Targeting of nitric oxide synthase to endothelial cell caveolae via palmitoylation: implications for nitric oxide signaling.

The membrane association of endothelial nitric oxide synthase (eNOS) plays an important role in the biosynthesis of nitric oxide (NO) in vascular endothelium. Previously, we have shown that in cultured endothelial cells and in intact blood vessels, eNOS is found primarily in the perinuclear region of the cells and in discrete regions of the plasma membrane, suggesting trafficking of the protein from the Golgi to specialized plasma membrane structures. Here, we show that eNOS is found in Triton X-100-insoluble membranes prepared from cultured bovine aortic endothelial cells and colocalizes with caveolin, a coat protein of caveolae, in cultured bovine lung microvascular endothelial cells as determined by confocal microscopy. To examine if eNOS is indeed in caveolae, we purified luminal endothelial cell plasma membranes and their caveolae directly from intact, perfused rat lungs. eNOS is found in the luminal plasma membranes and is markedly enriched in the purified caveolae. Because palmitoylation of eNOS does not significantly influence its membrane association, we next examined whether this modification can affect eNOS targeting to caveolae. Wild-type eNOS, but not the palmitoylation mutant form of the enzyme, colocalizes with caveolin on the cell surface in transfected NIH 3T3 cells, demonstrating that palmitoylation of eNOS is necessary for its targeting into caveolae. These data suggest that the subcellular targeting of eNOS to caveolae can restrict NO signaling to specific targets within a limited microenvironment at the cell surface and may influence signal transduction through caveolae.

Surface blebs on apoptotic cells are sites of enhanced procoagulant activity: implications for coagulation events and antigenic spread in systemic lupus erythematosus.

The restriction of phosphatidylserine (PtdSer) to the inner surface of the plasma membrane bilayer is lost early during apoptosis. Since PtdSer is a potent surface procoagulant, and since there is an increased incidence of coagulation events in patients with systemic lupus erythematosus (SLE) who have anti-phospholipid antibodies, we addressed whether apoptotic cells are procoagulant and whether anti-phospholipid antibodies influence this. Apoptotic HeLa cells, human endothelial cells, and a murine pre-B-cell line were markedly procoagulant in a modified Russell viper venom assay. This procoagulant effect was entirely abolished by addition of the PtdSer-binding protein, annexin V, confirming that it was PtdSer-dependent. The procoagulant effect was also abolished by addition of IgG purified from the plasma of three patients with anti-phospholipid antibody syndrome, but not IgG from normal controls. Confocal microscopy of apoptotic cells stained with fluorescein-isothiocyanate-conjugated-annexin V demonstrated (Ca2+)-dependent binding to the surface of membrane blebs o apoptotic cells, but not to intracellular membranes. Recent data indicate that the surface blebs of apoptotic cells constitute an important immunogenic particle in SLE. We propose that the PtdSer exposed on the outside of these blebs can induce the production of anti-phospholipid antibodies, which might also enhance the immunogenicity of the bleb contents. When apoptosis occurs in a microenvironment in direct contact with circulating plasma, the unique procoagulant consequences of the apoptotic surface may additionally be expressed. This might explain the increased incidence of pathological intravascular coagulation events that occur in some lupus patients who have anti-phospholipid antibodies.

Differentiation of B cells in the nonlymphoid tissue of the synovial membrane of patients with rheumatoid arthritis.

In patients with rheumatoid arthritis the synovial membrane of the affected joint is infiltrated with lymphoid cells which may be arranged in structures resembling germinal centers. We have directly isolated such infiltrates to determine whether B-cell clones within them are selected and expanded in a process analogous to that which normally takes place in the germinal centers in secondary lymphoid organs. The data suggest that an antigen-driven process leads to the accumulation of B cells in the synovial membrane. The finding of identical sequences in consecutive sections suggests that under conditions of chronic stimulation, memory B cells may enter a stage of differentiation in which they proliferate without further accumulation of somatic mutations. Further we see intraclonal diversity which underlines the germinal center-like character of these infiltrates and demonstrates that a microenvironment is built up in this nonlymphoid tissue which supports antigen-dependent differentiation of B cells. This is the first demonstration, to our knowledge, of a germinal center-like reaction outside lymphoid tissue.

Identification of an inducible surface molecule specific to fusing macrophages.

Multinucleated giant cells and osteoclasts arise through the fusion of mononuclear phagocyte precursors. To elucidate the mechanism by which cells of monocytic lineage fuse and differentiate into giant cells and osteoclasts, we hypothesized that, as with other cell fusion events, specific surface molecules mediate the adhesion/fusion process. It has been observed that macrophages can be induced to fuse with one another in response to specific stimuli or when placed in a specific microenvironment. The formation of giant cells is primarily associated with chronic inflammatory reactions and tumors, while osteoclasts differentiate on bone which they resorb. The fact that, under normal conditions, macrophages and monocytes fail to fuse in regions and tissues where they are present in large numbers suggests the regulated and transient expression of potential fusion molecules. To identify such a fusion-associated molecule, we established a macrophage fusion assay and generated monoclonal antibodies (mAbs) that alter the fusion of macrophages in vitro. We selected four mAbs that each had the ability to block the fusion but not the aggregation of macrophages in vitro. All four antibodies recognize surface proteins of 150 kDa. The expression of the antigens recognized by all four mAbs is restricted to macrophages that have been induced to fuse in vitro and in vivo and is inducible, transient, and regulated, as neither nonfusing macrophages nor macrophages fused in vitro express these antigens. These results support the hypothesis that macrophage fusion is mediated by specific fusion/adhesion molecules and also provide a means to study the molecular mechanisms of macrophage fusion.

The stem cell antigen CD34 functions as a regulator of hemopoietic cell adhesion.

Although the CD34 antigen is widely used in the identification and purification of hemopoietic stem and progenitor cells, its function within hemopoiesis is unknown. We have investigated this issue by ectopically expressing human (hu) CD34 on the surface of murine hemopoietic cells. Forced expression of hu-CD34 in the thymocytes of transgenic mice did not appear to affect the development, maturation, or distribution of murine T cells but did significantly increase their ability to adhere to bone marrow stromal layers of human but not mouse origin. Ectopic expression of hu-CD34 on murine 416B cells, a multipotential progenitor that expresses murine CD34, yielded similar results. In both cases hu-CD34-dependent adhesion was enhanced by molecular engagement of the hu-CD34 protein using anti-CD34 antibodies. These results provide evidence that CD34 promotes the adhesive interactions of hemopoietic cells with the stromal microenvironment of the bone marrow thereby implicating CD34 in regulation and compartmentalization of stem cells. We propose that CD34 regulates these processes in part via an indirect mechanism, signaling changes in cellular adhesion in response to molecular recognition of an as yet unidentified stromal CD34 counterreceptor or ligand.

Macrophage-colony-stimulating factor regulates expression of the integrins alpha 4 beta 1 and alpha 5 beta 1 by murine bone marrow macrophages.

We observed that when monocyte/macrophage precursors derived from murine bone marrow were treated with macrophage-colony-stimulating factor (M-CSF), there was a dose-dependent increase in both the number of adherent cells and the degree to which the cells were highly spread. Attachment was supported by fibronectin, but not by vitronectin or laminin, suggesting that the integrins alpha 4 beta 1 and/or alpha 5 beta 1 might mediate this event. Binding to fibronectin was blocked partially by antibodies to either integrin, and inhibition was almost complete when the antibodies were used in combination. By a combination of surface labeling with 125I and metabolic labeling with [35S]methionine and [35S]cysteine, we demonstrated that M-CSF treatment led to increased synthesis and surface expression of the two beta 1 integrins. Since attachment to fibronectin and/or stromal cells plays an important role in the maturation of other hematopoietic lineages, we propose that the action of M-CSF in the differentiation of immature monocytes/macrophages includes stimulated expression of the integrins alpha 4 beta 1 and alpha 5 beta 1, leading to interactions with components of the marrow microenvironment necessary for cell maturation.

Investigação do papel de SIGIRR/IL-1R8 no crosstalk entre células tumorais e o infiltrado leucocitário

Células tumorais desenvolvem diversas estratégias para escapar da identificação e eliminação pelo sistema imune. Dessa forma, a investigação dos mecanismos envolvidos na comunicação celular no microambiente tumoral e na desregulação local do sistema imune é crítica para uma melhor compreensão da progressão da doença e para o desenvolvimento de alternativas terapêuticas mais eficazes. Nós aqui demonstramos que SIGIRR/IL-1R8, um importante regulador negativo de receptores de Interleucina-1 (ILRs) e receptores do tipo Toll (TLRs), apresenta expressão aumentada em uma linhagem celular epitelial mamária transformada pela superexpressão do oncogene HER2 e em tumores primários de mama, e promove o crescimento tumoral e metástase através da modulação da inflamação associada ao câncer e da atenuação da resposta imune antitumoral. Observamos que IL-1R8 tem sua expressão correlacionada com HER2 em tecidos mamários e sua alta expressão é fator de pior prognóstico em câncer de mama de baixo grau. Notavelmente, níveis aumentados de IL-1R8 foram observados especialmente nos subtipos HER2+ e Luminais de tumores de mama, e sua expressão aumentada em células epiteliais de mama transformadas por HER2 diminui a ativação da via de NF-κB e a expressão de diferentes citocinas pro-inflamatórias (IL-6, IL-8, TNF, CSF2, CSF3 e IFN-β1). Meio condicionado de células transformadas por HER2, mas não de variantes celulares com o gene IL-1R8 silenciado, induz a polarização de macrófagos para o fenótipo M2 e inibe a ativação de células NK. Em um modelo murino transgênico de tumorigênese espontânea mediada por HER2, MMTV-neu, verificamos que a deficiência de IL-1R8 (IL-1R8-/-neu) retardou o aparecimento de tumores e reduziu a incidência, a carga tumoral e a disseminação metastática. Contudo, não foram observadas diferenças significativas no crescimento tumoral quando animais IL-1R8-/-neu receberam medula óssea de animais IL-1R8+/+, confirmando um papel importante da expressão de IL-1R8 em células não hematopoiéticas na tumorigênese da mama. Tumores IL-1R8+/+neu apresentaram maiores níveis de citocinas pró-inflamatórias como IL-1β e VEGF, e menores níveis da citocina imunomodulatória IFN-γ. Além disso, tumores que expressavam IL-1R8 apresentaram menor infiltrado de células NK maduras, células dendríticas (DCs) e linfócitos T-CD8+ e um maior infiltrado de macrófagos M2 e linfócitos T-CD4+. Coletivamente, esses resultados indicam que a expressão de IL-1R8 em tumores de mama pode representar um novo mecanismo de escape da resposta imune e suportam IL-1R8 como potencial alvo terapêutico.

Lisil oxidase e propriedades pró-tumorigênicas de pericitos

O microambiente tumoral é composto por células, como fibroblastos, células do sistema imune, células endoteliais e pericitos, envoltas por uma matriz extracelular, além de possuir fatores solúveis que participam da comunicação celular. Nas últimas décadas, têm-se entendido cada vez melhor seu papel na iniciação e progressão dos tumores. É de fundamental importância, portanto, entender a biologia dos seus componentes e como podem agir em favor do desenvolvimento tumoral. Diversos trabalhos demonstram que há uma associação entre a presença dos pericitos nos vasos tumorais com a agressividade e prognóstico de alguns tipos de câncer. Uma vez ativadas, além do papel estrutural, essas células modulam as atividades das células endoteliais durante a formação de novos vasos, além de adquirirem propriedades como proliferação e migração. Neste contexto, os pericitos passam a secretar fatores importantes na comunicação célula-a-célula e liberam enzimas moduladoras na matriz extracelular. A lisil oxidase (LOX) é uma das principais enzimas que atuam sobre a matriz extracelular. Já está bem descrito que, quando superexpressa em células tumorais, a LOX pode alterar a migração e invasão dessas células, promovendo a geração de metástases. Entretanto, pouco se sabe a respeito da atuação dessa enzima sobre os demais componentes celulares do estroma tumoral, como os pericitos. Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo principal verificar se enzima LOX é relevante para a ativação de propriedades dos pericitos que possam contribuir para suas funções pró-tumorigênicas, como migração, proliferação e formação de vasos. Os resultados foram gerados avaliando essas atividades dos pericitos após pré-tratamento de 24 horas com β-aminopropionitrile (βAPN), um inibidor irreversível da LOX. Foram utilizadas duas linhagens de pericitos derivados de tecido normal (adiposo e muscular) e duas linhagens de pericitos provenientes de tecido tumores do sistema nervoso central (neuroblastoma e ependimoma). Este composto foi capaz de diminuir a capacidade de migração das células de todas as linhagens testadas e, de maneira geral, tornou o processo de formação de estruturas tubulares in vitro menos eficiente. Entretanto, não foram observadas alterações na proliferação celular. Os dados indicam, portanto, que a enzima LOX pode ser importante para a ativação dos pericitos e, possivelmente, influenciem no seu comportamento no microambiente tumoral

Contribuição das células-tronco mesenquimais para as propriedades tumorigênicas de células de glioblastoma humano

Células-tronco mesenquimais (CTM) apresentam tropismo a tumores, sendo importantes componentes do estroma tumoral. No cérebro, o nicho perivascular é uma importante fonte de CTM, as quais podem contribuir direta e/ou indiretamente para o desenvolvimento de tumores, embora os mecanismos envolvidos sejam pouco conhecidos. No presente trabalho, investigou-se a influência de CTM sobre a proliferação, capacidade invasiva e tumorigenicidade de células de Glioblastoma (GBM) humano. Sabe-se que CTM produzem TGFB1, uma citocina multifuncional envolvida em imunomodulação, proliferação, migração e transição epitelial-mesenquimal de células tumorais. Experimentos in vitro, realizados com meios condicionados de CTM de cordão umbilical humano com silenciamento permanente do gene TGFB1, demonstraram que o TGFB1 secretado por CTM é capaz de aumentar significativamente a proliferação e viabilidade de células de GBM humano da linhagem U87FP635. Esses resultados revelam uma importante ação parácrina dessa citocina regulatória, quando produzida por outros tipos celulares contidos no microambiente tumoral. Entretanto, sob condições experimentais que melhor mimetizam o microambiente tumoral, detectou-se que CTM também afetam o comportamento de células tumorais por um mecanismo alternativo, dependente de contato celular, mas independente dos níveis de TGFB1 secretados pelas CTM. Sob condições de cocultivo celular, envolvendo contato físico entre CTM e células de GBM U87FP635, detectou-se um aumento significativo na quantidade de células tumorais viáveis. Quando cultivadas na forma de esferoides tumorais, o contato com CTM aumentou a capacidade invasiva das células U87FP635. Finalmente, em modelo in vivo ectópico de GBM, células U87FP635 geraram tumores mais desenvolvidos quando coinjetadas com CTM. Esses efeitos pró-tumorigênicos foram observados tanto em contato com CTM controles, quanto com CTM contendo o gene TGFB1 permanentemente silenciado. Assim, esses achados indicam que CTM podem exercer efeitos pró-tumorigênicos por dois mecanismos alternativos e independentes: ação parácrina de TGFB1 secretado por CTM e ação mediada por contato célula-célula. Nas condições experimentais testadas, o mecanismo dependente de contato célula-célula demonstrou ser predominante. O estudo proteômico do secretoma dessas células identificou 126 proteínas diferencialmente expressas além de 10 proteínas exclusivamente detectadas em meios condicionados de cocultivos de CTM com células de GBM U87FP635. Cerca de 80% dessas proteínas exclusivamente secretadas pelo contato célula-célula são componentes de exossomos e estão envolvidas em proliferação celular e desenvolvimento tecidual. Esses resultados apontam uma interação dinâmica de comunicação entre CTM e células tumorais, e revelam algumas proteínas interessantes potencialmente envolvidas em uma ação pró-tumorigênica de CTM mediada por contato celular

O estudo das células Tγδ na manutenção da tolerância materna em vacas gestantes

O sistema imunológico materno desempenha um papel importante no estabelecimento da gestação e desenvolvimento de concepto até início do parto. A hipótese deste projeto é que há um recrutamento de células Tγδ para o endométrio ao longo da gestação que expressam citocinas que favorecem o estabelecimento e manutenção da tolerância materna a antígenos fetais durante a gestação em bovinos. Experimento I Para estudar a dinâmica populacional das células do sistema imune no sangue periférico de não lactantes não prenhes (NLNP), vacas lactantes no 1º trimestre e vacas no 3º trimestre da gestação, as PBMCs foram separadas por gradiente de densidade de Ficoll, seguido por protocolo de imunocitoquímica e analisadas em citômetro de fluxo para os anticorpos CD3+, CD4+, CD8+, CD14+, CD25+ e WC1+. As células analisadas tanto na região de linfócitos quanto na região de monócitos, não apresentaram diferença significativa entre os grupos analisados. Experimento II Para análise do perfil de expressão gênica das células Tγδ, foram coletadas amostras de sangue de vacas no 1º trimestre da gestação, vacas lactantes não prenhes (LNP) e vacas não lactantes não prenhes (NLNP). As células mononucleares foram separadas por gradiente de densidade de Ficoll e células Tγδ foram analisadas quanto ao perfil de citocinas por qRT-PCR para os genes IFNG; IL10; IL15; IL17; IL18; IL1B; IL4; IL-6; ISG15; PFR; TGFB2 e TNFA. A análise de expressão gênica mostrou tendência no aumento na expressão de IL1B, IL6 e TGFB2 em células PBMC em vacas NLNP quando comparado com vacas LNP e no 1º trimestre da gestação, enquanto que os outros genes analisados não apresentaram diferença significativa. Experimento III Fragmentos de endométrio, provenientes de abatedouro, foram coletados de vacas em 1º trimestre (33 a 35 dias de gestação), 2º trimestre (143 a 182 dias de gestação) e 3º trimestre de gestação (228 a 247 dias de gestação). Cortes congelados foram imunolocalizados e quantificados para as células do sistema imune CD3+, CD4+, CD8+, CD14+, CD18+, CD25+, CD62L+ e WC1+ por imunofluorescência. Nossos estudos mostraram aumento das células CD25+ e CD62L+ no endométrio no início da gestação. No meio da gestação, há um aumento das células WC1+ e CD14+. No final da gestação, observamos o aumento de CD14+, CD25+, CD18+ e CD62L+. Em suma, nossos dados sugerem que a modulação do sistema imune materno é específica para cada estágio da gestação, sendo que no início da gestação há um envolvimento de células T ativadas (CD25+) provavelmente para o estabelecimento de uma resposta ativa para tolerância dos antígenos fetais. Já no meio da gestação, há um recrutamento massivo de células Tγδ para o endométrio gravídico provavelmente para manter um microambiente de tolerância para o desenvolvimento fetal e no final da gestação células efetoras como macrófagos são recrutadas para o endométrio para auxiliar no processo do parto e involução uterina.

Avaliação da remoção de nitrogênio via nitrificação e desnitrificação simultânea em um reator biológico com leito móvel (IFAS).

O fenômeno conhecido como Nitrificação e Desnitrificação Simultânea (SND) significa que em um mesmo reator ocorre simultaneamente a nitrificação e a desnitrificação, sob condições de operações idênticas, podendo ser justificada principalmente pela teoria de microambiente no floco ou biofilme. Assim, em um único reator, sob condições controladas de oxigênio dissolvido (OD) e elevados tempos de residênciacelular épossível que ocorra a nitrificação e a criação de zonas anóxicas no interior dos flocos ou biofilme para a ocorrência da desnitrificação. Neste sentido, a tecnologia MBBR/IFAStem como característicaelevado tempo de residência celular do biofilme formado nos meios suporte presentes no reator. Deste modo, neste estudo avaliou-se a remoção de nitrogênio via SND em um sistema IFAS quando submetido a diferentes concentrações de OD e Tempo de DetençãoHidraulica de 5,5 e 11 horas, tratando efluente sanitário e efluente sintético. Os resultados experimentais demonstraram que pode ser possível desenvolver efetiva SND com concentrações de OD média de 1,0 mg.L-1 e 1,5 mg.L-1. Sendo que, foram obtidas eficiência média de remoção de NTde cerca de 68% e concentrações médias efluente de N-NH4 de aproximadamente 5,0 mg L-1, de N-NO3 inferiores a 4,5 mg L-1 e de N-NO2 em torno de 0,1 mg L-1, e com eficiência média de remoção DQO solúvel acima de 90%, quando empregado efluente sintético. Ademais, por meio da avaliação da emissão de Óxido Nitroso (N2O), foi possível comprovar que a desnitrificação ocorreu de forma efetiva.

Genetically Engineered Crops: A Study of Major Environmental Implications and U.S. Policy

The adoption of genetically modified crops is becoming evermore common in United States agriculture. However, this relatively new technology carries a negative stigma and perceived risks that have resulted commonly in public disapproval. In the United States, bioengineered crops are highly regulated. The significance of environmental benefits such as decreased chemical impact, increased soil conservation, heightened carbon sequestration, decreased energy demands, and reduced air emissions, are important enough to warrant a revision to U.S. policy. The U.S. policy structure needs to be simplified and made more efficient to better facilitate the speed with which new GE products can, and should, be developed while still providing adequate mitigation of potential environmental risks such as species invasiveness and impacts on non-target species.

Impact des cavines sur le phénotype invasif et inflammatoire des cellules souches mésenchymateuses

L’évolution d’une cellule tumorale initiée à une tumeur solide nécessite, à chaque étape, un microenvironnement favorable à sa survie et à sa croissance. Le microenvironnement tumoral est comparé à un foyer d’inflammation chronique dont la composition cellulaire et moléculaire est complexe. Les cellules souches mésenchymateuses (CSM) représentent l’un des principaux acteurs cellulaires présents. Elles migrent vers les sites tumoraux où elles soutiennent l’inflammation, l’angiogenèse et le développement tumoral en activant plusieurs voies de signalisation. Une des voies majeures qui contribuent à l’inflammation est la voie de signalisation NF-B. L’initiation de cette voie provient de la membrane cellulaire entre autres des cavéoles. Nous soumettons l’hypothèse que l’une des cavines, protéines associées aux cavéoles, modulerait le phénotype inflammatoire etou migratoire dans les CSM traitées à la cytokine TNF- (facteur de nécrose tumorale ) en modulant la voie de signalisation NF-B. En effet, nous avons observé une régulation à la hausse de l’expression de la COX-2 (cyclooxygénase-2) et une diminution de l’expression d’IκB qui sont synonymes de l’activation de la voie NF-B dans les CSM que nous avons traitées au TNF-. Nous avons trouvé que le TNF- induit la migration des CSM, et que la répression génique de la Cavine-2 augmente significativement la migration des CSM traitées par le TNF-. La répression génique de la Cavine-2 vient aussi amplifier la tubulogenèse dans les CSM en réponse au TNF-. D’un point de vue moléculaire, la répression génique de la Cavine-2 a montré une très forte amplification de l'expression protéique de la COX-2 dans les CSM en réponse au TNF-. Dans ces mêmes cellules où la Cavine-2 a été réprimée, et suite à un traitement au TNF-, le pic de phosphorylation est plus intense et la courbe de phosphorylation est plus prolongée dans le temps. Ces observations nous permettent d’affirmer que la Cavine-2 a un rôle répresseur sur l’expression de COX-2. Collectivement, nos résultats montrent que la Cavine-2 peut être proposée comme un gène suppresseur de tumeur et est de ce fait, une bonne cible thérapeutique dans les CSM qui permettraient d’agir à des stades précoces du développement tumoral.

Current concepts of tumour metastasis

Background: Tumour metastasis remains the principal cause of treatment failure and poor prognosis in patients with cancer. Recent advances in our understanding of the biology of metastasis are providing novel potential targets for anti-cancer therapies. Aim: This paper reviews the current concepts in tumour metastasis. Methods: A review of Medline publications relating to the molecular biology and therapy of human tumour metastasis was conducted. Results and Discussion: Early metastasis models were based upon the premise of uninterrupted tumour growth, with the inevitable formation of distant metastases and eventual death of the patient. However, current research suggests that metastasis is an inefficient process governed by several rate-limiting steps, and that failure to negotiate these steps can lead to tumour dormancy. Successful metastatic tumour growth depends upon appropriate tumour-host microenvironment interactions and, ultimately, the development of vascularised metastases post-extravasation in the target organ. An understanding of the molecular mechanisms involved in this dynamic process will aid in the identification of therapeutic targets that may allow earlier diagnosis and more specific therapies for patients with metastasis.

IGF-1 phosphorylates AMPK-alpha subunit in ATM-dependent and LKB1-independent manner

Serine/threonine protein kinase AMP-activated protein kinase (AMPK) is a key metabolic stress-responsive factor that promotes the adaptation of cells to their microenvironment. Elevated concentrations of intracellular AMP, caused by metabolic stress, are known to activate AMPK by phosphorylation of the catalytic subunit. Recently, the tumor suppressor serine/threonine protein kinase LKB1 was identified as an upstream kinases, AMPKKs. In the current study, we found that stimulation with growth factors also caused AMPK-alpha subunit phosphorylation. Interestingly, even an LKB1-nonexpressing cancer cell line, HeLa, exhibited growth factor-stimulated AMPK-alpha subunit phosphorylation, suggesting the presence of an LKB1-independent pathway for AMPK-alpha subunit phosphorylation. In the human pancreatic cancer cell line PANC-1, AMPK-alpha subunit phosphorylation promoted by IGF-I was suppressed by antisense ataxia telangiectasia mutated (ATM) expression. We found that IGF-1 also induced AMPK-alpha subunit phosphorylation in the human normal fibroblast TIG103 cell line, but failed to do so in a human fibroblast AT2-KY cell line lacking ATM. Immunoprecipitates of ATM collected from IGF-1-stimulated cells also caused the phosphorylation of the AMPK-alpha subunit in vitro. IGF-1-stimulated ATM phosphorylation at both threonine and tyrosine residues, and our results demonstrated that the phosphorylation of tyrosine in the ATM molecule is important for AMPK-alpha subunit phosphorylation during IGF-1 signaling. These results suggest that IGF-1 induces AMPK-alpha subunit phosphorylation via an ATM-dependent and LKB1-independent pathway. (C) 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.