Ruolo di Clusterina nella progressione del tumore prostatico

Clusterina (CLU) è una proteina ubiquitaria, presente nella maggior parte dei fluidi corporei e implicata in svariati processi fisiologici. Dalla sua scoperta fino ad oggi, CLU è risultata essere una proteina enigmatica, la cui funzione non è ancora stata compresa appieno. Il gene codifica per 3 varianti trascrizionali identificate nel database NCBI con i codici: NM_001831 (CLU 1 in questo lavoro di tesi), NR_038335 (CLU 2 in questo lavoro di tesi) e NR_045494 (CLU 3 in questo lavoro di tesi). Tutte le varianti sono trascritte come pre-mRNA contenenti 9 esoni e 8 introni e si differenziano per l’esone 1, la cui sequenza è unica e caratteristica di ogni variante. Sebbene in NCBI sia annotato che le varianti CLU 2 e CLU 3 non sono codificanti, tramite analisi bioinformatica è stato predetto che da tutti e tre i trascritti possono generarsi proteine di differente lunghezza e localizzazione cellulare. Tra tutte le forme proteiche ipotizzate, l’unica a essere stata isolata e sequenziata è quella tradotta dall’AUG presente sull’esone 2 che dà origine a una proteina di 449 aminoacidi. Il processo di maturazione prevede la formazione di un precursore citoplasmatico (psCLU) che subisce modificazioni post-traduzionali tra cui formazione di ponti disolfuro, glicosilazioni, taglio in due catene denominate β e α prima di essere secreta come eterodimero βα (sCLU) nell’ambiente extracellulare, dove esercita la sua funzione di chaperone ATP-indipendente. Oltre alla forma extracellulare, è possibile osservare una forma intracellulare con localizzazione citosolica la cui funzione non è stata ancora completamente chiarita. Questo lavoro di tesi si è prefissato lo scopo di incrementare le conoscenze in merito ai trascritti CLU 1 e CLU 2 e alla loro regolazione, oltre ad approfondire il ruolo della forma citosolica della proteina in relazione al signaling di NF-kB che svolge un ruolo importante nel processo di sviluppo e metastatizzazione del tumore. Nella prima parte, uno screening di differenti linee cellulari, quali cellule epiteliali di prostata e di mammella, sia normali sia tumorali, fibroblasti di origine polmonare e linfociti di tumore non-Hodgkin, ha permesso di caratterizzare i trascritti CLU 1 e CLU 2. Dall’analisi è emerso che la sequenza di CLU 1 è più corta al 5’ rispetto a quella depositata in NCBI con l’identificativo NM_001831 e il primo AUG disponibile per l’inizio della traduzione è localizzato sull’esone 2. È stato dimostrato che CLU 2, al contrario di quanto riportato in NCBI, è tradotto in proteina a partire dall’AUG presente sull’esone 2, allo stesso modo in cui viene tradotto CLU 1. Inoltre, è stato osservato che i livelli d’espressione dei trascritti variano notevolmente tra le diverse linee cellulari e nelle cellule epiteliali CLU 2 è espressa sempre a bassi livelli. In queste cellule, l’espressione di CLU 2 è silenziata per via epigenetica e la somministrazione di farmaci capaci di rendere la cromatina più accessibile, quali tricostatina A e 5-aza-2’-deossicitidina, è in grado di incrementarne l’espressione. Nella seconda parte, un’analisi bioinformatica seguita da saggi di attività in vitro in cellule epiteliali prostatiche trattate con farmaci epigenetici, hanno permesso di identificare, per la prima volta in uomo, una seconda regione regolatrice denominata P2, capace di controllare l’espressione di CLU 2. Rispetto a P1, il classico promotore di CLU già ampiamente studiato da altri gruppi di ricerca, P2 è un promotore debole, privo di TATA box, che nelle cellule epiteliali prostatiche è silente in condizioni basali e la cui attività incrementa in seguito alla somministrazione di farmaci epigenetici capaci di alterare le modificazioni post-traduzionali delle code istoniche nell’intorno di P2. Ne consegue un rilassamento della cromatina e un successivo aumento di trascrizione di CLU 2. La presenza di un’isola CpG differentemente metilata nell’intorno di P1 spiegherebbe, almeno in parte, i differenti livelli di espressione di CLU che si osservano tra le diverse linee cellulari. Nella terza parte, l’analisi del pathway di NF-kB in un modello sperimentale di tumore prostatico in cui CLU è stata silenziata o sovraespressa, ha permesso di capire come la forma citosolica di CLU abbia un ruolo inibitorio nei confronti dell’attività del fattore trascrizionale NF-kB. CLU inibisce la fosforilazione e l’attivazione di p65, il membro più rappresentativo della famiglia NF-kB, con conseguente riduzione della trascrizione di alcuni geni da esso regolati e coinvolti nel rimodellamento della matrice extracellulare, quali l’urochinasi attivatrice del plasminogeno, la catepsina B e la metallo proteinasi 9. È stato dimostrato che tale inibizione non è dovuta a un’interazione fisica diretta tra CLU e p65, per cui si suppone che CLU interagisca con uno dei componenti più a monte della via di segnalazione responsabile della fosforilazione ed attivazione di p65.

Imobilização do fungo Penicillium citrinum CBMAI 1186 e lipase de Pseudomonas fluorescens em biopolímeros para aplicações em biocatálise

Diversos biomateriais podem ser aplicados como suportes na imobilização de células totais de fungos filamentosos ou enzimas isoladas, visando a manutenção e o prolongamento da atividade enzimática em processos biocatalíticos. Exemplos promissores de biomateriais são a fibroína da seda e o alginato de sódio. A fibroína é um material protéico com alta estabilidade térmica, elasticidade, resistência à tensão, não sofre ataque microbiano, baixo custo de purificação e alta tenacidade, o alginato é um biopolímero versátil, devido a suas propriedades gelificantes em soluções aquosas. Assim, neste trabalho empregou-se micélios do fungo derivado de ambiente marinho, Penicillium citrinum CBMAI 1186, livres e imobilizados em biopolímeros (fibra de algodão, fibra de fibroína da seda e fibra de paina) na biorredução quimiosseletiva, regiosseletiva e enantiosseletiva da ligação α,β-C=C de enonas α,β-, α,β,γ,δ- e di-α,β-insaturadas previamente sintetizados pela a reação de condensação aldólica. Foi possível a utilização do fungo P. citrinum CBMAI 1186 na redução quimiosseletiva, regiosseletiva e enantiosseletiva da ligação dupla carbono-carbono de sistemas α,β-insaturados. A imobilização do fungo P. citrinum CBMAI 1186 em biopolímeros (algodão, fibroína da seda, paina e quitosana) permitiu a prolongamento da atividade celular do fungo. O protocolo desenvolvido foi capaz de obter compostos até então descritos apenas por síntese clássica. Também foi realizado reações de resolução enzimática de derivados de haloidrinas por diferentes lipases microbianas de: Pseudomonas fluorescens, Candida cylindracea, Rhizopus niveus e Aspergillus niger. A lipase de P. fluorescens foi imobilizada em esferas de fibroína do bicho da seda (método 1, via adsorção) e em blenda com alginato de cálcio (método 2, via encapsulação) em diferentes condições, tais como, variação de solvente, variação da quantidade de enzima imobilizada e tempo de reação. As condições otimizadas foram empregadas em diferentes haloidrinas, rendendo elevados excessos enantioméricos (ee > 99%) e alta razão enanantiomérica (E > 200) para os produtos acetilados. Foi possível desenvolver um protocolo simples, barato e prático para a síntese enantiosseletiva de haloidrina reforçando a versatilidade da fibroína e do alginato como suportes de imobilização para catalisadores heterogêneos. Também foi possível utilizar a lipase imobilizada (método 2) na reação de transesterificação para obtenção do biodiesel etílico. As melhores condições para o bom funcionamento do biocatalisador foram: 30% do biocatalisador, 20% de n-hexano, relação óleo e etanol de 1:4 a 32 ºC por 48 h em agitação magnética (400 rpm). Essas condições permitiram a formação de 42% de rendimento do biodiesel etílico. O biocatalisador apresentou algumas limitações reacionais, tais como, fragilidade frente a elevadas temperaturas (> 32 ºC) e prolongado tempo de agitação magnética. Porém, permaneceu apto no meio por 4 ciclos consecutivas. Conclui-se que os biomateriais (fibroína, alginato e quitosana) podem ser utilizados como alternativas versáteis na imobilização de micélios de fungos filamentoso e de enzimas isoladas para aplicações em biocatalíticas.

Estudo de catalisadores de Ni/ZnO promovidos com CeO2 aplicados em reações de reforma a vapor do etanol e acetona

A produção de energia é um dos grandes desafios deste século, principalmente com a necessidade no desenvolvimento de processos que utilizem preferencialmente fontes renováveis. Nesse contexto, é claro o interesse por pesquisas baseada no hidrogênio. Porém, os ganhos ambientais efetivos estão associados também à matéria-prima usada no processo de geração do hidrogênio, senso assim mais significativo quando do uso de fontes renováveis. No presente trabalho foi estudado o efeito da adição de diferentes teores de CeO2 em catalisadores de NiZnO, preparados pelo método da co-precipitação. Os catalisadores foram estudados frente à reação de reforma a vapor do etanol (RVE) para produção de H2, e no decorrer do trabalho foi pertinente incluir o estudo da reforma a vapor da acetona (RVA), como complemento dos estudos da RVE. Além disso, esta é uma molécula modelo para reforma a vapor do bio-óleo. Nos sistemas catalíticos sintetizados houve a formação da liga NiZn3, o que aparenta proporcionar um efeito sinérgico entre esses elementos. Observou-se um efeito altamente promotor do CeO2 com relação a diminuição do coque formado, devido a uma menor da formação da acetona, durante as etapas de reforma do etanol. O que consequentemente interferiu na produção de H2. O catalisador contendo 20% de CeO2 denominado NiZn20Ce apresentou um desempenho altamente promissor, pois de acordo com as análises de DRIFT, a presença do CeO2 levou a formação de espécies de formiato, o que consequentemente interferiu em uma menor formação de coque e maior produção de H2. Foi comprovado também que a natureza dos depósitos carbonáceos depende tanto do substrato utilizado quanto das etapas precursoras inicias que levarão a formação desse coque, sendo o ponto chave para um melhor desempenho do catalisador.

The nuclear pore complex and its transporters : from virus-host interactors to subverting the innate antiviral immunity

Les virus ont besoin d’interagir avec des facteurs cellulaires pour se répliquer et se propager dans les cellules d’hôtes. Une étude de l'interactome des protéines du virus d'hépatite C (VHC) par Germain et al. (2014) a permis d'élucider de nouvelles interactions virus-hôte. L'étude a également démontré que la majorité des facteurs de l'hôte n'avaient pas d'effet sur la réplication du virus. Ces travaux suggèrent que la majorité des protéines ont un rôle dans d'autres processus cellulaires tel que la réponse innée antivirale et ciblées pas le virus dans des mécanismes d'évasion immune. Pour tester cette hypothèse, 132 interactant virus-hôtes ont été sélectionnés et évalués par silençage génique dans un criblage d'ARNi sur la production interferon-beta (IFNB1). Nous avons ainsi observé que les réductions de l'expression de 53 interactants virus-hôte modulent la réponse antivirale innée. Une étude dans les termes de gène d'ontologie (GO) démontre un enrichissement de ces protéines au transport nucléocytoplasmique et au complexe du pore nucléaire. De plus, les gènes associés avec ces termes (CSE1L, KPNB1, RAN, TNPO1 et XPO1) ont été caractérisé comme des interactant de la protéine NS3/4A par Germain et al. (2014), et comme des régulateurs positives de la réponse innée antivirale. Comme le VHC se réplique dans le cytoplasme, nous proposons que ces interactions à des protéines associées avec le noyau confèrent un avantage de réplication et bénéficient au virus en interférant avec des processus cellulaire tel que la réponse innée. Cette réponse innée antivirale requiert la translocation nucléaire des facteurs transcriptionnelles IRF3 et NF-κB p65 pour la production des IFNs de type I. Un essai de microscopie a été développé afin d'évaluer l’effet du silençage de 60 gènes exprimant des protéines associés au complexe du pore nucléaire et au transport nucléocytoplasmique sur la translocation d’IRF3 et NF-κB p65 par un criblage ARNi lors d’une cinétique d'infection virale. En conclusion, l’étude démontre qu’il y a plusieurs protéines qui sont impliqués dans le transport de ces facteurs transcriptionnelles pendant une infection virale et peut affecter la production IFNB1 à différents niveaux de la réponse d'immunité antivirale. L'étude aussi suggère que l'effet de ces facteurs de transport sur la réponse innée est peut être un mécanisme d'évasion par des virus comme VHC.

Language, Identity, Politics-the Myth of Two Ukraines. Bertelsmann Policy Brief, April 2014

The narrative of two Ukraines – the existence of two separate cultural-political communities within one Ukrainian state – has accompanied the relatively short history of inde-pendent Ukraine from the very be-ginning. Articulated by Mykola Ryabchuk more than twenty years ago1 and seemingly logical and reasonable, it has become the fa-vourite narrative of many Ukrainian and international commentators and analysts. One of these Ukraines is pro-European, shares liberal democracy values, wants to join the European Union, “return to Europe” and, what is very im-portant, speaks Ukrainian. The symbolic centre of this Ukraine is Lviv. The other is nostalgic about the Soviet Union, has close rela-tions with contemporary Russia, is hostile towards the West and does not share “western” values. The language of this other Ukraine is Russian and its “capital” is Do-netsk. Taking on board this narra-tive simply means equating one’s region of residence, political views, and preferred language.

GRAFOS coloração, planaridade e "Matching"

A matemÆtica discreta Ø um dos ramos mais antigos da matemÆtica. Nos tempos mais recentes sofreu grandes avanos em especial na teoria dos grafos, a qual tornou-se numa poderosa ferramenta de anÆlise para entender e dar soluªo a vÆrios tipos de problemas complexos. O objectivo deste trabalho Ø contribuir para a obtenªo de possveis relaıes entre assuntos que partida poderamos pensar que sªo dspares (quando na realidade nªo o sªo), como coloraªo, planaridade e a existŒncia de matching em grafos. Esta dissertaªo Ø um trabalho de natureza reexiva, sobre a teoria dos grafos onde a ideia principal passa por questionarmos e discutirmos alguns temas pertinentes, deniıes e teoremas relacionando sempre com a planaridade dos grafos. DesenvolveremosumraciocnioecriaremosargumentosquefundamentemaexistŒncia de uma relaªo entre este tema e a coloraªo de grafos e a existŒncia de matching em grafos, utilizando exemplos e estabelecendo relaıes de causa e consequŒncia, deduzindo assim as respetivas conclusıes. Por vezes, os grafos nªo planares podem conter um aspeto visual um pouco complexo, devido aos vÆrios cruzamentos entre as suas arestas, originando assim um certo desencorajamento em utilizÆ-los como ferramenta para a soluªo de vÆrios problemas, quer sejam bÆsicos do quotidiano, ou mais complexos das mais vastas Æreas ligadas investigaªo. Um dos propsitos deste trabalho passa por desmisticar esta ideia e provar que existem muitas deniıes, propriedades, teoremas e algoritmos que podem ser aplicados em qualquer tipo de grafos, independentement da sua planaridade.

Bref rörande Upsala universitet : utg. med inledning af Claes Annerstedt. I. 1661-1670.

With this is bound Inbjudning till afhörande af den offentliga föreläsning med hvilken ordinarie professoren i exegetik Erik Georg Waldemar Napoleon Rudin tillträder sitt ämbete; utfärdad af Per Hedenius.

Mechanisms of Mycoplasma-induced inflammation and cellular transformation

There is a growing interest in “medical gasses” for their antibacterial and anti-inflammatory properties. Hydrogen sulfide (H2S), a member of the family of gasotransmitters, is in fact increasingly being recognized as an important signaling molecule, but its precise role in the regulation of the inflammatory response is still not clear. For this reason, the aim of the first part of this thesis was to investigate the effects of H2S on the expression of pro-inflammatory cytokines, such as MCP-1, by using an in vitro model composed by both primary monocytes-derived macrophages cultures and the human monocytic cell line U937 infected with Mycoplasma fermentans, a well-known pro-inflammatory agent. In our experiments, we observed a marked increase in the production of pro-inflammatory cytokines in infected cells. In particular, MCP-1 was induced both at the RNA and at the protein level. To test the effects of H2S on infected cells, we treated the cells with two different H2S donors (NaHS and GYY4137), showing that both H2S treatments had anti-inflammatory effects in Mycoplasma-infected cells: the levels of MCP-1, both mRNA expression and protein production, were reduced. Our subsequent studies aimed at understanding the molecular mechanisms responsible for these effects, focused on two specific molecular pathways, both involved in inflammation: the NF-κB and the Nrf2 pathway. After treatment with pharmacological inhibitors, we demonstrated that Mycoplasma fermentans induces MCP-1 expression through the TLR-NF-κB pathway with the nuclear translocation of its subunits, while treatment with H2S completely blocked the nuclear translocation of NF-κB heterodimer p65/p50. Then, once infected cells were treated with H2S donors, we observed an increased protective effect of Nrf2 and also a decrease in ROS production. These results highlight the importance of H2S in reducing the inflammatory process caused by Mycoplasma fermentans. To this regard, it should be noted that several projects are currently ongoing to develop H2S-releasing compounds as candidate drugs capable of alleviating cell deterioration and to reduce the rate of decline in organ function. In the second part of this study, we investigated the role of Mycoplasma infection in cellular transformation. Infectious agents are involved in the etiology of many different cancers and a number of studies are still investigating the role of microbiota in tumor development. Mycoplasma has been associated with some human cancers, such as prostate cancer and non-Hodgkin’s lymphoma in HIV-seropositive people, and its potential causative role and molecular mechanisms involved are being actively investigated. To this regard, in vitro studies demonstrated that, upon infection, Mycoplasma suppresses the transcriptional activity of p53, key protein in the cancer suppression. As a consequence, infected cells were less susceptible to apoptosis and proliferated more than the uninfected cells. The mechanism(s) responsible for the Mycoplasma-induced inhibitory effect on p53 were not determined. Aim of the second part of this thesis was to better understand the tumorigenic role of the microorganism, by investigating more in details the effect(s) of Mycoplasma on p53 activity in an adenocarcinoma HCT116 cell line. Treatment of Mycoplasma-infected cells with 5FU or with Nutlin, two molecules that induce p53 activity, resulted in cellular proliferation comparable to untreated controls. These results suggested that Mycoplasma infection inhibited p53 activity. Immunoprecipitation of p53 with specific antibodies, and subsequent Gas Chromatography and Mass Spectroscopy (GC-MS) assays, allowed us to identify several Mycoplasma-specific proteins interacting with p53, such as DnaK, a prokaryotic heat shock protein and stress inducible chaperones. In cells transfected with DnaK we observed i) reduced p53 protein levels; ii) reduced activity and expression of p21, Bax and PUMA, iii) a marked increase in cells leaving G1 phase. Taken together, these data show an interaction between the human p53 and the Mycoplasma protein DnaK, with the consequent decreased p53 activity and decreased capability to respond to DNA damage and prevent cell proliferation. Our data indicate that Mycoplasma could be involved in cancer formation and the mechanism(s) has the potential to be a target for cancer diagnosis and treatment(s).

Por falar em ausência... : as pessoas com deficiência

Esta dissertação propõe uma interface entre duas áreas de conhecimento, a educação e a teologia, a partir de um novo paradigma educacional: a inclusão. Tomamos a perspectiva das pessoas com deficiência e perguntamos pela contribuição da educação inclusiva para os discursos teológicos, bem como dos discursos teológicos para a inclusão social e educacional das pessoas com deficiência. A antropologia dará a nuance desta interface, posto que, historicamente, este tema esteve envolto em antropologias religiosas dicotômicas e excludentes. propomos, portanto, a superação dos paradigmas exclusivamente cartesianos que marcam a sociedade contemporânea, sociedade esta acostumada a classificar as pessoas, hierarquizando as suas diferenças. Nestes termos, a sociologia das ausências nos auxilia na compreensão dos mecanismos de segregação e exclusão das pessoas com deficiência (tanto na educação quanto na teologia) e aponta para a necessária valorização das experiências sociais das pessoas com deficiência - respeitando a diversidade e valorizando a diferença. O movimento se dá, portanto, no sentido da visibilidade das pessoas com deficiência nos discursos teológicos, bem como nos espaços eclesiais (dada à dimensão dialética desta rela-ção). Entendemos que este é um movimento inadiável, já iniciado por alguns teólogos, quando os mesmos falam do necessário reconhecimento recíproco, da digna vulnerabilidade humana e do desafio ético que a inclusão nos coloca no sentido do reconhecimento da interdependência e da necessária operacionalização da solidariedade nos espaços sociais (acessibilidade). Todavia, estas categorias são como frestas entreabertas na porta teológica, pois, em sua maioria, nem os discursos teológicos e nem os espaços eclesiais ainda não dão visibilidade às pessoas com deficiência.

Tissue Transglutaminase (TG2) is a potential therapeutic target in the treatment of chemoresistant breast cancer

Tissue transglutaminase (TG2) has been suggested to be a key player in the progression and metastasis of chemoresistant breast cancer. One of the foremost survival signalling pathways implicated in causing drug resistance in breast cancer is the constitutive activation of NFκB (Nuclear Factor -kappa B) induced by TG2. This study provides a mechanism by which TG2 constitutively activates NFκB which in turn confers chemoresistance to breast cancer cells against doxorubicin. Breast cancer cell lines with varying expression levels of TG2 as well as TG2 null breast cancer cells transfected with TG2 were used as the major cell models for this study. This study made use of cell permeable and impermeable TG2 inhibitors, specific TG2 and Rel A/ p65 targeting siRNA, TG2 functional blocking antibodies, IKK inhibitors and a specific targeting peptide against Rel A/p65 to investigate the pathway of activation involved in the constitutive activation of NFκB by TG2 leading to drug resistance. Crucial to the activation of Rel A/p65 and drug resistance in the breast cancer cells is the interaction between the complex of IκBα and Rel A/p65 with TG2 which results in the dimerization of Rel A/p65 and polymerization of IκBα. The association of TG2 with the IκBα-NFκB complex was determined to be independent of IKKα/β function. The polymerized IκBα is degraded in the cytoplasm by the μ-calpain pathway which allows the cross linked Rel A/ p65 dimers to translocate into the nucleus. Using R283 and ZDON (cell permeable TG2 activity inhibitors) and specific TG2 targeting siRNA, the Rel A/ p65 dimer formation could be inhibited. Co-immunoprecipitation studies confirmed that the phosphorylation of the Rel A/p65 dimers at the Ser536 residue by IKKε took place in the cell nucleus. Importantly, this study also investigated the transcriptional regulation of the TGM2 gene by the pSer536 Rel A/ p65 dimer and the importance of this TG2-NFκB feedback loop in conferring drug resistance to breast cancer cells. This data provides evidence that TG2 could be a key therapeutic target in the treatment of chemoresistant breast cancer.

Identification of aspirin analogues that repress NF-κB signalling and demonstrate anti-proliferative activity towards colorectal cancer in vitro and in vivo

Substantial evidence indicates that aspirin and related non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) have potential as chemopreventative/therapeutic agents. However, these agents cannot be universally recommended for prevention purposes due to their potential side-effect profiles. Here, we compared the growth inhibitory and mechanistic activity of aspirin to two novel analogues, diaspirin (DiA) and fumaryl diaspirin (F-DiA). We found that the aspirin analogues inhibited cell proliferation and induced apoptosis of colorectal cancer cells at significantly lower doses than aspirin. Similar to aspirin, we found that an early response to the analogues was a reduction in levels of cyclin D1 and stimulation of the NF-κB pathway. This stimulation was associated with a significant reduction in basal levels of NF-κB transcriptional activity, in keeping with previous data for aspirin. However, in contrast to aspirin, DiA and F-DiA activity was not associated with nucleolar accumulation of RelA. For all assays, F-DiA had a more rapid and significant effect than DiA, identifying this agent as particularly active against colorectal cancer. Using a syngeneic colorectal tumour model in mice, we found that, while both agents significantly inhibited tumour growth in vivo, this effect was particularly pronounced for F-DiA. These data identify two compounds that are active against colorectal cancer in vitro and in vivo. They also identify a potential mechanism of action of these agents and shed light on the chemical structures that may be important for the antitumour effects of aspirin.

Glutaredoxin-1 up-regulation induces soluble vascular endothelial growth factor receptor 1, attenuating post-ischemia limb revascularization

Glutaredoxin-1 (Glrx) is a cytosolic enzyme that regulates diverse cellular function by removal of GSH adducts from S-glutathionylated proteins including signaling molecules and transcription factors. Glrx is up-regulated during inflammation and diabetes. Glrx overexpression inhibits VEGF-induced endothelial cell (EC) migration. The aim was to investigate the role of up-regulated Glrx in EC angiogenic capacities and in vivo revascularization in the setting of hind limb ischemia. Glrx overexpressing EC from Glrx transgenic mice (TG) showed impaired migration and network formation and secreted higher level of soluble VEGF receptor 1 (sFlt), an antagonizing factor to VEGF. After hind limb ischemia surgery Glrx TG mice demonstrated impaired blood flow recovery, associated with lower capillary density and poorer limb motor function compared to wild type littermates. There were also higher levels of anti-angiogenic sFlt expression in the muscle and plasma of Glrx TG mice after surgery. Non-canonical Wnt5a is known to induce sFlt. Wnt5a was highly expressed in ischemic muscles and EC from Glrx TG mice, and exogenous Wnt5a induced sFlt expression and inhibited network formation in human microvascular EC. Adenoviral Glrx-induced sFlt in EC was inhibited by a competitive Wnt5a inhibitor. Furthermore, Glrx overexpression removed GSH adducts on p65 in ischemic muscle and EC, and enhanced nuclear factor kappa B (NF-kB) activity which was responsible for Wnt5a-sFlt induction. Taken together, up-regulated Glrx induces sFlt in EC via NF-kB -dependent Wnt5a, resulting in attenuated revascularization in hind limb ischemia. The Glrx-induced sFlt may be a part of mechanism of redox regulated VEGF signaling.

Monitoring changes in thioredoxin and over-oxidised peroxiredoxin in response to exercise in humans

Introduction. Peroxiredoxin (PRDX) and thioredoxin (TRX) are antioxidant proteins that control cellular signalling and redox balance, although their response to exercise is unknown. This study aimed to assess key aspects of the PRDX-TRX redox cycle in response to three different modes of exercise. Methods. Healthy males (n = 10, mean ± SD: 22 ± 3 yrs) undertook three exercise trials on separate days: two steady-state cycling trials at moderate (60% VO2MAX; 27 min, MOD) and high (80% VO2MAX; 20 min, HIGH) intensities, and a low-volume high-intensity interval training trial (10 × 1 min 90% VO2MAX, LV-HIIT). Peripheral blood mononuclear cells were assessed for TRX-1 and over-oxidised PRDX (isoforms I-IV) protein expression before, during, and 30 min following exercise (post + 30). The activities of TRX reductase (TRX-R) and the nuclear factor kappa B (NF-κB) p65 subunit were also assessed. Results. TRX-1 increased during exercise in all trials (MOD, + 84.5%; HIGH, + 64.1%; LV-HIIT, + 205.7%; p < 05), whereas over-oxidised PRDX increased during HIGH only (MOD, - 28.7%; HIGH, + 202.9%; LV-HIIT, - 22.7%; p < .05). TRX-R and NF-κB p65 activity increased during exercise in all trials, with the greatest response in TRX-R activity seen in HIGH (p < 0.05). Discussion. All trials stimulated a transient increase in TRX-1 protein expression during exercise. Only HIGH induced a transient over-oxidation of PRDX, alongside the greatest change in TRX-R activity. Future studies are needed to clarify the significance of heightened peroxide exposure during continuous high-intensity exercise and the mechanisms of PRDX-regulatory control.

Endothelial cell redox regulation of ischemic angiogenesis

The endothelium produces and responds to reactive oxygen and nitrogen species (RONS), providing important redox regulation to the cardiovascular system in physiology and disease. In no other situation are RONS more critical than in the response to tissue ischemia. Here, tissue healing requires growth factor-mediated angiogenesis that is in part dependent on low levels of RONS, which paradoxically must overcome the damaging effects of high levels of RONS generated as a result of ischemia. While generation of endothelial cell RONS in hypoxia/reoxygenation is acknowledged, the mechanism for their role in angiogenesis is still poorly understood. During ischemia, the major low molecular weight thiol glutathione (GSH) reacts with RONS and protein cysteines, producing GSH-protein adducts. Recent data indicate that GSH adducts on certain proteins are essential to growth factor responses in endothelial cells. Genetic deletion of the enzyme glutaredoxin-1, which selectively removes GSH protein adducts, improves, while its overexpression impairs, revascularization of the ischemic hindlimb of mice. Ischemia-induced GSH adducts on specific cysteine residues of several proteins, including p65 NFkB and the sarcoplasmic reticulum calcium ATPase-2 (SERCA2), appear to promote ischemic angiogenesis. Identifying the specific proteins in the redox response to ischemia has provided therapeutic opportunities to improve clinical outcomes of ischemia.

An investigation into the effects of metabolic disturbance on monocyte inflammatory response and regulation

The presence of chronic inflammation is associated with increased nutrient availability during obesity or type 2 diabetes which contributes to the development of complications such as atherosclerosis, stroke and myocardial infarction. The link between increased nutrient availability and inflammatory response remains poorly understood. The functioning of monocytes, the primary instigators of the inflammatory response was assessed in response to obesity and increased glucose availability. Monocyte microRNA expression was assessed in obese individuals prior to and up to one year after bariatric surgery. A number of microRNAs were identified to be dysregulated in obesity, some of which have previously been linked to the regulation of monocyte inflammatory responses including the microRNAs 146a-5p and 424-5p. Weight loss in response to bariatric surgery lead to the reversal of microRNA changes towards control values. In vitro treatments of THP-1 monocytes with high concentrations of D-glucose resulted in decreased intracellular NAD+:NADH ratio, decreased SIRT1 deacetylase activity and increased P65 acetylation. However the increased osmotic concentration inhibited LPS induced inflammatory response and TNFα mRNA expression. In vitro treatment of primary human monocytes with increased concentrations of D-glucose resulted in increased secretion of a number of inflammatory cytokines and increased expression of TNFα mRNA. Treatment also resulted in decreased intracellular NAD+:NADH ratio and increased binding of acetylated P65 to the TNFα promoter region. In vitro treatments of primary monocytes also replicated the altered expression of the microRNAs 146a-5p and miR-424-5p, as seen in obese individuals. In conclusion a number of changes in monocyte function were observed in response to obesity and treatment with high concentrations of D-glucose. These may lead to the dysregulation of inflammatory responses contributing to the development of co-morbidities.