Néanmoins, on assiste à un report de la mortalité vers des âges plus avancés alors que la compression de la mortalité semble s'être stabilisée. Pour les hommes, les inégalités sociales de mortalité sont particulièrement importantes entre le sous-groupe le plus favorisé et celui l'étant le moins. On constate un déplacement de la durée de vie la plus commune des hommes vers des âges plus élevés et ce, peu importe le niveau de défavorisation. Cependant, contrairement à leurs homologues féminins, le phénomène de compression de la mortalité semble toujours s'opérer.

Rôle de la CuZn superoxyde dismutase dans la néovascularisation en réponse à l'ischémie

L’athérosclérose est à l’origine d’importantes obstructions vasculaires. La sévérité de l’ischémie tissulaire provoquée par l’athérosclérose dépend en partie de la capacité de l’organisme à former de nouveaux vaisseaux (néovascularisation). Les mécanismes de néovascularisation sont modulés par la balance oxydo-réductive. Une exacerbation du stress oxydant est retrouvée dans tous les facteurs de risque cardiovasculaire, et en particulier lors du vieillissement. Au niveau vasculaire, la CuZnSOD est la principale enzyme antioxydante. Cependant, son rôle spécifique dans le vieillissement vasculaire et dans le développement de nouveaux vaisseaux en réponse à l’ischémie n’est pas connu. Nos hypothèses de recherche sont: 1) qu’une absence de CuZnSOD diminue la néovascularisation réparatrice en réponse à l’ischémie 2) que cette diminution de la néovascularisation est dûe au vieillissement de la vasculature affectant à la fois les cellules endothéliales matures et les cellules progénitrices endothéliales. Nous avons démontré qu’une déficience en CuZnSOD diminue significativement la néovascularisation en réponse à l’ischémie. Cette diminution de néovascularisation est associée à une augmentation du stress oxydant et une réduction de la biodisponibilité du NO. La déficience en CuZnSOD réduit significativement le nombre de EPCs (moelle, rate). De plus, ces EPCs présentent une augmentation significative des niveaux de stress oxydant, une diminution de la production de NO et une capacité réduite à migrer et à s’intégrer à un réseau tubulaire. Fait important, il iv est possible d’améliorer la néovascularisation des souris déficientes en CuZnSOD par une supplémentation en EPCs provenant de souris contrôles. Nous avons également démontré que la récupération du flot sanguin suivant l’ischémie est significativement réduite par l’âge. À la fois chez les jeunes et les vieilles souris, la déficience en CuZnSOD mène à une réduction additionnelle de la néovascularisation. Fait intéressant, le potentiel néovasculaire des jeunes souris déficiente en CuZnSOD est similaire à celui des vieilles souris contrôles. Les niveaux de stress oxydant sont également augmentés de façon similaire dans ces deux groupes de souris. L’âge et la déficience en CuZnSOD sont tous deux associés à une réduction du nombre d’EPCs isolées de la moelle et de la rate. L’effet de l’âge seul sur la fonction des EPCs est modeste. Par contre, la déficience en CuZnSOD en condition de vieillissement est associée à d’importants effets délétères sur l’activité fonctionnelle des EPCs. En résumé, nos résultats suggèrent que la protection contre le stress oxydant par la CuZnSOD est essentielle pour préserver la fonction des EPCs et la néovascularisation réparatrice en réponse à l’ischémie. Le défaut de néovascularisation observé en absence de CuZnSOD est associé à un vieillissement vasculaire accéléré. Nos résultats suggèrent que dans le contexte du vieillissement, la CuZnSOD a un rôle encore plus important pour limiter les niveaux de stress oxydant, préserver la fonction des EPCs et maintenir l’intégrité des tissus ischémiques.

Modulation de la néovascularisation post-ischémique en présence de facteurs de risque cardiovasculaire

L’athérosclérose est la principale cause d’infarctus du myocarde, de mort subite d’origine cardiaque, d’accidents vasculaires cérébraux et d’ischémie des membres inférieurs. Celle-ci cause près de la moitié des décès dans les pays industrialisés. Lorsque les obstructions artérielles athérosclérotiques sont tellement importantes que les techniques de revascularisation directe ne peuvent être effectuées avec succès, la sévérité de l’ischémie tissulaire résiduelle dépendra de l’habilité de l’organisme à développer spontanément de nouveaux vaisseaux sanguins (néovascularisation). La néovascularisation postnatale est le résultat de deux phénomènes : la formation de nouveaux vaisseaux à partir de la vasculature existante (angiogenèse) et la formation de vaisseaux à partir de cellules souches progénitrices (vasculogenèse). Notre laboratoire a démontré que plusieurs facteurs de risque associés aux maladies cardiovasculaires (tabagisme, vieillissement, hypercholestérolémie) diminuaient également la réponse angiogénique suite à une ischémie. Cependant, les mécanismes précis impliqués dans cette physiopathologie sont encore inconnus. Un point commun à tous ces facteurs de risque cardiovasculaire est l’augmentation du stress oxydant. Ainsi, le présent ouvrage visait à élucider l’influence de différents facteurs de risque cardiovasculaire et du stress oxydant sur la néovascularisation. Nos résultats démontrent que l’exposition à la fumée de cigarette et le vieillissement sont associés à une diminution de la néovascularisation en réponse à l’ischémie, et que ceci est au moins en partie causé par une augmentation du stress oxydant. De plus, nous démontrons que les acides gras dérivés de la diète peuvent affecter la réponse à l’ischémie tissulaire. La première étude du projet de recherche visait à évaluer l’impact de l’exposition à la fumée de cigarette sur la néovascularisation post-ischémique, et l’effet d’une thérapie antioxydante. L’exposition à la fumée de cigarette a été associée à une réduction significative de la récupération du flot sanguin et de la densité des vaisseaux dans les muscles ischémiques. Cependant, une récupération complète de la néovascularisation a été démontrée chez les souris exposées à la fumée de cigarette et traitées au probucol ou aux vitamines antioxydantes. Nous avons démontré qu’une thérapie antioxydante administrée aux souris exposées à la fumée de cigarette était associée à une réduction significative des niveaux de stress oxydant dans le plasma et dans les muscles ischémiques. De plus, les cellules endothéliales progénitrices (EPCs) exposées à de l’extrait de fumée de cigarette in vitro présentent une diminution significative de leur activité angiogénique (migration, adhésion et incorporation dans les tissus ischémiques) qui a été complètement récupérée par le probucol et les vitamines antioxydantes. La deuxième étude avait pour but d’investiguer le rôle potentiel de la NADPH oxydase (Nox2) pour la modulation de la néovascularisation post-ischémique dans le contexte du vieillissement. Nous avons trouvé que l’expression de la Nox2 est augmentée par le vieillissement dans les muscles ischémiques des souris contrôles. Ceci est associé à une réduction significative de la récupération du flot sanguin après l’ischémie chez les vieilles souris contrôles comparées aux jeunes. Nous avons aussi démontré que la densité des capillaires et des artérioles est significativement réduite dans les muscles ischémiques des animaux vieillissants alors que les niveaux de stress oxydant sont augmentés. La déficience en Nox2 réduit les niveaux de stress oxydant dans les tissus ischémiques et améliore la récupération du flot sanguin et la densité vasculaire chez les animaux vieillissants. Nous avons aussi démontré que l’activité fonctionnelle des EPCs (migration et adhésion à des cellules endothéliales matures) est significativement diminuée chez les souris vieillissantes comparée aux jeunes. Cependant, la déficience en Nox2 est associée à une récupération de l’activité fonctionnelle des EPCs chez les animaux vieillissants. Nous avons également démontré une augmentation pathologique du stress oxydant dans les EPCs isolées d’animaux vieillissants. Cette augmentation de stress oxydant dans les EPCs n’est pas présente chez les animaux déficients en Nox2. La troisième étude du projet de recherche a investigué l’effet des acides gras dérivés de la diète sur la néovascularisation postnatale. Pour ce faire, les souris ont reçu une diète comprenant 20% d’huile de maïs (riche en oméga-6) ou 20% d’huile de poisson (riche en oméga-3). Nos résultats démontrent qu’une diète riche en oméga-3 améliore la néovascularisation post-ischémique au niveau macro-vasculaire, micro-vasculaire et clinique comparée à une diète riche en oméga-6. Cette augmentation de la néovascularisation postnatale est associée à une réduction du ratio cholestérol total/cholestérol HDL dans le sérum et à une amélioration de la voie VEGF/NO dans les tissus ischémiques. De plus, une diète riche en acides gras oméga-3 est associée à une augmentation du nombre d’EPCs au niveau central (moelle osseuse) et périphérique (rate). Nous démontrons aussi que l’activité fonctionnelle des EPCs (migration et incorporation dans des tubules de cellules endothéliales matures) est améliorée et que le niveau de stress oxydant dans les EPCs est réduit par la diète riche en oméga-3. En conclusion, nos études ont permis de déterminer l’impact de différents facteurs de risque cardiovasculaire (tabagisme et vieillissement) et des acides gras dérivés de la diète (oméga-3) sur la néovascularisation post-ischémique. Nous avons aussi identifié plusieurs mécanismes qui sont impliqués dans cette physiopathologie. Globalement, nos études devraient contribuer à mieux comprendre l’effet du tabagisme, du vieillissement, des oméga-3, et du stress oxydant sur l’évolution des maladies vasculaires ischémiques.

Mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans le développement des synapses GABAergiques périsomatiques et dans la plasticité corticale : rôle de l’activité neuronale et de proBDNF/p75NTR

Dans le cortex visuel des mammifères, une cellule à panier (BC) qui représente un sous-type majoritaire d’interneurones GABAergiques, innerve une centaine de neurones par une multitude de synapses localisées sur le soma et sur les dendrites proximales de chacune de ses cibles. De plus, ces cellules sont importantes pour la génération des rythmes gammas, qui régulent de nombreuses fonctions cognitives, et pour la régulation de la plasticité corticale. Bien que la fonction des BC au sein des réseaux corticaux est à l'étude, les mécanismes qui contrôlent le développement de leur arborisation complexe ainsi que de leurs nombreux contacts synaptiques n’ont pas été entièrement déterminés. En utilisant les récepteurs allatostatines couplés aux protéines G de la drosophile (AlstR), nous démontrons in vitro que la réduction de l'excitation ainsi que la réduction de la libération des neurotransmetteurs par les BCs corticales individuelles des souris, diminuent le nombre de cellules innervées sans modifier le patron d'innervation périsomatique, durant et après la phase de prolifération des synapses périsomatiques. Inversement, lors de la suppression complète de la libération des neurotransmetteurs par les BCs individuelles avec l’utilisation de la chaîne légère de la toxine tétanus, nous observons des effets contraires selon le stade de développement. Les BCs exprimant TeNT-Lc pendant la phase de prolifération sont caractérisées par des arborisations axonales plus denses et un nombre accru de petits boutons homogènes autour des somas innervés. Toutefois, les cellules transfectées avec TeNT-Lc après la phase de la prolifération forment une innervation périsomatique avec moins de branchements terminaux d’axones et un nombre réduit de boutons avec une taille irrégulière autour des somas innervés. Nos résultats révèlent le rôle spécifique des niveaux de l’activité neuronale et de la neurotransmission dans l'établissement du territoire synaptique des cellules GABAergiques corticaux. Le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF) est un modulateur puissant de la maturation activité-dépendante des synapses GABAergiques. Grâce à l'activation et à la signalisation de son récepteur tyrosine kinase B (TrkB), la liaison de mBDNF module fortement la prolifération des synapses périsomatiques GABAergiques formés par les BCs. Par contre, le rôle du récepteur neurotrophique de faible affinité, p75NTR, dans le développement du territoire synaptique des cellules reste encore inconnu. Dans ce projet, nous démontrons que la suppression de p75NTR au niveau des BCs individuelles in vitro provenant de souris p75NTRlox induit la formation d'une innervation périsomatique exubérante. BDNF est synthétisé sous une forme précurseur, proBDNF, qui est par la suite clivée par des enzymes, y compris la plasmine activée par tPA, pour produire une forme mature de BDNF (m)BDNF. mBDNF et proBDNF se lient avec une forte affinité à TrkB et p75NTR, respectivement. Nos résultats démontrent qu’un traitement des cultures organotypiques avec la forme résistante au clivage de proBDNF (mut-proBDNF) réduit fortement le territoire synaptique des BCs. Les cultures traitées avec le peptide PPACK, qui inactive tPA, ou avec tPA altèrent et favorisent respectivement la maturation de l’innervation synaptique des BCs. Nous démontrons aussi que l’innervation exubérante formée par les BCs p75NTR-/- n’est pas affectée par un traitement avec mut-proBDNF. L’ensemble de ces résultats suggère que l'activation de p75NTR via proBDNF régule négativement le territoire synaptique des BCs corticaux. Nous avons ensuite examiné si mut-proBDNF affecte l’innervation périsomatique formée par les BCs in vivo, chez la souris adulte. Nous avons constaté que les boutons GABAergiques périsomatiques sont significativement diminués dans le cortex infusé avec mut-proBDNF par rapport à l’hémisphère non-infusé ou traité avec de la saline. En outre, la plasticité de la dominance oculaire (OD) est rétablie par ce traitement chez la souris adulte. Enfin, en utilisant des souris qui ne possèdent pas le récepteur p75NTR dans leurs BCs spécifiquement, nous avons démontré que l'activation de p75NTR via proBDNF est nécessaire pour induire la plasticité de la OD chez les souris adultes. L’ensemble de ces résultats démontre un rôle critique de l'activation de p75NTR dans la régulation et le maintien de la connectivité des circuits GABAergiques, qui commencent lors du développement postnatal précoce jusqu’à l'âge adulte. De plus, nous suggérons que l'activation contrôlée de p75NTR pourrait être un outil utile pour restaurer la plasticité dans le cortex adulte.

Studies on the interaction of two level atoms with quantized electromagnetic field

The present study described about the interaction of a two level atom and squeezed field with time varying frequency. By applying a sinusoidal variation in the frequency of the field, the randomness in population inversion is reduced and the collapses and periodic revivals are regained. Quantum optics is an emerging field in physics which mainly deals with the interaction of atoms with quantised electromagnetic fields. Jaynes-Cummings Model (JCM) is a key model among them, which describes the interaction between a two level atom and a single mode radiation field. Here the study begins with a brief history of light, atom and their interactions. Also discussed the interaction between atoms and electromagnetic fields. The study suggest a method to manipulate the population inversion due to interaction and control the randomness in it, by applying a time dependence on the frequency of the interacting squeezed field.The change in behaviour of the population inversion due to the presence of a phase factor in the applied frequency variation is explained here.This study also describes the interaction between two level atom and electromagnetic field in nonlinear Kerr medium. It deals with atomic and field state evolution in a coupled cavity system. Our results suggest a new method to control and manipulate the population of states in two level atom radiation interaction,which is very essential for quantum information processing.We have also studied the variation of atomic population inversion with time, when a two level atom interacts with light field, where the light field has a sinusoidal frequency variation with a constant phase. In both coherent field and squeezed field cases, the population inversion variation is completely different from the phase zero frequency modulation case. It is observed that in the presence of a non zero phase φ, the population inversion oscillates sinusoidally.Also the collapses and revivals gradually disappears when φ increases from 0 to π/2. When φ = π/2 the evolution of population inversion is identical to the case when a two level atom interacts with a Fock state. Thus, by applying a phase shifted frequency modulation one can induce sinusoidal oscillations of atomic inversion in linear medium, those normally observed in Kerr medium. We noticed that the entanglement between the atom and field can be controlled by varying the period of the field frequency fluctuations. The system has been solved numerically and the behaviour of it for different initial conditions and different susceptibility values are analysed. It is observed that, for weak cavity coupling the effect of susceptibility is minimal. In cases of strong cavity coupling, susceptibility factor modifies the nature in which the probability oscillates with time. Effect of susceptibility on probability of states is closely related to the initial state of the system.