role of Ly6C hi monocytes in brain homeostasis and neurodegeneration

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Dissertation, 2016

Eph kinases and their ligands ephrins act in concert with sex hormones in regulating blood pressure

Les Erythropoietin-producing hepatocyte (EPH) sont la plus grande famille de récepteurs tyrosine kinase. Leurs ligands, les éphrines (EFNs), sont aussi des molécules exprimées à la surface cellulaire. Les EPH/EFNs sont impliqués dans de nombreux processus biologiques. L'hypertension artérielle (PA) est une maladie chronique qui, aujourd'hui, est devenue un problème médical critique dans le monde entier et un enjeu de santé publique. La découverte de nouvelles thérapeutiques de l'hypertension sont d'une grande importance pour la santé publique. Jusqu’à tout récemment, il existe seulement quelques études concernant le rôle de l’axe EPH/EFNs sur la fonction des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV). Dans nos études précédentes, nous avons montré qu'EPHB6 et EFNB1, de concert avec les hormones sexuelles, régulent la PA. Dans la présente étude, nous avons constaté que les différents membres de la famille EPH/EFN peuvent réguler soit positivement, soit négativement, la contractilité des CMLV et la PA: tandis que EPHB4 et EFNB2 appartiennent à la première catégorie, EFNB1, EFNB3 et EPHB6 appartiennent à la deuxième. In vivo, des souris males, mais non pas des femelles, porteuses d’une mutation EPHB4 (KO) spécifique du muscle lisse présentent une PA diminuée, comparée aux souris témoins (WT). Les CMLV de souris EPHB4 KO, en présence de testostérone, ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par la phényléphrine (PE). Au niveau moléculaire, la phosphorylation de la protéine kinase II dépendante de Ca2+/calmoduline et de la kinase de la chaine légère de la myosine (CLM) est augmentée, tandis que la phosphorylation de la kinase de la CLM est réduite dans les CMLV KO lors de la stimulation par PE, par rapport au WT CMLV. Cela fournit une base moléculaire à la réduction de la PA et de la contractilité des CMLV chez les souris EPHB4 KO. EFNB2 est le ligand majeur de l’EPHB4. Comme attendu, les souris EFNB2 KO spécifique du muscle lisse avaient un phénotype de PA semblable, quoique non identique, aux souris EPHB4 KO. Les souris mâles EFNB2 KO, mais pas femelles, sous régime régulier ou riche en sel, présentent une PA réduite, par rapport à leurs homologues WT. Au niveau cellulaire, les CMLV des souris KO ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par PE par rapport aux témoins WT. Une région de l’acide aminé (aa) 313 à l’aa 331 dans la partie intracellulaire d’EFNB2 est essentielle pour la signalisation inverse qui régule la contractilité des CMLV, selon des études de mutation-délétion. Dans une étude de génétique humaine, nous avons identifié, dans le gène EFNB2, six SNP qui étaient associées significativement au risque d'hypertension artérielle, de façon dépendante du sexe, ce qui corrobore nos résultats chez les souris. En revanche, la délétion du gène EFNB3 (KO) chez les souris femelles aboutit à une PA élevée et à une augmentation des résistances des petites artères in vivo, améliore la contractilité des petites artères ex-vivo et augmente la contractilité des CMLV in vitro. Les souris mâles KO ont une PA normale, mais la castration conduit à une augmentation significative de la PA dans les souris KO, mais pas dans les souris WT. Les CMLV des souris KO femelles ont montré une phosphorylation accrue de la CLM et une phosphorylation réduite de la kinase de la CLM, ce qui fournit à nouveau une base moléculaire aux phénotypes de PA et de contractilité des CMLV observés. Ce changement de signalisation est attribuable à une protéine adaptatrice Grip1. En effet, dans une étude d'association pan génomique par le Consortium International pour la Pression Sanguine, un SNP dans le gène GRIP1 a approché le seuil de significativité de la valeur p pour son association avec la pression diastolique. Nos recherches, pour la première fois, ont révélé que EPH/EFNs sont de nouveaux composants dans le système de régulation de la PA. Les membres de la famille EPH/EFN peuvent agir comme des forces Yin et Yang pour régler finement le tonus des vaisseaux pour assurer l'homéostasie de la PA et de sa régulation. Ces effets de EPH/EFNs dépendent du sexe et des niveaux d’hormones sexuelles. À partir de ces nouvelles connaissances, nous pourrions développer une nouvelle thérapie personnalisée pour l’hypertension artérielle, utilisant des antagonistes d'hormones sexuelles ou des thérapies de remplacement d'hormones sexuelles, selon les niveaux d'hormones sexuelles des patients et les mutations dans les gènes de l'EPH/EFN.

The association between vitamin K2 intake and glucose homeostasis in individuals with and without chronic kidney disease

Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-08

Proficiency and mechanisms of perturbation of mature T-cell homeostasis by the TCL1 family of oncogenes

In the first part of this thesis, the oncogenic potential of TCL1A family genes was comparatively evaluated by using gamma-retroviral vectors to introduce human TCL1A, MTCP1, and TML1 into hematopoietic stem cells/hematopoietic progenitor cells (HSC/HPC) of wild type mice that were transplanted into wild type recipients. TCL1A and MTCP1 recipient mice predominantly developed B-cell malignancies after a median survival of 388 days and 394 days, respectively. The presented data indicates that TCL1A and MTCP1 are oncogenes with comparable oncogenic potential and shows for the first time that MTCP1 is not only a T-cell oncogene, but is able to transform B cells as well. The third family member TML1 induced the development of immature T-cell malignancies in only a few mice. This study provides first evidence for its oncogenic function. Additionally, the transforming potential of compartment-targeted TCL1A variants was evaluated by retroviral expression of a membrane localizing myristoylated (myr-TCL1A) and a nuclear localizing (nls-TCL1A) variant. Recipients of HSC/HPC transduced with myr-TCL1A and nls-TCL1A predominantly developed B-cell malignancies after a median survival of 360 days and 349 days, respectively. There was a significantly shorter latency period for nls-TCL1A compared to the previously described generic TCL1A. Gene expression analysis revealed higher similarities between expression profiles of tumors induced by TCL1A and nls-TCL1A. Together these data implicate that TCL1A’s predominant oncogenic function might rely on its nuclear presence. The second part of this thesis aims to understand if and how TCR stimulation affects the transforming potential of TCL1A. Mature OT-1 T cells carrying monoclonal TCR’s that specifically recognize ovalbumin (OVA) were retrovirally transduced with TCL1A and repeatedly stimulated in vivo with OVA-peptides. TCR stimulated recipient mice of TCL1A transduced T cells showed a significantly accelerated leukemic outgrowth and a reduced median survival of 305 days, when compared to unstimulated recipients (417 days). These data strongly implicate a pro-leukemogenic cooperation of TCL1A and TCR signals that might be actionable in upcoming interventional designs.

Concentración de cationes (Ca2+, Mg2+, Fe2+3+, K+) en semillas de frijol negro (Phaseolus vulgaris L.) usando espectroscopia de absorción atómica

Se investiga la concentración de cationes (Ca,Fe,K,Mg),en el frijol negro,(Phaseolus vulgaris L. var. Tineco), usando un analizador de absorción atómica. Para tal efecto se procede a secar la muestra y luego se digiere en un medio acido. Se preparan las soluciones standard correspondiente a los cationes que se quiere investigar y luego se comparan estas concentraciones con las concentraciones de los iones en la muestra. El cálculo de la concentración (desconocida), de los cationes en la muestra, se hace por medio de simple aritmética. En este trabajo se reporta la cantidad en p. p. m. de los elementos arriba mencionados, presente en un gramo de la muestra original. Los resultados obtenidos fueron: Fe = 337.5 p. p. m. ; Ca = 150 p. p. m. ; Mg = 150 p. p. m. y K = 4X104p. p. m.

Involvement of Beta-arrestin 1 and Beta-arrestin 2 in store operated calcium entry

Résumé : La variation de la [Ca2+] intracellulaire participe à nombreux de processus biologiques. Les cellules eucaryotes expriment à la membrane plasmique une variété de canaux par lesquelles le calcium peut entrer. Dans les cellules non excitables, deux mécanismes principaux permettent l'entrée calcique; l'entrée capacitative de Ca2+ via Orai1 (SOCE) et l'entrée calcique activé par un récepteur (ROCE). Plusieurs protéines clés sont impliquées dans la régulation de ces voies d'entrée calcique, ainsi que dans l'homéostasie calcique. TRPC6 est un canal calcique impliquée dans l'entrée calcique dans les cellules à la suite d’une stimulation d’un récepteur hormonal. TRPC6 transloque à la membrane cellulaire et il y demeure jusqu'à ce que le stimulus soit retiré. Les mécanismes qui régulent le trafic et l'activation de TRPC6 sont cependant encore peu connus. Des découvertes récentes ont démontré qu'il y a un rôle potentiel de Rho kinase dans l'activité de TRPC6. Rho kinase est activée par la petite protéine G RhoA qui peut être activée par les protéines G hétérotrimériques Gα12 et Gα13. En plus de Gα12 et Gα13, les protéines de désensibilisation des GPCR β -arrestin 1 et / ou β-arrestin 2 peuvent aussi activer RhoA. Le but de notre étude est d'examiner la participation des protéines Gα12/13 et β-arrestin 1/ β-arrestin 2 dans l'activation de TRPC6 et de la protéine Orai1. Nous avons utilisé des ARN interférant (siRNA) spécifiques pour induire une réduction de l'expression de Gα12/13 ou β-arrestin 1/β-arrestin 2. La conséquence sur l’entrée de Ca2+ dans les cellules a été ensuite déterminée par imagerie calcique en temps réel suite à une stimulation par la vasopressine (AVP), thapsigargin ou carbachol. Nous avons donc identifié que dans des cellules A7r5, une lignée cellulaire de musculaires lisses vasculaires où le canal TRPC6 exprimé de manière endogène, la diminution de l’expression des protéines Gα12 ou Gα13 ne semble pas modifier l’entrée Ca2+ induit par l’AVP par rapport aux cellules témoins. D'autre part, la diminution de l’expression β-arrestin 1 ou β-arrestin 2 dans des cellules HEK 293 ainsi que des cellules HEK 293 exprimant de façon stable TRPC6 (cellules T6.11) ont augmenté l’entrée de Ca2+ induite par thapsigargin, un activateur pharmacologique de SOCE. Des études de co-immunoprécipitation démontrent une interaction entre la β-arrestin 1 et STIM1, alors qu'aucune interaction n'a été observée entre les β-arrestin 1 et Orai1. Nous avons de plus montré à l'aide d'analyse en microscopie confocale que la diminution de l’expression β-arrestin 1 ou β-arrestin 2 n’influence pas la quantité d’Orai1 à la périphérie cellulaire. Cependant, des résultats préliminaires indiquent que la diminution de l’expression β-arrestin 1 ou β-arrestin 2 augmente la quantité de STIM1-YFP dans l'espace intracellulaire et diminue sa quantité à la périphérie cellulaire. En conclusion, nous avons montré que les β-arrestin 1 ou β-arrestin 2 sont impliquées dans l'entrée capacitative de Ca2+ (SOCE) et contrôlent la quantité de STIM1 dans le réticulum endoplasmique.

The regulation of AMP-activated protein kinase by vascular endothelial growth factor

The function of the vascular endothelium is to maintain vascular homeostasis, by providing an anti-thrombotic, anti-inflammatory and vasodilatory interface between circulating blood and the vessel wall, meanwhile facilitating the selective passage of blood components such as signaling molecules and immune cells. Dysfunction of the vascular endothelium is implicated in a number of pathological states including atherosclerosis and hypertension, and is thought to precede atherogenesis by a number of years. Vascular endothelial growth factor A (VEGF) is a crucial mitogenic signaling molecule, not only essential for embryonic development, but also in the adult for regulating both physiological and pathological angiogenesis. Previous studies by our laboratory have demonstrated that VEGF-A activates AMP-activated protein kinase (AMPK), the downstream component of a signaling cascade important in the regulation of whole body and cellular energy status. Furthermore, studies in our laboratory have indicated that AMPK is essential for VEGF-A-stimulated vascular endothelial cell proliferation. AMPK activation typically stimulates anabolic processes and inhibits catabolic processes including cell proliferation, with the ultimate aim of redressing energy imbalance, and as such is an attractive therapeutic target for the treatment of obesity, metabolic syndromes, and type 2 diabetes. Metabolic diseases are associated with adverse cardiovascular outcomes and AMPK activation is reported to have beneficial effects on the vascular endothelium. The mechanism by which VEGF-A stimulates AMPK, and the functional consequences of VEGF-A-stimulated AMPK activation remain uncertain. The present study therefore aimed to identify the specific mechanism(s) by which VEGF-A regulates the activity of AMPK in endothelial cells, and how this might differ from the activation of AMPK by other agents. Furthermore, the role of AMPK in the pro-proliferative actions of VEGF-A was further examined. Human aortic and umbilical vein endothelial cells were therefore used as a model system to characterise the specific effect(s) of VEGF-A stimulation on AMPK activation. The present study reports that AMPK α1 containing AMPK complexes account for the vast majority of both basal and VEGF-A-stimulated AMPK activity. Furthermore, AMPK α1 is localized to the endoplasmic reticulum when sub-confluent, but translocated to the Golgi apparatus when cells are cultured to confluence. AMPK α2 appears to be associated with a structural cellular component, but neither α1 nor α2 complexes appear to translocate in response to VEGF-A stimulation. The present study confirms previous reports that when measured using the MTS cell proliferation assay, AMPK is required for VEGF-A-stimulated endothelial cell proliferation. However, parallel experiments measuring cell proliferation using the Real-Time Cell Analyzer xCELLigence system, do not agree with these previous reports, suggesting that AMPK may in fact be required for an aspect of mitochondrial metabolism which is enhanced by VEGF-A. Studies into the mitochondrial activity of endothelial cells have proved inconclusive at this time, but further studies into this are warranted. During previous studies in our laboratory, it was suggested that VEGF-A-stimulated AMPK activation may be mediated via the diacylglycerol (DAG)-sensitive transient receptor potential cation channel (TRPCs -3, -6 or -7) family of ion channels. The present study can neither confirm, nor exclude the expression of TRPCs in vascular endothelial cells, nor rule out their involvement in VEGF-A-stimulated AMPK activation; more specific investigative tools are required in order to characterise their involvement. Furthermore, nicotinic acid adenine dinucleotide phosphate (NAADP)-stimulated Ca2+ release from acidic intracellular organelles is not required for AMPK activation by VEGF-A. Despite what is known about the mechanisms by which AMPK is activated, far less is known concerning the downregulation of AMPK activity, as observed in human and animal models of metabolic disease. Phosphorylation of AMPK α1 Ser485 (α2 Ser491) has recently been characterised as a mechanism by which the activity of AMPK is negatively regulated. We report here for the first time that VEGF-A stimulates AMPK α1 Ser485 phosphorylation independently of the previously reported AMPK α1 Ser485 kinases Akt (protein kinase B) and ERK1/2 (extracellular signal-regulated kinase 1/2). Furthermore, inhibition of protein kinase C (PKC), the activity of which is reported to be elevated in metabolic disease, attenuates VEGF-A- and phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)-stimulated AMPK α1 Ser485 phosphorylation, and increases basal AMPK activity. In contrast to this, PKC activation reduces AMPK activity in human vascular endothelial cells. Attempts to identify the PKC isoform responsible for inhibiting AMPK activity suggest that it is one (or more) of the Ca2+-regulated DAG-sensitive isoforms of PKC, however cross regulation of PKC isoform expression has limited the present study. Furthermore, AMPK α1 Ser485 phosphorylation was inversely correlated with human muscle insulin sensitivity. As such, enhanced AMPK α1 Ser485 phosphorylation, potentially mediated by increased PKC activation may help explain some of the reduced AMPK activity observed in metabolic disease.

Effect of vitamin D supplementation on bone status, glucose homeostasis and immune function in children with vitamin D deficiency

Background: Between 1961-1971 vitamin D deficiency was recognized as a public health issue in the UK, because of the lack of effective sunlight and the population mix [1, 2]. In recent years, health care professionals have cited evidence suggesting a re-emergence of the vitamin D deficiency linked to a number of health consequences as a concern [3-6]. Evidence from observational studies has linked low vitamin D status with impairment in glucose homeostasis and immune dysfunction [7-9]. However, interventional studies, particularly those focused on paediatric populations, have been limited and inconsistent. There is a need for detailed studies, to clarify the therapeutic benefits of vitamin D in these important clinical areas. Objective: The aims of this PhD thesis were two-fold. Firstly, to perform preliminary work assessing the association between vitamin D deficiency and bone status, glucose homeostasis and immune function, and to explore any changes in these parameters following short term vitamin D3 replacement therapy. Secondly, to assess the effectiveness of an electronic surveillance system (ScotPSU) as a tool to determine the current incidence of hospital-based presentation of childhood vitamin D deficiency in Scotland. Methods: Active surveillance was performed for a period of two years as a part of an electronic web-based surveillance programme performed by the Scottish Paediatric Surveillance Unit (ScotPSU). The validity of the system was assessed by identifying cases with profound vitamin D deficiency (in Glasgow and Edinburgh) from the regional laboratory. All clinical details were checked against those identified using the surveillance system. Thirty-seven children aged 3 months to 10 years, who had been diagnosed with vitamin D deficiency, were recruited for the bone, glucose and immunity studies over a period of 24 months. Twenty-five samples were analysed for the glucose and bone studies; of these, 18 samples were further analysed for immune study. Treatment consisted of six weeks taking 5000 IU units cholecalciferol orally once a day. At baseline and after completion of treatment, 25 hydroxyvitamin D (25(OH)D), parathyroid hormone (PTH), alkaline phosphatase (ALP), collagen type 1 cross-linked C-telopeptide (CTX), osteocalcin (OCN), calcium, phosphate, insulin, glucose, homeostasis model assessment index, estimated insulin resistance (HOMA IR), glycated hemoglobin (HbA1c), sex hormone binding globulin (SHBG), lipids profiles, T helper 1 (Th1) cytokines (interleukin-2 ( IL-2), tumor necrosis factors-alpha (TNF-α), interferon-gamma (INF-γ)), T helper 2 (Th2) cytokines (interleukin-4 (IL-4), interleukin-5 (IL-5), interleukin-6 (IL-6)), T helper 17 (Th17) cytokine (interleukin-17 (IL-17)), Regulatory T (Treg) cytokine (interleukin-10 (IL-10)) and chemokines/cytokines, linked with Th1/Th2 subset balance and/or differentiation (interleukin-8 (IL-8), interleukin-12 (IL-12), eosinophil chemotactic protein ( EOTAXIN), macrophage inflammatory proteins-1beta (MIP-1β), interferon-gamma-induced protein-10 (IP-10), regulated on activation, normal T cell expressed and secreted (RANTES), monocyte chemoattractant protein-1(MCP-1)) were measured. Leukoocyte subset analysis was performed for T cells, B cells and T regulatory cells and a luminex assay was used to measure the cytokiens. Results: Between September 2009 and August 2011, 163 cases of vitamin D deficiency were brought to the attention of the ScotPSU, and the majority of cases (n = 82) were reported in Glasgow. The cross-validation checking in Glasgow and Edinburgh over a one-year period revealed only 3 (11%) cases of clearly symptomatic vitamin D deficiency, which had been missed by the ScotPSU survey in Glasgow. While 16 (67%) symptomatic cases had failed to be reported through the ScotPSU survey in Edinburgh. For the 23 children who are included in bone and glucose studies, 22 (96%) children had basal serum 25(OH)D in the deficiency range (< 50 nmol/l) and one (4%) child had serum 25(OH)D in the insufficiency range (51-75 nmol/l). Following vitamin D3 treatment, 2 (9%) children had final serum 25(OH)D lower than 50 nmol/l, 6 (26%) children had final serum 25(OH)D between >50-75 nmol/l, 12 (52%) children reached a final serum 25(OH)D >75-150 nmol/l and finally 3 (13%) exceeded the normal reference range with a final 25(OH)D >150 nmol/l. Markers for remodelling ALP and PTH had significantly decreased (p = 0.001 and <0.0001 for ALP and PTH respectively). In 17 patients for whom insulin and HOMA IR data were available and enrolled in glucose study, significant improvements in insulin resistance (p = 0.04) with a trend toward a reduction in serum insulin (p = 0.05) was observed. Of those 14 children who had their cytokines profile data analysed and enrolled in the immunity study, insulin and HOMA IR data were missed in one child. A significant increase in the main Th2 secreted cytokine IL-4 (p = 0.001) and a tendency for significant increases in other Th2 secreted cytokines IL-5 (p = 0.05) and IL-6 (p = 0.05) was observed following vitamin D3 supplementation. Conclusion: An electronic surveillance system can provide data for studying the epidemiology of vitamin D deficiency. However, it may underestimate the number of positive cases. Improving vitamin D status in vitamin D deficient otherwise healthy children significantly improved their vitamin D deficient status, and was associated with an improvement in bone profile, improvements in insulin resistance and an alteration in main Th2 secreting cytokines.

Contribution of plant phytochemicals to organic homeostasis: focus on the aging process and opportunistic infections

Aging process is conceived as a normal stage during human life cycle, but it is also considered a hot topic among scientists and medical community. Alarming rates of premature aging and oxidative stress-related diseases have increasingly affect human individuals. Stress, pollution and exposition to chemical substances are considered the main triggering factors for those conditions; in addition, they also suppress the immune system and, therefore, improve organic vulnerability and occurrence of opportunistic infections [I]. Apart from the associated morbidity and mortality, the increasing rates of antimicrobial resistance improve the severity of the clinical conditions [2]. Botanical preparations possess a multitude of bioactive properties, namely acting as antimicrobials, antioxidants, and homeostasis modulators. Thus, upcoming alternatives, mainly based in plant phytochemicals, are necessary to improve the wellbeing as also life expectancy of individuals. The present study aims to evaluate and to compare both antioxidant and antimicrobial properties of plant extracts rich in phenolic compounds. Among the tested plants, Glycyrrhiza glabra L. (licorice) evidenced the most pronounced free radicals scavenging and antimicrobial effects, followed by Salvia officina/is L. (sage), Thymus vulgaris L. (thyme) and Origanum vulgare L. (oregano). Eucalyptus globulus Labill. (blue gum) and Juglans regia L. (walnut) also showed a high effect, while Pterospartum tridentatum (L.) Willk. (carqueja) and Rubus ulmifolius Schott (elm leaf blackberry) displayed moderate effects, and lastly, Tabebuia impetigirwsa (Mart. ex DC) Standley (pau d'arco), Foeniculum vulgare Miller (fennel), Rosa canina L. (rose hips) and Matricaria recutita L. (chamomile) gave only slight effects. In general, the most pronounced bioactivities were observed in the plant preparations (infusion>decoction>hydromethanolic extract) with higher levels of phenolic compounds (both flavonoids and phenolic acids). The observed synergisms between the phenolic compounds present in the extracts highlight the use of phytochemicals as future health promoters. However, further studies are necessary to understand the effective mode of action of individual phenolic constituents as also the existence of polyvalence relationships between them.

Eph kinases and their ligands ephrins act in concert with sex hormones in regulating blood pressure

Les Erythropoietin-producing hepatocyte (EPH) sont la plus grande famille de récepteurs tyrosine kinase. Leurs ligands, les éphrines (EFNs), sont aussi des molécules exprimées à la surface cellulaire. Les EPH/EFNs sont impliqués dans de nombreux processus biologiques. L'hypertension artérielle (PA) est une maladie chronique qui, aujourd'hui, est devenue un problème médical critique dans le monde entier et un enjeu de santé publique. La découverte de nouvelles thérapeutiques de l'hypertension sont d'une grande importance pour la santé publique. Jusqu’à tout récemment, il existe seulement quelques études concernant le rôle de l’axe EPH/EFNs sur la fonction des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV). Dans nos études précédentes, nous avons montré qu'EPHB6 et EFNB1, de concert avec les hormones sexuelles, régulent la PA. Dans la présente étude, nous avons constaté que les différents membres de la famille EPH/EFN peuvent réguler soit positivement, soit négativement, la contractilité des CMLV et la PA: tandis que EPHB4 et EFNB2 appartiennent à la première catégorie, EFNB1, EFNB3 et EPHB6 appartiennent à la deuxième. In vivo, des souris males, mais non pas des femelles, porteuses d’une mutation EPHB4 (KO) spécifique du muscle lisse présentent une PA diminuée, comparée aux souris témoins (WT). Les CMLV de souris EPHB4 KO, en présence de testostérone, ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par la phényléphrine (PE). Au niveau moléculaire, la phosphorylation de la protéine kinase II dépendante de Ca2+/calmoduline et de la kinase de la chaine légère de la myosine (CLM) est augmentée, tandis que la phosphorylation de la kinase de la CLM est réduite dans les CMLV KO lors de la stimulation par PE, par rapport au WT CMLV. Cela fournit une base moléculaire à la réduction de la PA et de la contractilité des CMLV chez les souris EPHB4 KO. EFNB2 est le ligand majeur de l’EPHB4. Comme attendu, les souris EFNB2 KO spécifique du muscle lisse avaient un phénotype de PA semblable, quoique non identique, aux souris EPHB4 KO. Les souris mâles EFNB2 KO, mais pas femelles, sous régime régulier ou riche en sel, présentent une PA réduite, par rapport à leurs homologues WT. Au niveau cellulaire, les CMLV des souris KO ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par PE par rapport aux témoins WT. Une région de l’acide aminé (aa) 313 à l’aa 331 dans la partie intracellulaire d’EFNB2 est essentielle pour la signalisation inverse qui régule la contractilité des CMLV, selon des études de mutation-délétion. Dans une étude de génétique humaine, nous avons identifié, dans le gène EFNB2, six SNP qui étaient associées significativement au risque d'hypertension artérielle, de façon dépendante du sexe, ce qui corrobore nos résultats chez les souris. En revanche, la délétion du gène EFNB3 (KO) chez les souris femelles aboutit à une PA élevée et à une augmentation des résistances des petites artères in vivo, améliore la contractilité des petites artères ex-vivo et augmente la contractilité des CMLV in vitro. Les souris mâles KO ont une PA normale, mais la castration conduit à une augmentation significative de la PA dans les souris KO, mais pas dans les souris WT. Les CMLV des souris KO femelles ont montré une phosphorylation accrue de la CLM et une phosphorylation réduite de la kinase de la CLM, ce qui fournit à nouveau une base moléculaire aux phénotypes de PA et de contractilité des CMLV observés. Ce changement de signalisation est attribuable à une protéine adaptatrice Grip1. En effet, dans une étude d'association pan génomique par le Consortium International pour la Pression Sanguine, un SNP dans le gène GRIP1 a approché le seuil de significativité de la valeur p pour son association avec la pression diastolique. Nos recherches, pour la première fois, ont révélé que EPH/EFNs sont de nouveaux composants dans le système de régulation de la PA. Les membres de la famille EPH/EFN peuvent agir comme des forces Yin et Yang pour régler finement le tonus des vaisseaux pour assurer l'homéostasie de la PA et de sa régulation. Ces effets de EPH/EFNs dépendent du sexe et des niveaux d’hormones sexuelles. À partir de ces nouvelles connaissances, nous pourrions développer une nouvelle thérapie personnalisée pour l’hypertension artérielle, utilisant des antagonistes d'hormones sexuelles ou des thérapies de remplacement d'hormones sexuelles, selon les niveaux d'hormones sexuelles des patients et les mutations dans les gènes de l'EPH/EFN.

Papel de la serotonina periférica en la secreción de insulina y la homeostasis de la glucosa

La función más conocida de la serotonina (5-Hidroxi-triptamina, 5HT) se refiere a su acción en el Sistema Nervioso Central (SNC). Sin embargo, la mayoría de la 5HT corporal se genera periféricamente, principalmente en las células enterocromafines del intestino. Se ha descrito que la célula β-pancreática posee un sistema serotoninér-gico propio que le permite sintetizar, almacenar, secretar y responder a la 5HT extracelular a través de sus receptores, de los que se conocen numerosos subtipos agrupados en 7 familias (Htr1-7). Interesantemente, la 5HT se libera conjuntamente con la insulina y sólo recientemente se ha descifrado parte de su significado biológico, que incluiría una compleja combinación de efectos intra y extra-celulares que eventualmente podrían jugar un papel en la regulación de la secreción de esta hormona. De forma fisiológica, la expresión de las enzimas involucradas en la síntesis de 5HT y de sus receptores se modifica marcadamente en células β durante la gestación, en coincidencia con un incremento en el potencial secretor de insulina (vía la acción del receptor ionotrópico Htr3a) y un aumento en la masa de células β (vía la acción de receptores Htr1d y Htr2b). En otros tejidos, se ha sugerido que la 5HT procedente del intestino promueve la gluconeogéne-sis hepática y la lipólisis en adipocitos durante el ayuno, por medio de su acción sobre el receptor Htr2b. En conjunto, estos hallazgos sugieren que la 5HT periférica podría tener un rol importante en la homeostasis de la glucosa por medio de la expresión y activación diferencial de receptores de superficie en células clave, tales como hepatocitos, adipocitos y células β-pancreáticas.

Homeostasis del hábitat. Articulación entre lo socio funcional y el medio natural

Bogotá (Colombia): Universidad de La Salle. Facultad de Ciencias del Hábitat. Programa de Arquitectura

Effect of Arginine and Oscillatory Ca2+ on Vascular Response Mediated Via Nitric Oxide Signaling in Normal and Salt Sensitive Hypertensive Rat Mesenteric Arterioles

Hypertension, a major risk factor in the cardiovascular system, is characterized by an increase in the arterial blood pressure. High dietary sodium is linked to multiple cardiovascular disorders including hypertension. Salt sensitivity, a measure of how the blood pressure responds to salt intake is observed in more than 50% of the hypertension cases. Nitric Oxide (NO), as an endogenous vasodilator serves many important biological roles in the cardiovascular physiology including blood pressure regulation. The physiological concentrations for NO bioactivity are reported to be in 0-500 nM range. Notably, the vascular response to NO is highly regulated within a small concentration spectrum. Hence, much uncertainty surrounds how NO modulates diverse signaling mechanisms to initiate vascular relaxation and alleviate hypertension. Regulating the availability of NO in the vasculature has demonstrated vasoprotective effects. In addition, modulating the NO release by different means has proved to restore endothelial function. In this study we addressed parameters that regulated NO release in the vasculature, in physiology and pathophysiology such as salt sensitive hypertension. We showed that, in the rat mesenteric arterioles, Ca2+ induced rapid relaxation (time constants 20.8 ± 2.2 sec) followed with a much slower constriction after subsequent removal of the stimulus (time constants 104.8 ± 10.0 sec). An interesting observation was that a fourfold increase in the Ca2+ frequency improved the efficacy of arteriolar relaxation by 61.1%. Our results suggested that, Ca2+ frequency-dependent transient release of NO from the endothelium carried encoded information; which could be translated into different steady state vascular tone. Further, Agmatine, a metabolite of L-arginine, as a ligand, was observed to relax the mesenteric arterioles. These relaxations were NO-dependent and occurred via α-2 receptor activity. The observed potency of agmatine (EC50, 138.7 ± 12.1 µM; n=22), was 40 fold higher than L-arginine itself (EC50, 18.3 ± 1.3 mM; n = 5). This suggested us to propose alternative parallel mechanism for L-arginine mediated vascular relaxation via arginine decarboxylase activity. In addition, the biomechanics of rat mesentery is important in regulation of vascular tone. We developed 2D finite element models that described the vascular mechanics of rat mesentery. With an inverse estimation approach, we identified the elasticity parameters characterizing alterations in normotensive and hypertensive Dahl rats. Our efforts were towards guiding current studies that optimized cardiovascular intervention and assisted in the development of new therapeutic strategies. These observations may have significant implications towards alternatives to present methods for NO delivery as a therapeutic target. Our work shall prove to be beneficial in assisting the delivery of NO in the vasculature thus minimizing the cardiovascular risk in handling abnormalities, such as hypertension.

tRNA anticodon loop modifications ensure protein homeostasis and cell morphogenesis in yeast

Using budding yeast, we investigated a negative interaction network among genes for tRNA modifications previously implicated in anticodon-codon interaction: 5-methoxy-carbonyl-methyl-2-thio-uridine (mcm5s2U34: ELP3, URM1), pseudouridine (Ψ38/39: DEG1) and cyclic N6-threonyl-carbamoyl-adenosine (ct6A37: TCD1). In line with functional cross talk between these modifications, we find that combined removal of either ct6A37 or Ψ38/39 and mcm5U34 or s2U34 results in morphologically altered cells with synthetic growth defects. Phenotypic suppression by tRNA overexpression suggests that these defects are caused by malfunction of tRNALysUUU or tRNAGlnUUG, respectively. Indeed, mRNA translation and synthesis of the Gln-rich prion Rnq1 are severely impaired in the absence of Ψ38/39 and mcm5U34 or s2U34, and this defect can be rescued by overexpression of tRNAGlnUUG. Surprisingly, we find that combined modification defects in the anticodon loops of different tRNAs induce similar cell polarity- and nuclear segregation defects that are accompanied by increased aggregation of cellular proteins. Since conditional expression of an artificial aggregation-prone protein triggered similar cytological aberrancies, protein aggregation is likely responsible for loss of morphogenesis and cytokinesis control in mutants with inappropriate tRNA anticodon loop modifications.