GPCR structure, function, drug discovery and crystallography: report from Academia-Industry International Conference (UK Royal Society) Chicheley Hall, 1-2 September 2014

G-protein coupled receptors (GPCRs) are the targets of over half of all prescribed drugs today. The UniProt database has records for about 800 proteins classified as GPCRs, but drugs have only been developed against 50 of these. Thus, there is huge potential in terms of the number of targets for new therapies to be designed. Several breakthroughs in GPCRs biased pharmacology, structural biology, modelling and scoring have resulted in a resurgence of interest in GPCRs as drug targets. Therefore, an international conference, sponsored by the Royal Society, with world-renowned researchers from industry and academia was recently held to discuss recent progress and highlight key areas of future research needed to accelerate GPCR drug discovery. Several key points emerged. Firstly, structures for all three major classes of GPCRs have now been solved and there is increasing coverage across the GPCR phylogenetic tree. This is likely to be substantially enhanced with data from x-ray free electron sources as they move beyond proof of concept. Secondly, the concept of biased signalling or functional selectivity is likely to be prevalent in many GPCRs, and this presents exciting new opportunities for selectivity and the control of side effects, especially when combined with increasing data regarding allosteric modulation. Thirdly, there will almost certainly be some GPCRs that will remain difficult targets because they exhibit complex ligand dependencies and have many metastable states rendering them difficult to resolve by crystallographic methods. Subtle effects within the packing of the transmembrane helices are likely to mask and contribute to this aspect, which may play a role in species dependent behaviour. This is particularly important because it has ramifications for how we interpret pre-clinical data. In summary, collaborative efforts between industry and academia have delivered significant progress in terms of structure and understanding of GPCRs and will be essential for resolving problems associated with the more difficult targets in the future.

An siRNA-based functional genomics screen for the identification of regulators of ciliogenesis and ciliopathy genes

Defects in primary cilium biogenesis underlie the ciliopathies, a growing group of genetic disorders. We describe a whole-genome siRNA-based reverse genetics screen for defects in biogenesis and/or maintenance of the primary cilium, obtaining a global resource. We identify 112 candidate ciliogenesis and ciliopathy genes, including 44 components of the ubiquitin-proteasome system, 12 G-protein-coupled receptors, and 3 pre-mRNA processing factors (PRPF6, PRPF8 and PRPF31) mutated in autosomal dominant retinitis pigmentosa. The PRPFs localize to the connecting cilium, and PRPF8- and PRPF31-mutated cells have ciliary defects. Combining the screen with exome sequencing data identified recessive mutations in PIBF1, also known as CEP90, and C21orf2, also known as LRRC76, as causes of the ciliopathies Joubert and Jeune syndromes. Biochemical approaches place C21orf2 within key ciliopathy-associated protein modules, offering an explanation for the skeletal and retinal involvement observed in individuals with C21orf2 variants. Our global, unbiased approaches provide insights into ciliogenesis complexity and identify roles for unanticipated pathways in human genetic disease.

Etude des propriétés dynamiques de la sécrétion régulée des vésicules glutamatergiques des astrocytes

RESUME GRAND PUBLICLe cerveau est composé de différents types cellulaires, dont les neurones et les astrocytes. Faute de moyens pour les observer, les astrocytes sont très longtemps restés dans l'ombre alors que les neurones, bénéficiant des outils ad hoc pour être stimulés et étudiés, ont fait l'objet de toutes les attentions. Le développement de l'imagerie cellulaire et des outils fluorescents ont permis d'observer ces cellules non électriquement excitables et d'obtenir des informations qui laissent penser que ces cellules sont loin d'être passives et participent activement au fonctionnement cérébral. Cette participation au fonctionnement cérébral se fait en partie par le biais de la libération de substances neuro-actives (appellées gliotransmetteurs) que les astrocytes libèrent à proximité des synapses permettant ainsi de moduler le fonctionnement neuronal. Cette libération de gliotransmetteurs est principalement causée par l'activité neuronale que les astrocytes sont capables de sentir. Néanmoins, nous savons encore peu de chose sur les propriétés précises de la libération des gliotransmetteurs. Comprendre les propriétés spatio-temporelles de cette libération est essentiel pour comprendre le mode de communication de ces cellules et leur implication dans la transmission de l'information cérébrale. En utilisant des outils fluorescents récemment développés et en combinant différentes techniques d'imagerie cellulaire, nous avons pu obtenir des informations très précises sur la libération de ces gliotransmetteurs par les astrocytes. Nous avons ainsi confirmé que cette libération était un processus très rapide et qu'elle était contrôlée par des augmentations de calcium locales et rapides. Nous avons également décrit une organisation complexe de la machinerie supportant la libération des gliotransmetteurs. Cette organisation complexe semble être à la base de la libération extrêmement rapide des gliotransmetteurs. Cette rapidité de libération et cette complexité structurelle semblent indiquer que les astrocytes sont des cellules particulièrement adaptées à une communication rapide et qu'elles peuvent, au même titre que les neurones dont elles seraient les partenaires légitimes, participer à la transmission et à l'intégration de l'information cérébrale.RESUMEDe petites vésicules, les « SLMVs » ou « Synaptic Like MicroVesicles », exprimant des transporteurs vésiculaires du glutamate (VGluTs) et libérant du glutamate par exocytose régulée, ont récemment été décrites dans les astrocytes en culture et in situ. Néanmoins, nous savons peu de chose sur les propriétés précises de la sécrétion de ces SLMVs. Contrairement aux neurones, le couplage stimulussécrétion des astrocytes n'est pas basé sur l'ouverture des canaux calciques membranaires mais nécessite l'intervention de seconds messagers et la libération du calcium par le reticulum endoplasmique (RE). Comprendre les propriétés spatio-temporelles de la sécrétion astrocytaire est essentiel pour comprendre le mode de communication de ces cellules et leur implication dans la transmission de l'information cérébrale. Nous avons utilisé des outils fluorescents récemment développés pour étudier le recyclage des vésicules synaptiques glutamatergiques comme les colorants styryles et la pHluorin afin de pouvoir suivre la sécrétion des SLMVs à l'échelle de la cellule mais également à l'échelle des évènements. L'utilisation combinée de l'épifluorescence et de la fluorescence à onde évanescente nous a permis d'obtenir une résolution temporelle et spatiale sans précédent. Ainsi avons-nous confirmé que la sécrétion régulée des astrocytes était un processus très rapide (de l'ordre de quelques centaines de millisecondes). Nous avons découvert que cette sécrétion est contrôlée par des augmentations de calcium locales et rapides. Nous avons également décrit des compartiments cytosoliques délimités par le RE à proximité de la membrane plasmique et contenant les SLMVs. Cette organisation semble être à la base du couplage rapide entre l'activation des GPCRs et la sécrétion. L'existence de compartiments subcellulaires indépendants permettant de contenir les messagers intracellulaires et de limiter leur diffusion semble compenser de manière efficace la nonexcitabilité électrique des astrocytes. Par ailleurs, l'existence des différents pools de vésicules recrutés séquentiellement et fusionnant selon des modalités distinctes ainsi que l'existence de mécanismes permettant le renouvellement de ces pools lors de la stimulation suggèrent que les astrocytes peuvent faire face à une stimulation soutenue de leur sécrétion. Ces données suggèrent que la libération de gliotransmetteurs par exocytose régulée n'est pas seulement une propriété des astrocytes en culture mais bien le résultat d'une forte spécialisation de ces cellules pour la sécrétion. La rapidité de cette sécrétion donne aux astrocytes toutes les compétences pour pouvoir intervenir de manière active dans la transmission et l'intégration de l'information.ABSTRACTRecently, astrocytic synaptic like microvesicles (SLMVs), that express vesicular glutamate transporters (VGluTs) and are able to release glutamate by Ca2+-dependent regulated exocytosis, have been described both in tissue and in cultured astrocytes. Nevertheless, little is known about the specific properties of regulated secretion in astrocytes. Important differences may exist between astrocytic and neuronal exocytosis, starting from the fact that stimulus-secretion coupling in astrocytes is voltage independent, mediated by G-protein-coupled receptors and the release of Ca2+ from internal stores. Elucidating the spatiotemporal properties of astrocytic exo-endocytosis is, therefore, of primary importance for understanding the mode of communication of these cells and their role in brain signaling. We took advantage of fluorescent tools recently developed for studying recycling of glutamatergic vesicles at synapses like styryl dyes and pHluorin in order to follow exocytosis and endocytosis of SLMVs at the level of the entire cell or at the level of single event. We combined epifluorescence and total internal reflection fluorescence imaging to investigate, with unprecedented temporal and spatial resolution, the events underlying the stimulus-secretion in astrocytes. We confirmed that exo-endocytosis process in astrocytes proceeds with a time course on the millisecond time scale. We discovered that SLMVs exocytosis is controlled by local and fast Ca2+ elevations; indeed submicrometer cytosolic compartments delimited by endoplasmic reticulum (ER) tubuli reaching beneath the plasma membrane and containing SLMVs. Such complex organization seems to support the fast stimulus-secretion coupling reported here. Independent subcellular compartments formed by ER, SLMVs and plasma membrane containing intracellular messengers and limiting their diffusion seem to compensate efficiently the non-electrical excitability of astrocytes. Moreover, the existence of two pools of SLMVs which are sequentially recruited suggests a compensatory mechanisms allowing the refill of SLMVs and supporting exocytosis process over a wide range of multiple stimuli. These data suggest that regulated secretion is not only a feature of cultured astrocytes but results from a strong specialization of these cells. The rapidity of secretion demonstrates that astrocytes are able to actively participate in brain information transmission and processing.

Fast subplasma membrane Ca2+ transients control exo-endocytosis of synaptic-like microvesicles in astrocytes

Astrocytes are the most abundant glial cell type in the brain. Although not apposite for long-range rapid electrical communication, astrocytes share with neurons the capacity of chemical signaling via Ca(2+)-dependent transmitter exocytosis. Despite this recent finding, little is known about the specific properties of regulated secretion and vesicle recycling in astrocytes. Important differences may exist with the neuronal exocytosis, starting from the fact that stimulus-secretion coupling in astrocytes is voltage independent, mediated by G-protein-coupled receptors and the release of Ca(2+) from internal stores. Elucidating the spatiotemporal properties of astrocytic exo-endocytosis is, therefore, of primary importance for understanding the mode of communication of these cells and their role in brain signaling. We here take advantage of fluorescent tools recently developed for studying recycling of glutamatergic vesicles at synapses (Voglmaier et al., 2006; Balaji and Ryan, 2007); we combine epifluorescence and total internal reflection fluorescence imaging to investigate with unprecedented temporal and spatial resolution, the stimulus-secretion coupling underlying exo-endocytosis of glutamatergic synaptic-like microvesicles (SLMVs) in astrocytes. Our main findings indicate that (1) exo-endocytosis in astrocytes proceeds with a time course on the millisecond time scale (tau(exocytosis) = 0.24 +/- 0.017 s; tau(endocytosis) = 0.26 +/- 0.03 s) and (2) exocytosis is controlled by local Ca(2+) microdomains. We identified submicrometer cytosolic compartments delimited by endoplasmic reticulum tubuli reaching beneath the plasma membrane and containing SLMVs at which fast (time-to-peak, approximately 50 ms) Ca(2+) events occurred in precise spatial-temporal correlation with exocytic fusion events. Overall, the above characteristics of transmitter exocytosis from astrocytes support a role of this process in fast synaptic modulation.

Identification des gènes responsables des hyperplasies surrénaliennes macronodulaires bilatérales familiales avec récepteurs aberrants

La majorité des hyperplasies macronodulaires bilatérales des surrénales avec syndrome de Cushing ACTH-indépendant (AIMAH) est due à l’expression aberrante de divers récepteurs hormonaux au niveau du cortex surrénalien. Les gènes responsables des AIMAH familiales avec récepteurs aberrants n’ont pas été identifiés. Le but de ce projet est de les identifier. Une étude de liaison, visant à identifier la ou les régions du génome comprenant le ou les gènes pouvant être en cause dans les AIMAH familiales, a été réalisée en utilisant l’ADN des membres d’une famille (10 malades et 7 sains) originaire du Québec, atteinte d’AIMAH et syndrome de Cushing et caractérisée par l’expression des récepteurs β-adrénergique et V1-vasopressine. Diverses régions chromosomiques entre les personnes atteintes et non-atteintes de la famille ont été soulignées. Un total de 707453 SNPs a été obtenu, et après analyse statistique, 159 SNPs significatifs, pouvant être associés au phénotype, ont été mis en évidence entre les deux groupes. Il a été constaté que la majorité de ces SNPs se situaient sur les régions chromosomiques 1q32.1 et 16q12.2. Une étude du transcriptome a aussi été réalisée en utilisant l’ADN des tumeurs de deux patients de la famille, ainsi que l’ADN d'autres tumeurs surrénaliennes. Les analyses statistiques ont permis d’identifier 15 gènes susceptibles d’être reliés à la maladie (11 surexprimés et 4 sous-exprimés). En utilisant les données de ces deux études, nous avons ciblé six gènes du chromosome 1 (ATP2B4, PPP1R12B, SOX13, CACNA1S, ADORA1et PHLDA3), un du chromosome 16 (CHD9) et un du chromosome 13 (SPRY2), afin de rechercher la présence de mutations. Le séquençage n’a révélé aucun changement de nucléotide dans les gènes PPP1R12B et SOX13. Dans les gènes ATP2B4, CACNA1S, ADORA1et PHLDA3, le séquençage a révélé des changements de nucléotides n’entrainant soit pas de changement d’acide aminé soit un changement d’acide aminé jugé « non pertinent », du fait qu’il ne permettait pas de différencier les sujets sains des sujets atteints. Pour ce qui est de CHD9 et SPRY2, le séquençage a permis d’identifier des changements de nucléotides entrainant des changements d’acides aminés de façon plus fréquente chez les sujets atteints par rapport aux sujets sains. En conclusion, nos travaux nous ont donc permis d’identifier, par étude de liaison et par analyse du transcriptome, des gènes candidats qui pourraient être responsables de cette pathologie. Le séquençage de ces gènes candidats a révélé des mutations de CHD9 et SPRY2. Ces résultats s’avèrent prometteurs puisque ces deux gènes produisent des protéines impliquées dans le remodelage de la chromatine et dans la régulation de la signalisation des protéines kinases. Le phénotypage et le génotypage des patients atteints doivent être poursuivis pour vérification.

Rôle et implication du système cannabinoïde dans la modulation périphérique de la douleur inflammatoire et neuropathique

Les dérivés de l’opium (opioïdes) et du cannabis (cannabinoïdes) présentent de nombreuses propriétés intéressantes. Suite à l’identification de leurs récepteurs respectifs, diverses stratégies pharmacologiques ont tenté d’exploiter leurs propriétés analgésiques. Le clonage des récepteurs cannabinoïdes CB1 et CB2 a favorisé la découverte de composés endogènes pour ces récepteurs, les endocannabinoïdes, dont les deux plus étudiés sont l’anandamide et le 2-arachidonyl glycérol (2-AG). Cette découverte a également mené à l’identification d’enzymes qui catalysent l’inactivation de ces cannabinoïdes endogènes : une amidohydrolase des acides gras ou FAAH ainsi qu’une monoacylglycérol lipase ou MAGL. Le système cannabinoïde endogène est régulé à la hausse dans une variété de processus pathologiques, tels que les douleurs inflammatoire et neuropathique. Cette augmentation est habituellement interprétée comme une réaction physiologique visant à rétablir l’homéostasie et elle a notamment été observée en périphérie. Les endocannabinoïdes semblent donc agir de façon spécifique à des moments clés dans certains tissus ciblés afin de minimiser les conséquences reliées au déclenchement de ces douleurs. Cette observation est très intéressante d’un point de vue thérapeutique puisqu’elle suggère la possibilité de cibler les enzymes de dégradation des endocannabinoïdes dans le but d’augmenter leurs concentrations locales et d’ainsi prolonger leur action neuromodulatrice. En périphérie, l’activation des récepteurs cannabinoïdes induit des effets antinociceptifs bénéfiques tout en minimisant les effets indésirables souvent associés à leur activation centrale. Nous avons orienté nos travaux vers la modulation périphérique de ce système endogène à l’aide d’inhibiteurs des enzymes de dégradation des endocannabinoïdes afin d’évaluer leur potentiel thérapeutique et d’élucider les mécanismes d’action qui sous-tendent leurs effets dans des modèles animaux de douleurs inflammatoire et neuropathique. Nous avons démontré que cette approche permet de soulager les symptômes associés à ces deux types de douleurs, et ce via les récepteurs CB1 et CB2. Les systèmes cannabinoïde et opioïde présentent des similitudes, dont des localisations similaires le long des voies de la douleur, des mécanismes d’action relayés par des récepteurs couplés aux protéines G et des propriétés pharmacologiques communes telles que l’analgésie. Le système opioïde est impliqué dans les effets antinociceptifs induits par les cannabinoïdes. À l’inverse, le rôle joué par le système cannabinoïde dans ceux induits par la morphine demeure incertain. Nous avons démontré que les effets antinociceptifs périphériques et spinaux produits par la morphine sont diminués chez les souris génétiquement modifiées chez lesquelles l’expression des récepteurs CB1 ou CB2 a été éliminée, laissant supposer un rôle pour ces récepteurs dans les effets de la morphine. Nous avons de plus démontré que la diminution de l'analgésie produite par la morphine dans ces souris n'est pas causée par un dysfonctionnement des récepteurs opioïdes mu (MOP) ni par une régulation à la baisse de ces récepteurs. Nos résultats confirment l'existence d'interactions fonctionnelles entre les systèmes cannabinoïde et opioïde au niveau périphérique et spinal. Ces observations sont prometteuses d’un point de vue thérapeutique puisqu’une modulation périphérique ciblée des niveaux d’endocannabinoïdes et d’opioïdes endogènes permettrait de produire des effets analgésiques bénéfiques potentiellement synergiques tout en minimisant les effets indésirables associés à l’activation centrale de ces systèmes.

Modulation of interleukin signalling and gene expression in cardiac myocytes by endothelin-1

The related inflammatory cytokines, interleukin- (IL-) 1β and IL-33, are both implicated in the response of the heart to injury. They also activate mitogen-activated protein kinases (MAPKs) in cardiac myocytes. The hypertrophic Gq protein-coupled receptor agonist endothelin-1 is a potentially cardioprotective peptide and may modulate the inflammatory response. Endothelin-1 also stimulates (MAPKs) in cardiac myocytes and promotes rapid changes in expression of mRNAs encoding intercellular and intracellular signalling components including receptors for IL-33 (ST2) and phosphoprotein phosphatases. Prior exposure to endothelin-1 may specifically modulate the response to IL-33 and, more globally, influence MAPK activation by different stimuli. Neonatal rat ventricular myocytes were exposed to IL-1β or IL-33 with or without pre-exposure to endothelin-1 (5 h) and MAPK activation assessed. IL-33 activated ERK1/2, JNKs and p38-MAPK, but to a lesser degree than IL-1β. Endothelin-1 increased expression of soluble IL-33 receptors (sST2 receptors) which may prevent binding of IL-33 to the cell-surface receptors. However, pretreatment with endothelin-1 only inhibited activation of p38-MAPK by IL-33 with no significant influence on ERK1/2 and a small increase in activation of JNKs. Inhibition of p38-MAPK signalling following pretreatment with endothelin-1 was also detected with IL-1β, H2O2 or tumour necrosis factor α (TNFα) indicating an effect intrinsic to the signalling pathway. Endothelin-1 pretreatment suppressed the increase in expression of IL-6 mRNA induced by IL-1β and decreased the duration of expression of TNFα mRNA. Coupled with the general decrease in p38-MAPK signalling, we conclude that endothelin-1 attenuates the cardiac myocyte inflammatory response, potentially to confer cardioprotection.

Protease-activated receptors: mechanisms by which proteases sensitize TRPV channels to induce neurogenic inflammation and pain

Proteolytic enzymes comprise approximately 2 percent of the human genome [1]. Given their abundance, it is not surprising that proteases have diverse biological functions, ranging from the degradation of proteins in lysosomes to the control of physiological processes such as the coagulation cascade. However, a subset of serine proteases (possessing serine residues within their catalytic sites), which may be soluble in the extracellular fluid or tethered to the plasma membrane, are signaling molecules that can specifically regulate cells by cleaving protease-activated receptors (PARs), a family of four G-protein-coupled receptors (GPCRs). These serine proteases include members of the coagulation cascade (e.g., thrombin, factor VIIa, and factor Xa), proteases from inflammatory cells (e.g., mast cell tryptase, neutrophil cathepsin G), and proteases from epithelial tissues and neurons (e.g., trypsins). They are often generated or released during injury and inflammation, and they cleave PARs on multiple cell types, including platelets, endothelial and epithelial cells, myocytes, fibroblasts, and cells of the nervous system. Activated PARs regulate many essential physiological processes, such as hemostasis, inflammation, pain, and healing. These proteases and their receptors have been implicated in human disease and are potentially important targets for therapy. Proteases and PARs participate in regulating most organ systems and are the subject of several comprehensive reviews [2, 3]. Within the central and peripheral nervous systems, proteases and PARs can control neuronal and astrocyte survival, proliferation and morphology, release of neurotransmitters, and the function and activity of ion channels, topics that have also been comprehensively reviewed [4, 5]. This chapter specifically concerns the ability of PARs to regulate TRPV channels of sensory neurons and thereby affect neurogenic inflammation and pain transmission [6, 7].

Protease-activated receptors: protease signaling in the gastrointestinal tract

Serine proteases from the circulation, inflammatory cells, digestive glands and microorganisms can signal to cells by cleaving protease-activated receptors (PARs), a family of four G-protein-coupled receptors. Proteases cleave PARs at specific sites to expose tethered ligand domains that bind to and activate the cleaved receptors. Despite this irreversible mechanism of activation, PAR signaling is tightly regulated to prevent the uncontrolled stimulation of cells. Although PARs are found in all organ systems, protease signaling is of particular interest in the gastrointestinal tract, where proteases regulate neurotransmission, secretion, motility, epithelial permeability and intestinal inflammation, and can thus contribute to disease.

Biological significance of short-chain fatty acid metabolism by the intestinal microbiome

Purpose of review Evidence suggests that short-chain fatty acids (SCFAs) derived from microbial metabolism in the gut play a central role in host homeostasis. The present review describes the current understanding and physiological implications of SCFAs derived from microbial metabolism of nondigestible carbohydrates. Recent findings Recent studies indicate a role for SCFAs, in particular propionate and butyrate, in the metabolic and inflammatory disorders such as obesity, diabetes and inflammatory bowel diseases, through the activation of specific G-protein-coupled receptors and modification of transcription factors. Established prebiotics, such as fructooligosaccharides and galactooligosaccharides, which support the growth of Bifidobacteria, mainly mediate acetate production. Thus, recent identification of prebiotics which are able to stimulate the production of propionate and butyrate by benign saccharolytic populations in the colon is of interest. Summary Manipulation of saccharolytic fermentation by prebiotic substrates is beginning to provide information on structure–function relationships relating to the production of SCFAs, which have multiple roles in host homeostasis.

Signaling through the extracellular signal-regulated kinase 1/2 cascade in cardiac myocytes.

The extracellular signal-regulated kinases 1/2 (ERK1/2) are particularly implicated in the growth response of cardiac myocytes. In these cells, the ERK1/2 pathway is potently activated by Gq protein-coupled receptor agonists (such as endothelin-1 or alpha-adrenergic agonists), which activate protein kinase C isoforms. Here, we review the mechanisms associated with the activation of the ERK1/2 pathway by these agonists with particular emphasis on signal integration into the pathway. Signaling to the nucleus and the regulation of transcription factor activity associated with ERK1/2 activation in cardiac myocytes are also discussed.

Ras: the stress and the strain

The last 10–15 years have seen an expansion in the understanding of the intracellular signalling pathways activated in cardiac myocytes in response to hypertrophic or lethal stimuli. The mitogen-activated protein kinases (MAPKs) were identified as potential key mediators of cardiac myocyte responses in the early to mid-1990's, with the extracellular signal-regulated kinases 1/2 (ERK1/2) being potently activated by heterotrimeric Gq protein-coupled receptor (GqPCR) agonists, and the c-Jun N-terminal kinases (JNKs) and p38-MAPKs being potently activated by cell stresses.

Melatonin inhibits LPS-induced NO production in rat endothelial cells

Endothelial cells produce NO by activation of constitutive nitric oxide synthase (NOS) and transcription of inducible NOS (iNOS). We have previously shown that melatonin, in the nanomolar range, inhibits activation of constitutive NOS, and in the present paper, we evaluated whether it could interfere with the expression of iNOS, which is activated by lipopolysaccharide (LPS), a major component of gram-negative bacteria cell walls. Primary cultures of rat endothelial cells were loaded with fluorescent probe for NO detection. Nuclear factor kappa B (NF-kappa B) translocation in endothelial cells elicited by LPS was measured by electromobility shift assay, and the vasodilation of aortic rings was accessed by recording isometric contraction. Melatonin in a micromolar but not in a nanomolar range inhibits the NO production induced by LPS. This effect is not dependent on the activation of G protein-coupled melatonin receptors. The nuclear NF-kappa B translocation is a process necessary for iNOS transcription, and melatonin also inhibits its translocation. LPS induced vasodilation only in endothelium-intact aortic rings, and melatonin (10 mu m) inhibits the vasodilation. Here, we show that concentrations compatible with nocturnal melatonin surge (nm) did not interfere with the activity of iNOS. Considering that micromolar melatonin concentrations could be locally achieved through production by activated immune competent cells, extra-pineal melatonin could have a protective effect against tissue injury. We propose that melatonin blocked the LPS-induced vasodilation by inhibiting the NF-kappa B pathway. Finally, we propose that the effect of melatonin on vascular reactivity is one of the mechanisms that underlies the protective effect of this indolamine against LPS.

Pyk2 mediates increased adrenergic contractile responses in arteries from DOCA-salt mice - Vasoactive Peptide Symposium

The calcium-dependent proline-rich tyrosine kinase (Pyk2), a nonreceptor protein activated by tyrosine phosphorylation, links G protein-coupled receptors to vascular responses. We tested the hypothesis that enhanced vascular reactivity in deoxycorticosterone acetate (DOCA)-salt hypertensive mice is due to increased activation of Pyk2. Aorta and small mesenteric arteries from DOCA-salt and uninephrectomized (UNI) male C57B1/6 mice were used. Systolic blood pressure (mm Hg) was higher in DOCA (126 +/- 3) vs. UNI (100 +/- 4) mice. Vascular responses to phenylephrine (1 nM to 100 mu M) were greater both in aorta and small mesenteric arteries from DOCA-salt than UNI, but treatment with Tyrphostin A-9 (0.1 mu M, Pyk2 inhibitor) abolished the difference among the groups. Pyk2 levels, as well as phospho-Pyk2(Tyr402), paxillin, and phospho-paxillin(Tyr118) were increased in DOCA-salt aorta. Incubation of vessels with Tyrphostin A-9 restored phosphorylation of Pyk2 and paxillin. Increased activation of Pyk2 contributes to increased vascular contractile responses in DOCA-salt mice. J Am Soc Hypertens 2008;2(6): 431-438. (C) 2008 American Society of Hypertension. All rights reserved.