Agricultural land use and human presence around breeding sites increase stress-hormone levels and decrease body mass in barn owl nestlings.

Human activities can have a suite of positive and negative effects on animals and thus can affect various life history parameters. Human presence and agricultural practice can be perceived as stressors to which animals react with the secretion of glucocorticoids. The acute short-term secretion of glucocorticoids is considered beneficial and helps an animal to redirect energy and behaviour to cope with a critical situation. However, a long-term increase of glucocorticoids can impair e.g. growth and immune functions. We investigated how nestling barn owls (Tyto alba) are affected by the surrounding landscape and by human activities around their nest sites. We studied these effects on two response levels: (a) the physiological level of the hypothalamus-pituitary-adrenal axis, represented by baseline concentrations of corticosterone and the concentration attained by a standardized stressor; (b) fitness parameters: growth of the nestlings and breeding performance. Nestlings growing up in intensively cultivated areas showed increased baseline corticosterone levels late in the season and had an increased corticosterone release after a stressful event, while their body mass was decreased. Nestlings experiencing frequent anthropogenic disturbance had elevated baseline corticosterone levels, an increased corticosterone stress response and a lower body mass. Finally, breeding performance was better in structurally more diverse landscapes. In conclusion, anthropogenic disturbance affects offspring quality rather than quantity, whereas agricultural practices affect both life history traits.

The caspase-3-p120-RasGAP module generates a NF-κB repressor in response to cellular stress.

The nuclear factor κB (NF-κB) transcription factor is a master regulator of inflammation. Short-term NF-κB activation is generally beneficial. However, sustained NF-κB might be detrimental, directly causing apoptosis of cells or leading to a persistent damaging inflammatory response. NF-κB activity in stressed cells needs therefore to be controlled for homeostasis maintenance. In mildly stressed cells, caspase-3 cleaves p120 RasGAP, also known as RASA1, into an N-terminal fragment, which we call fragment N. We show here that this fragment is a potent NF-κB inhibitor. Fragment N decreases the transcriptional activity of NF-κB by promoting its export from the nucleus. Cells unable to generate fragment N displayed increased NF-κB activation upon stress. Knock-in mice expressing an uncleavable p120 RasGAP mutant showed exaggerated NF-κB activation when their epidermis was treated with anthralin, a drug used for the treatment of psoriasis. Our study provides biochemical and genetic evidence of the importance of the caspase-3-p120-RasGAP stress-sensing module in the control of stress-induced NF-κB activation.

FOXC2 and fluid shear stress stabilize postnatal lymphatic vasculature.

Biomechanical forces, such as fluid shear stress, govern multiple aspects of endothelial cell biology. In blood vessels, disturbed flow is associated with vascular diseases, such as atherosclerosis, and promotes endothelial cell proliferation and apoptosis. Here, we identified an important role for disturbed flow in lymphatic vessels, in which it cooperates with the transcription factor FOXC2 to ensure lifelong stability of the lymphatic vasculature. In cultured lymphatic endothelial cells, FOXC2 inactivation conferred abnormal shear stress sensing, promoting junction disassembly and entry into the cell cycle. Loss of FOXC2-dependent quiescence was mediated by the Hippo pathway transcriptional coactivator TAZ and, ultimately, led to cell death. In murine models, inducible deletion of Foxc2 within the lymphatic vasculature led to cell-cell junction defects, regression of valves, and focal vascular lumen collapse, which triggered generalized lymphatic vascular dysfunction and lethality. Together, our work describes a fundamental mechanism by which FOXC2 and oscillatory shear stress maintain lymphatic endothelial cell quiescence through intercellular junction and cytoskeleton stabilization and provides an essential link between biomechanical forces and endothelial cell identity that is necessary for postnatal vessel homeostasis. As FOXC2 is mutated in lymphedema-distichiasis syndrome, our data also underscore the role of impaired mechanotransduction in the pathology of this hereditary human disease.

Redox Signaling by the RNA Polymerase III TFIIB-Related Factor Brf2.

TFIIB-related factor 2 (Brf2) is a member of the family of TFIIB-like core transcription factors. Brf2 recruits RNA polymerase (Pol) III to type III gene-external promoters, including the U6 spliceosomal RNA and selenocysteine tRNA genes. Found only in vertebrates, Brf2 has been linked to tumorigenesis but the underlying mechanisms remain elusive. We have solved crystal structures of a human Brf2-TBP complex bound to natural promoters, obtaining a detailed view of the molecular interactions occurring at Brf2-dependent Pol III promoters and highlighting the general structural and functional conservation of human Pol II and Pol III pre-initiation complexes. Surprisingly, our structural and functional studies unravel a Brf2 redox-sensing module capable of specifically regulating Pol III transcriptional output in living cells. Furthermore, we establish Brf2 as a central redox-sensing transcription factor involved in the oxidative stress pathway and provide a mechanistic model for Brf2 genetic activation in lung and breast cancer.

Confirmatory factor analysis of an inventory of perception of insecurity and fear of crime

This paper focuses on the study of the factorial structure of an inventory to estimate the subjective perception of insecurity and fear of crime. Made from the review of the literature on the subject and the results obtained in previous works, this factor structure shows that this attitude towards insecurity and fear of crime is identified through a number of latent factors which are schematically summarized in (a) personal safety, (b) the perception of personal and social control, (c) the presence of threatening people or situations, (d) the processes of identity and space appropriation, (e) satisfaction with the environment, and (f) the environmental and the use of space. Such factors are relevant dimensions to analyze the phenomenon. Method: A sample of 571 participants in a neighborhood of Barcelona was evaluated with the proposed inventory, which yielded data from the distributions of all the items provided. The administration was conducted by researchers specially trained for it and the results were analyzed by using standard procedures in the confirmatory factor analysis (CFA) from the hypothesized theoretical structure. The analysis was performed by decatypes according to the different response scales prepared in the inventory and their ordinal nature, and by estimating the polychoric correlation coefficients. The results show an acceptable fit of the proposed model, an appropriate behavior of the residuals and statistically significant estimates of the factor loadings. This would indicate the goodness of the proposed factor structure.

The mediterranean diet pattern and its main components are associated with lower plasma concentrations of tumor necrosis factor receptor 60 in patients at high risk for cardiovascular disease

Adherence to aMediterranean diet (MD) is associated with a reduced risk of coronary heart disease. However, themolecular mechanisms involved are not fully understood. The aim of this studywas to compare the effects of 2MD with those of a lowfat- diet (LFD) on circulating inflammatory biomarkers related to atherogenesis. A total of 516 participants included in the PreventionwithMediterraneanDiet Studywere randomized into 3 intervention groups [MD supplementedwith virgin olive oil (MD-VOO); MD supplemented with mixed nuts (MD-Nuts); and LFD]. At baseline and after 1 y, participants completed FFQ and adherence to MD questionnaires, and plasma concentrations of inflammatory markers including intercellular adhesion molecule-1(ICAM-1), IL-6, and 2 TNF receptors (TNFR60 and TNFR80) were measured by ELISA. At 1 y, the MD groups had lower plasma concentrations of IL-6, TNFR60, and TNFR80 (P , 0.05), whereas ICAM-1, TNFR60, and TNFR80 concentrations increased in the LFD group (P , 0.002). Due to between-group differences, participants in the 2 MD groups had lower plasma concentrations of ICAM-1, IL-6, TNFR60, and TNFR80 compared to those in the LFD group (P # 0.028). When participants were categorized in tertiles of 1-y changes in the consumption of selected foods, those in the highest tertile of virgin olive oil (VOO) and vegetable consumption had a lower plasma TNFR60 concentration compared with those in tertile 1 (P,0.02).Moreover, the only changes in consumption thatwere associated with 1-y changes in the geometricmean TNFR60 concentrations were those of VOO and vegetables (P = 0.01). This study suggests that a MD reduces TNFR concentrations in patients at high cardiovascular risk.

Epidermal growth factor secreted from submandibular salivary glands interferes with the lipolytic effect of adrenaline in mice

We had described that epidermal growth factor (EGF) interfered with the lipolytic effect of catecholamines in isolated adipocytes. Since catecholamines stimulate the release of EGF from submandibular salivary glands to blood plasma in male mice, we studied whether EGF affected also the lipolytic response to adrenaline in whole animals. We studied the effect of adrenaline in sialoadenectomized and sham-operated mice receiving or not a high dose of EGF following adrenaline injection. There was no difference in plasma EGF concentration between sham-operated and sialoadenectomized animals receiving saline. After adrenaline administration plasma EGF increased by 20-fold in sham-operated but did not increase in sialoadenectomized mice. Indeed, the increase was much higher (more than 100-fold) in mice receiving exogenous EGF. The effect of adrenaline on plasma concentration of both glycerol and nonesterified fatty acids was higher as lower was plasma EGF concentration. Isolated adipocytes obtained from sham-operated or sialoadenectomized mice had identical lipolytic response to adrenaline. The lipolytic response of adipocytes to isoproterenol was decreased by addition of EGF. To study whether the interference with the in vivo lipolytic effect of adrenaline had further metabolic consequences, we measured plasma b-hydroxybutyrate concentration in plasma. There was no difference in the response to adrenaline between sham-operated and sialoadenectomized mice in spite of the difference in plasma nonsterified fatty acid concentration. Studies in isolated hepatocytes indicated that ketogenesis run at near maximal rate in this range of substrate concentration. These results suggest that EGF in the physiological range decreases the lipolytic effect of adrenaline but does not compromise further metabolic events like the enhancement of ketogenesis.

Insulin-Like growth-factor 1 myocardial expression decreases in chronic alcohol consumption

Background Chronic alcohol ingestion may cause severe biochemical and pathophysiological derangements to skeletal muscle. Unfortunately, these alcohol-induced events may also prime skeletal muscle for worsened, delayed, or possibly incomplete repair following acute injury. As alcoholics may be at increased risk for skeletal muscle injury, our goals were to identify the effects of chronic alcohol ingestion on components of skeletal muscle regeneration. To accomplish this, age- and gender-matched C57Bl/6 mice were provided normal drinking water or water that contained 20% alcohol (v/v) for 18-20 wk. Subgroups of mice were injected with a 1.2% barium chloride (BaCl2) solution into the tibialis anterior (TA) muscle to initiate degeneration and regeneration processes. Body weights and voluntary wheel running distances were recorded during the course of recovery. Muscles were harvested at 2, 7 or 14 days post-injection and assessed for markers of inflammation and oxidant stress, fiber cross-sectional areas, levels of growth and fibrotic factors, and fibrosis. Results Body weights of injured, alcohol-fed mice were reduced during the first week of recovery. These mice also ran significantly shorter distances over the two weeks following injury compared to uninjured, alcoholics. Injured TA muscles from alcohol-fed mice had increased TNFα and IL6 gene levels compared to controls 2 days after injury. Total protein oxidant stress and alterations to glutathione homeostasis were also evident at 7 and 14 days after injury. Ciliary neurotrophic factor (CNTF) induction was delayed in injured muscles from alcohol-fed mice which may explain, in part, why fiber cross-sectional area failed to normalize 14 days following injury. Gene levels of TGFβ1 were induced early following injury before normalizing in muscle from alcohol-fed mice compared to controls. However, TGFβ1 protein content was consistently elevated in injured muscle regardless of diet. Fibrosis was increased in injured, muscle from alcohol-fed mice at 7 and 14 days of recovery compared to injured controls. Conclusions Chronic alcohol ingestion appears to delay the normal regenerative response following significant skeletal muscle injury. This is evidenced by reduced cross-sectional areas of regenerated fibers, increased fibrosis, and altered temporal expression of well-described growth and fibrotic factors.

An inhibitor of HIV-1 protease modulates constitutive eIF2α dephosphorylation to trigger a specific integrated stress response.

Inhibitors of the HIV aspartyl protease [HIV protease inhibitors (HIV-PIs)] are the cornerstone of treatment for HIV. Beyond their well-defined antiretroviral activity, these drugs have additional effects that modulate cell viability and homeostasis. However, little is known about the virus-independent pathways engaged by these molecules. Here we show that the HIV-PI Nelfinavir decreases translation rates and promotes a transcriptional program characteristic of the integrated stress response (ISR). Mice treated with Nelfinavir display hallmarks of this stress response in the liver, including α subunit of translation initiation factor 2 (eIF2α) phosphorylation, activating transcription factor-4 (ATF4) induction, and increased expression of known downstream targets. Mechanistically, Nelfinavir-mediated ISR bypassed direct activation of the eIF2α stress kinases and instead relied on the inhibition of the constitutive eIF2α dephosphorylation and down-regulation of the phophatase cofactor CReP (Constitutive Repressor of eIF2α Phosphorylation; also known as PPP1R15B). These findings demonstrate that the modulation of eIF2α-specific phosphatase cofactor activity can be a rheostat of cellular homeostasis that initiates a functional ISR and suggest that the HIV-PIs could be repositioned as therapeutics in human diseases to modulate translation rates and stress responses.

Long-term treatment with insulin induces apoptosis in brown adipocytes: role of oxidative stress

Trying to define the precise role played by insulin regulating the survival of brown adipocytes, we have used rat fetal brown adipocytes maintained in primary culture. The effect of insulin on apoptosis and the mechanisms involved were assessed. Different from the known effects of insulin as a survival factor, we have found that long-term treatment (72 h) with insulin induces apoptosis in rat fetal brown adipocytes. This process is dependent on the phosphatidylinositol 3-kinase/mammalian target of rapamycin/p70 S6 kinase pathway. Short-term treatment with the conditioned medium from brown adipocytes treated with insulin for 72 h mimicked the apoptotic effect of insulin. During the process, caspase 8 activation, Bid cleavage, cytochrome c release, and activation of caspases 9 and 3 are sequentially produced. Treatment with the caspase inhibitor, benzyloxycarbonyl-Val-Ala-Asp (Z-VAD), prevents activation of this apoptotic cascade. The antioxidants, ascorbic acid and superoxide dismutase, also impair this process of apoptosis. Moreover, generation of reactive oxygen species (ROS), probably through reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidases, and a late decrease in reduced glutathione content are produced. According to this, antioxidants prevent caspase 8 activation and Bid cleavage, suggesting that ROS production is an important event mediating this process of apoptosis. However, the participation of uncoupling protein-1, -2, and -3 regulating ROS is unclear because their levels remain unchanged upon insulin treatment for 72 h. Our data suggest that the prolonged hyperinsulinemia might cause insulin resistance through the loss of brown adipose tissue.

Carotenoid-based colours reflect the stress response in the common lizard.

Under chronic stress, carotenoid-based colouration has often been shown to fade. However, the ecological and physiological mechanisms that govern colouration still remain largely unknown. Colour changes may be directly induced by the stressor (for example through reduced carotenoid intake) or due to the activation of the physiological stress response (PSR, e.g. due to increased blood corticosterone concentrations). Here, we tested whether blood corticosterone concentration affected carotenoid-based colouration, and whether a trade-off between colouration and PSR existed. Using the common lizard (Lacerta vivipara), we correlatively and experimentally showed that elevated blood corticosterone levels are associated with increased redness of the lizard's belly. In this study, the effects of corticosterone did not depend on carotenoid ingestion, indicating the absence of a trade-off between colouration and PSR for carotenoids. While carotenoid ingestion increased blood carotenoid concentration, colouration was not modified. This suggests that carotenoid-based colouration of common lizards is not severely limited by dietary carotenoid intake. Together with earlier studies, these findings suggest that the common lizard's carotenoid-based colouration may be a composite trait, consisting of fixed (e.g. genetic) and environmentally elements, the latter reflecting the lizard's PSR.

Jasmonic acid and the THO/TREX complex participate in phosphate starvation response

All plants are typically confronted to simultaneous biotic and abiotic stress throughout their life cycle. Low inorganic phosphate (Pi) is the most common nutrient deficiency limiting plant growth in natural and agricultural ecosystems while insect herbivory accounts for major losses in plant productivity and impacts on ecological and evolutionary changes in plant populations. Here we report that plants experiencing Pi deficiency induce the jasmonic acid (JA) pathway and enhance their defence against insect herbivory. The phol mutant is impaired in the translocation of Pi from roots to shoots and shows the typical symptoms associated with Pi deficiency, including high anthocyanin and poor shoot growth. These phol shoot phenotypes were significantly attenuated by blocking the JA biosynthesis or signalling pathways. Wounded phol leaves hyper-accumulated JA in comparison to wild type, leading to increased resistance against the generalist herbivore Spodoptera littoralis. Pi deficiency also triggered enhanced resistance to herbivory in wild-type Arabidopsis as well as tomato and tobacco, revealing that the link between Pi deficiency and JA-mediated herbivory resistance is conserved in a diversity of plants, including crops. We performed a phol suppressor screen to identify new components involved in the adaptation of plants to Pi deficiency. We report that the THO RNA TRANSCRIPTION AND EXPORT (THO/TREX) complex is a crucial component involved in modulating the Pi- deficiency response. Knockout mutants of at least three members of the THO/TREX complex, including TEX1, HPR1, and TH06, can suppress the phol shoot phenotype. Grafting experiments showed that loss of function of TEX1 only in the root was sufficient to suppress the reduced shoot growth phenotype of phol while maintaining low Pi contents. This indicates that TEX1 is involved in a long distance root-to-shoot signalling component of the Pi-deficiency response. We identified a small MYB-like transcription factor, RAD LIKE 3 (RL3), as a potential downstream target of the THO/TREX complex. RL3 expression is induced in phol mutants but attenuated in phol-7 texl-4 double mutants. Identical to knockout mutants of the THO/TREX complex, rl3 mutants can suppress the phol shoot phenotypes. Interestingly, RL3 is induced during Pi deficiency and is described in the literature as likely being mobile. It is therefore a promising new candidate involved in the root-to-shoot Pi-deficiency signalling response. Finally, we report that PHOl and its homologue PH01:H3 are involved in the co-regulation of Pi and zinc (Zn) homeostasis. PH01;H3 is up-regulated in response to Zn deficiency and, like PHOl, is expressed in the root vascular cylinder and localizes to the Golgi when expressed transiently in tobacco cells. The phol;h3 mutant accumulates more Pi as compared to wild-type when grown in Zn-deficient medium, but this increase is abolished in the phol phol;h3 double mutant. These results suggest that PH01;H3 restricts the PHOl-mediated root-to-shoot Pi transfer in responsé to Zn deficiency. Résumé Au cours de leur cycle de vie, toutes les plantes sont généralement confrontées à divers stress biotiques et abiotiques. La carence nutritionnelle la plus fréquente, limitant la croissance des plantes dans les écosystèmes naturels et agricoles, est la faible teneur en phosphate inorganique (Pi). Au niveau des stress biotiques, les insectes herbivores sont responsables de pertes majeures de rendement et ont un impact considérable sur les changements écologiques et évolutifs dans les populations des plantes. Au cours de ce travail, nous avons mis en évidence que les plantes en situation de carence en Pi induisent la voie de l'acide jasmonique (JA) et augmentent leur défense contre les insectes herbivores. Le mutant phol est déficient dans le transport du phosphate des racines aux feuilles et démontre les symptômes typiques associés à la carence, tels que la forte concentration en anthocyane et une faible croissance foliaire. Ces phénotypes du mutant phol sont significativement atténués lors d'un blocage de la voie de la biosynthèse ou des voies de signalisation du JA. La blessure des feuilles induit une hyper-accumulation de JA chez phol, résultant en une augmentation de la résistance contre l'herbivore généraliste Spodoptera littoralis. Outre Arabidopsis, la carence en Pi induit une résistance accrue aux insectes herbivores aussi chez la tomate et le tabac. Cette découverte révèle que le lien entre la carence en Pi et la résistance aux insectes herbivores via le JA est conservé dans différentes espèces végétales, y compris les plantes de grandes cultures. Nous avons effectué un crible du suppresseur de phol afin d'identifier de nouveaux acteurs impliqués dans l'adaptation de la plante à la carence en Pi. Nous rapportons que le complexe nommé THO RNA TRANSCRIPTION AND EXPORT (THO/TREX) est un élément crucial participant à la réponse des feuilles à la carence en Pi. Les mutations d'au moins trois des membres que composent le complexe THO/TREX, incluant TEX1, HPR1 et 77/06, peuvent supprimer le phénotype de phol. Des expériences de greffes ont montré que la perte de fonction de TEX1, seulement dans la racine, est suffisante pour supprimer le phénotype de la croissance réduite des parties aériennes observé chez le mutant phol, tout en maintenant de faibles teneurs en Pi foliaire. Ceci indique que TEX1 est impliqué dans la signalisation longue distance entre les racines et les parties aériennes. Nous avons identifié un petit facteur de transcription proche de la famille des MYB, RAD LIKE 3 (RL3), comme une cible potentielle en aval du complexe THO / TREX. L'expression du gène RL3 est induite dans le mutant phol mais atténuée dans le double mutant phol-7 texl-4. Exactement comme les plantes mutées d'un des membres du complexe THO/TREX, le mutant rl3 peut supprimer le phénotype foliaire de phol. RL3 est induit au cours d'une carence en Pi et est décrit dans la littérature comme étant potentiellement mobile. Par conséquent, il serait un nouveau candidat potentiellement impliqué dans la réponse longue distance entre les racines et les parties aériennes lors d'un déficit en Pi. Enfin, nous reportons que PHOl et son homologue PHOl: H3 sont impliqués dans la co- régulation de l'homéostasie du Pi et du zinc (Zn). PHOl; H3 est sur-exprimé en réponse au déficit en Zn et, comme PHOl, est exprimé dans les tissus vasculaires des racines et se localise dans l'appareil de Golgi lorsqu'il est exprimé de manière transitoire dans des cellules de tabac. Le mutant phol; h3 accumule plus de Pi par rapport aux plantes sauvages lorsqu'il est cultivé sur un milieu déficient en Zn, mais cette augmentation en Pi est abolie dans le double mutant phol phol; h3. Ces résultats suggèrent qu'en réponse à une carence en Zn, PHOl; H3 limite l'action de PHOl et diminue le transfert du Pi des racines aux parties aériennes.

Stability of nanoparticle agglomerates under mechanical stress and its effects on their release into the air

L'exposition professionnelle aux nanomatériaux manufacturés dans l'air présente des risques potentiels pour la santé des travailleurs dans les secteurs de la nanotechnologie. Il est important de comprendre les scénarios de libération des aérosols de nanoparticules dans les processus et les activités associées à l'exposition humaine. Les mécanismes de libération, y compris les taux de libération et les propriétés physico-chimiques des nanoparticules, déterminent leurs comportements de transport ainsi que les effets biologiques néfastes. La distribution de taille des particules d'aérosols est l'un des paramètres les plus importants dans ces processus. La stabilité mécanique d'agglomérats de nanoparticules affecte leurs distributions de tailles. Les potentiels de désagglomération de ces agglomérats déterminent les possibilités de leur déformation sous énergies externes. Cela rend les changements possibles dans leur distribution de taille et de la concentration en nombre qui vont finalement modifier leurs risques d'exposition. Les conditions environnementales, telles que l'humidité relative, peuvent influencer les processus de désagglomération par l'adhérence de condensation capillaire de l'humidité. L'objectif général de cette thèse était d'évaluer les scénarios de libération des nanomatériaux manufacturés des processus et activités sur le lieu de travail. Les sous-objectifs étaient les suivants: 1. Etudier les potentiels de désagglomération des nanoparticules dans des conditions environnementales variées. 2. Etudier la libération des nano-objets à partir de nanocomposites polymères; 3. Evaluer la libération de nanoparticules sur le lieu de travail dans des situations concrètes. Nous avons comparé différents systèmes de laboratoire qui présentaient différents niveau d'énergie dans l'aérosolisation des poudres. Des nanopoudres de TiO2 avec des hydrophilicités de surface distinctes ont été testées. Un spectromètre à mobilité électrique (SMPS), un spectromètre à mobilité aérodynamique (APS) et un spectromètre optique (OPC) ont été utilisés pour mesurer la concentration de particules et la distribution de taille des particules. La microscopie électronique à transmission (TEM) a été utilisée pour l'analyse morphologique d'échantillons de particules dans l'air. Les propriétés des aérosols (distribution de taille et concentration en nombre) étaient différentes suivant la méthode employée. Les vitesses des flux d'air d'aérosolisation ont été utilisées pour estimer le niveau d'énergie dans ces systèmes, et il a été montré que les tailles modales des particules étaient inversement proportionnelles à la vitesse appliquée. En général, les particules hydrophiles ont des diamètres plus grands et des nombres inférieurs à ceux des particules hydrophobes. Toutefois, cela dépend aussi des méthodes utilisées. La vitesse de l'air peut donc être un paramètre efficace pour le classement de l'énergie des procédés pour des systèmes d'aérosolisation similaires. Nous avons développé un système laboratoire pour tester les potentiels de désagglomération des nanoparticules dans l'air en utilisant des orifices critiques et un humidificateur. Sa performance a été comparée à un système similaire dans un institut partenaire. Une variété de nanopoudres différentes a été testée. Le niveau d'énergie appliquée et l'humidité ont été modifiés. Le SMPS et l'OPC ont été utilisés pour mesurer la concentration de particules et la distribution de la taille. Un TEM a été utilisé pour l'analyse morphologique d'échantillons de particules dans l'air. Le diamètre moyen des particules a diminué et la concentration en nombre s'est accrue lorsque des énergies externes ont été appliquées. Le nombre de particules inférieures à 100 nm a été augmenté, et celui au-dessus de 350 nm réduits. Les conditions humides ont faits exactement le contraire, en particulier pour les petites particules. En outre, ils ont réduits les effets de la différence de pression due à l'orifice. Les résultats suggèrent que la désagglomération d'agglomérats de nanoparticules dans l'air est possible dans la gamme d'énergie appliquée. Cependant, l'atmosphère humide peut favoriser leur agglomération et améliorer leurs stabilités en réduisant la libération de nanoparticules dans l'environnement. Nous proposons d'utiliser notre système pour le test de routine des potentiels de désagglomération des nanomatériaux manufacturés et de les classer. Un tel classement faciliterait la priorisation de l'exposition et du risque encouru en fonction du niveau d'ENM. Un système de perçage automatique et un système de sciage manuel ont été développés pour étudier la libération de nanoparticules à partir de différents types de nanocomposites. La vitesse de perçage et taille de la mèche ont été modifiées dans les expériences. La distribution de taille des particules et leur concentration en nombre ont été mesurées par un SMPS et un miniature diffusion size classifier (DISCmini). Les distributions de nanoparticules dans les composites et les particules libérées ont été analysés par un TEM et un microscope électronique à balayage (SEM). Les tests de perçage ont libérés un plus grand nombre de particules que le sciage. Des vitesses de perçage plus rapide et les mèches plus grandes ont augmentés la génération de particules. Les charges de nanoparticules manufacturées dans les composites ne modifient pas leurs comportements de libération dans les expériences de perçage. Toutefois, le sciage différencie les niveaux de libération entre les composites et les échantillons blancs. De plus, les vapeurs de polymères ont été générées par la chaleur de sciage. La plupart des particules libérées sont des polymères contenant des nanoparticules ou sur leurs surface. Les résultats ont souligné l'importance du type de processus et paramètres pour déterminer la libération de nanoparticules de composites. Les émissions secondaires telles que les fumées polymères appellent à la nécessité d'évaluations de l'exposition et de risque pour de tels scénarios. Une revue systématique de la littérature sur le sujet de libérations de nanoparticules dans l'air dans les secteurs industriels et laboratoires de recherche a été effectuée. Des stratégies de recherche des informations pertinentes et de stockage ont été développées. Les mécanismes de libération, tels que la taille de particules d'aérosol et de leur concentration en nombre, ont été comparés pour différentes activités. La disponibilité de l'information contextuelle qui est pertinente pour l'estimation de l'exposition humaine a été évaluée. Il a été constaté que les données relatives à l'exposition ne sont pas toujours disponibles dans la littérature actuelle. Les propriétés des aérosols libérés semblent dépendre de la nature des activités. Des procédés à haute énergie ont tendance à générer des plus hauts niveaux de concentrations de particules dans les gammes de plus petite taille. Les résultats peuvent être utiles pour déterminer la priorité des procédés industriels pour l'évaluation les risques associés dans une approche à plusieurs niveaux. Pour l'évaluation de l'exposition, la disponibilité de l'information peut être améliorée par le développement d'une meilleure méthode de communication des données.

Redox dysregulation in schizophrenia : effect on myelination of cortical structures and connectivity

Cette thèse traite du rôle qu'un facteur de risque génétique développé chez les patients souffrant de schizophrénie, à savoir un déficit de la synthèse du glutathion, peut jouer dans les anomalies de la connectivité cérébrale trouvées chez ces patients. L'essentiel du travail a été consacré à évaluer la structure de la substance blanche dans l'ensemble du cerveau chez un modèle animal par une méthode similaire à celle utilisée en recherche clinique avec l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Cette approche de translation inverse chez la souris knock-out de glutamate-cystéine ligase modulateur sous-unité (Gclm KO), avait l'objectif d'étudier l'effet des défenses redox déficientes sur le développement des connexions cérébrales, tout en excluant celui des facteurs non liés au génotype. Après avoir établi le protocole de recherche, l'influence d'une manipulation environnementale a également été étudiée. Pour effectuer une analyse statistique fiable des données d'IRM obtenues, nous .avons d'abord créé un atlas du cerveau de la souris afin de l'utiliser comme modèle pour une segmentation précise des différentes régions du cerveau sur les images IRM obtenues in vivo. Les données provenant de chaque région d'intérêt ont ensuite été étudiées séparément. La qualité de cette méthode a été évaluée dans une expérience de simulation pour déduire la puissance statistique réalisable dans chaque région en fonction du nombre d'animaux utilisés. Ces outils d'analyse nous ont permis d'évaluer l'intégrité de la substance blanche dans le cerveau des souris durant le développement grâce à une expérience longitudinale, en utilisant l'imagerie du tenseur de diffusion (DTI). Nous avons ainsi observé des anomalies dans les paramètres dérivés du tenseur (diffusivité et anisotropie) dans la Commissure Antérieure et le Fimbria/Fornix des souris Gclm KO, par rapport aux animaux contrôles. Ces résultats suggèrent une substance blanche endommagée dans ces régions. Dans une expérience électrophysiologique, Pascal Steullet a montré que ces anomalies ont des conséquences fonctionnelles caractérisées par une réduction de la vitesse de conduction dans les fibres nerveuses. Ces données renforcent les conclusions des analyses d'imagerie. Le mécanisme par lequel une dérégulation redox affecte la structure de la substance blanche reste encore à définir, car une analyse immunohistochimique des protéines constituantes de la couche de myéline des fibres concernées n'a pas donné de résultats concluants. Nous avons également constaté un élargissement des ventricules dans les jeunes souris Gclm KO, mais pas chez les adultes et des anomalies neurochimiques déjà connues chez ces animaux (Duarte et al. 2011), à savoir une réduction du Glutathion et une augmentation de l'acide N-acétylaspartique, de l'Alanine et du ratio Glutamine/Glutamate. Nous avons ensuite testé l'effet d'un stress environnemental supplémentaire, l'élevage en isolement social, sur le phénotype. Ce stress n'a eu aucun effet sur la structure de la substance blanche évaluée par DTI, mais a réduit la concentration de myo-Inositol et augmenté le ratio de Glutamine/Glutamate dans le cortex frontal. Nous avons aussi reproduit dans ce groupe indépendant d'animaux les effets du génotype sur le profil neurochimique, sur la taille des ventricules et aussi sur les paramètres dérivés du tenseur de diffusion dans le Fimbria/Fornix, mais pas dans la Commissure Antérieure. Nos résultats montrent qu'une dérégulation redox d'origine génétique perturbe la structure et la fonction de la substance blanche dans des régions spécifiques, causant ainsi l'élargissement des ventricules. Ces phénotypes rassemblent certaines caractéristiques neuro-anatomiques de la schizophrénie, mais les mécanismes qui en sont responsables demeurent encore inconnus. L'isolement social n'a pas d'effet sur la structure de la substance blanche évaluée par DTI, alors qu'il est prouvé qu'il affecte la maturation des oligodendrocytes. La neurochimie corticale et en particulier le rapport Glutamine/Glutamate a été affecté par le dérèglement redox ainsi que par l'isolement social. En conséquence, ce ratio représente un indice prometteur dans la recherche sur l'interaction du stress environnemental avec le déséquilibre redox dans le domaine de la schizophrénie. -- The present doctoral thesis is concerned with the role that a genetic risk factor for the development of schizophrenia, namely a deficit in Glutathione synthesis, may play in the anomalies of brain connectivity found in patients. Most of the effort was devoted to perform a whole-brain assessment of white matter structure in the Glutamate-Cysteine ligase modulatory knockout mouse model (Gclm KO) using Magnetic Resonance Imaging (MRI) techniques similar to those used in state-of-the-art clinical research. Such reverse translational approach taking brain imaging from the bedside to the bench aimed to investigate the role that deficient redox defenses may play in the development of brain connections while excluding all influencing factors beside the genotype. After establishing the protocol, the influence of further environmental manipulations was also studied. Analysis of MRI images acquired in vivo was one of the main challenges of the project. Our strategy consisted in creating an atlas of the mouse brain to use as segmentation guide and then analyze the data from each region of interest separately. The quality of the method was assessed in a simulation experiment by calculating the statistical power achievable in each brain region at different sample sizes. This analysis tool enabled us to assess white matter integrity in the mouse brain along development in a longitudinal experiment using Diffusion Tensor Imaging (DTI). We discovered anomalies in diffusivity parameters derived from the tensor in the Anterior Commissure and Fimbria/Fornix of Gclm KO mice when compared to wild-type animals, which suggest that the structure of these tracts is compromised in the KO mice. In an elegant electrophysiological experiment, Pascal Steullet has provided evidence that these anomalies have functional consequences in form of reduced conduction velocity in the concerned tracts, thus supporting the DTI findings. The mechanism by which redox dysregulation affects WM structure remains unknown, for the immunohistochemical analysis of myelin constituent proteins in the concerned tracts produced inconclusive results. Our experiments also detected an enlargement of the lateral ventricles in young but not adult Gclm KO mice and confirmed neurochemical anomalies already known to affect this animals (Duarte et al. 2011), namely a reduction in Glutathione and an increase in Glutamine/Glutamate ratio, N-acetylaspartate and Alanine. Using the same methods, we tested the effect of an additional environmental stress on the observed phenotype: rearing in social isolation had no effect on white matter structure as assessed by DTI, but it reduced the concentration of myo-Inositol and increased the Glutamine/Glutamate ratio in the frontal cortex. We could also replicate in this separate group of animals the effects of genotype on the frontal neurochemical profile, ventricular size and diffusivity parameters in the Fimbria/Fornix but not in the Anterior Commissure. Our data show that a redox dysregulation of genetic origin may disrupt white matter structure and function in specific tracts and cause a ventricular enlargement, phenotypes that resemble some neuroanatomical features of schizophrenia. The mechanism responsible remains however unknown. We have also demonstrated that environmental stress in form of social isolation does not affect white matter structure as assessed by DTI even though it is known to affect oligodendrocyte maturation. Cortical neurochemistry, and specifically the Glutamine to Glutamate balance was affected both by redox dysregulation and social isolation, and is thus a good target for further research on the interaction of redox imbalance and environmental stress in schizophrenia.

Paranoia and post-traumatic stress disorder in the months after a physical assault: a longitudinal study examining shared and differential predictors.

Background: Being physically assaulted is known to increase the risk of the occurrence of post-traumatic stress disorder (PTSD) symptoms but it may also skew judgements about the intentions of other people. The objectives of the study were to assess paranoia and PTSD after an assault and to test whether theory-derived cognitive factors predicted the persistence of these problems. Method: At 4 weeks after hospital attendance due to an assault, 106 people were assessed on multiple symptom measures (including virtual reality) and cognitive factors from models of paranoia and PTSD. The symptom measures were repeated 3 and 6 months later. Results: Factor analysis indicated that paranoia and PTSD were distinct experiences, though positively correlated. At 4 weeks, 33% of participants met diagnostic criteria for PTSD, falling to 16% at follow-up. Of the group at the first assessment, 80% reported that since the assault they were excessively fearful of other people, which over time fell to 66%. Almost all the cognitive factors (including information-processing style during the trauma, mental defeat, qualities of unwanted memories, self-blame, negative thoughts about self, worry, safety behaviours, anomalous internal experiences and cognitive inflexibility) predicted later paranoia and PTSD, but there was little evidence of differential prediction. Conclusions: Paranoia after an assault may be common and distinguishable from PTSD but predicted by a strikingly similar range of factors.