Enhanced inhibition of murine prostatic carcinoma growth by immunization with or administration of viable human umbilical vein endothelial cells and CRM197

Vaccination with xenogeneic and syngeneic endothelial cells is effective for inhibiting tumor growth. Nontoxic diphtheria toxin (CRM197), as an immunogen or as a specific inhibitor of heparin-binding EGF-like growth factor, has shown promising antitumor activity. Therefore, immunization with or administration of viable human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) combined with CRM197 could have an enhanced antitumor effect. Six-week-old C57BL/6J male mice were vaccinated with viable HUVECs, 1 x 10(6) viable HUVECs combined with 100 μg CRM197, or 100 μg CRM197 alone by ip injections once a week for 4 consecutive weeks. RM-1 cells (5 x 10(5)) were inoculated by sc injection as a preventive procedure. During the therapeutic procedure, 6-week-old male C57BL/6J mice were challenged with 1 x 10(5) RM-1 cells, then injected sc with 1 x 10(6) viable HUVECs, 1 x 10(6) viable HUVECs + 100 μg CRM197, and 100 μg CRM197 alone twice a week for 4 consecutive weeks. Tumor volume and life span were monitored. We also investigated the effects of immunization with HUVECs on the aortic arch wall and on wound healing. Vaccination with or administration of viable HUVECs+CRM197 enhanced the inhibition of RM-1 prostatic carcinoma by 24 and 29%, respectively, and prolonged the life span for 3 and 4 days, respectively, compared with those of only vaccination or administration with viable HUVECs of tumor-bearing C57BL/6J mice. Furthermore, HUVEC immunization caused some damage to the aortic arch wall but did not have remarkable effects on the rate of wound healing; the wounds healed in approximately 13 days. Treatment with CRM197 in combination with viable HUVECs resulted in a marked enhancement of the antitumor effect in the preventive or therapeutic treatment for prostatic carcinoma in vivo, suggesting a novel combination for anti-cancer therapy.

Normal skin and hypertrophic scar fibroblasts differentially regulate collagen and fibronectin expression as well as mitochondrial membrane potential in response to basic fibroblast growth factor

Basic fibroblast growth factor (bFGF) regulates skin wound healing; however, the underlying mechanism remains to be defined. In the present study, we determined the effects of bFGF on the regulation of cell growth as well as collagen and fibronectin expression in fibroblasts from normal human skin and from hypertrophic scars. We then explored the involvement of mitochondria in mediating bFGF-inducedeffects on the fibroblasts. We isolated and cultivated normal and hypertrophic scar fibroblasts from tissue biopsies of patients who underwent plastic surgery for repairing hypertrophic scars. The fibroblasts were then treated with different concentrations of bFGF (ranging from 0.1 to 1000 ng/mL). The growth of hypertrophic scar fibroblasts became slower with selective inhibition of type I collagen production after exposure to bFGF. However, type III collagen expression was affected in both normal and hypertrophic scar fibroblasts. Moreover, fibronectin expression in the normal fibroblasts was up-regulated after bFGF treatment. bFGF (1000 ng/mL) also induced mitochondrial depolarization in hypertrophic scar fibroblasts (P < 0.01). The cellular ATP level decreased in hypertrophic scar fibroblasts (P < 0.05), while it increased in the normal fibroblasts following treatment with bFGF (P < 0.01). These data suggest that bFGF has differential effects and mechanisms on fibroblasts of the normal skin and hypertrophic scars, indicating that bFGF may play a role in the early phase of skin wound healing and post-burn scar formation.

Effect of hepatocyte growth factor and angiotensin II on rat cardiomyocyte hypertrophy

Angiotensin II (Ang II) plays an important role in cardiomyocyte hypertrophy. The combined effect of hepatocyte growth factor (HGF) and Ang II on cardiomyocytes is unknown. The present study was designed to determine the effect of HGF on cardiomyocyte hypertrophy and to explore the combined effect of HGF and Ang II on cardiomyocyte hypertrophy. Primary cardiomyocytes were isolated from neonatal rat hearts and cultured in vitro. Cells were treated with Ang II (1 µM) alone, HGF (10 ng/mL) alone, and Ang II (1 µM) plus HGF (10 ng/mL) for 24, 48, and 72 h. The amount of [³H]-leucine incorporation was then measured to evaluate protein synthesis. The mRNA levels of β-myosin heavy chain and atrial natriuretic factor were determined by real-time PCR to evaluate the presence of fetal phenotypes of gene expression. The cell size of cardiomyocytes was also studied. Ang II (1 µM) increased cardiomyocyte hypertrophy. Similar to Ang II, treatment with 1 µM HGF promoted cardiomyocyte hypertrophy. Moreover, the combination of 1 µM Ang II and 10 ng/mL HGF clearly induced a combined pro-hypertrophy effect on cardiomyocytes. The present study demonstrates for the first time a novel, combined effect of HGF and Ang II in promoting cardiomyocyte hypertrophy.

Putative role of ischemic postconditioning in a rat model of limb ischemia and reperfusion: involvement of hypoxia-inducible factor-1α expression

Hypoxia-inducible factor-1α (HIF-1α) is one of the most potent angiogenic growth factors. It improves angiogenesis and tissue perfusion in ischemic skeletal muscle. In the present study, we tested the hypothesis that ischemic postconditioning is effective for salvaging ischemic skeletal muscle resulting from limb ischemia-reperfusion injury, and that the mechanism involves expression of HIF-1α. Wistar rats were randomly divided into three groups (n=36 each): sham-operated (group S), hindlimb ischemia-reperfusion (group IR), and ischemic postconditioning (group IPO). Each group was divided into subgroups (n=6) according to reperfusion time: immediate (0 h, T0), 1 h (T1), 3 h (T3), 6 h (T6), 12 h (T12), and 24 h (T24). In the IPO group, three cycles of 30-s reperfusion and 30-s femoral aortic reocclusion were carried out before reperfusion. At all reperfusion times (T0-T24), serum creatine kinase (CK) and lactate dehydrogenase (LDH) activities, as well as interleukin (IL)-6, IL-10, and tumor necrosis factor-α (TNF-α) concentrations, were measured in rats after they were killed. Histological and immunohistochemical methods were used to assess the skeletal muscle damage and HIF-1α expression in skeletal muscle ischemia. In groups IR and IPO, serum LDH and CK activities and TNF-α, IL-6, and IL-10 concentrations were all significantly increased compared to group S, and HIF-1α expression was up-regulated (P<0.05 or P<0.01). In group IPO, serum LDH and CK activities and TNF-α and IL-6 concentrations were significantly decreased, IL-10 concentration was increased, HlF-1α expression was down-regulated (P<0.05 or P<0.01), and the pathological changes were reduced compared to group IR. The present study suggests that ischemic postconditioning can reduce skeletal muscle damage caused by limb ischemia-reperfusion and that its mechanisms may be related to the involvement of HlF-1α in the limb ischemia-reperfusion injury-triggered inflammatory response.

The isolation, partial purification and preliminary characterization of a growth factor from chick embryo brains

Chicl( brain growth factor (CBGF) is a mitogen isolated from embryonic chick brains thought to have a potential role as a trophic factor involved in nerve dependent amphibian limb regeneration. In addition, CBGF stimulates 3H-thymidine incorporation in chick embryo brain astrocytes in vitro. In this study, cultured chick embryo brain non-neuronal cells were employed in a bioassay to monitor CBGF activity throughout various stages of its pllrification. Cell culture and assay conditions were optimized. Nonneuronal cells grew best on collagen-coated culture dishes in complete medium, were most responsive to a growth stimulus [10% fetal bovine serum (FBS)] at the second and third subcultures, and were healthiest when rendered "quiescent" in medium supplemented with 1% FBS. The most effective bioassay conditions consisted of a minimum 14.5 hour "quiescence" time (24 hours was used), a 6 hour "prestimulation" time, and a 24 hour 3H-thymidine labeling time. Four-day subconfluent primary non-neuronal cells consisted of 6.63% GFAP positive cells; as a result cultures were thought to be mainly composed of astroblasts. CBGF was purified from 18-day chick embryo brains by ultrafiltration through Amicon PM-30 and YM-2 membranes, size exclusion chromatography through a Biogel P6 column, and analytical reverse-phase high-performance liquid chromatography (rp-HPLC). The greatest activity resided in rp-HPLC fraction #7 (10 ng/ml) which was as effective as 10% FBS at stimulating 3H-thymidine incorporation in chick embryo brain nonneuronal cells. Although other researchers report the isolation of a mitogenic fraction consisting of 5'-GMP from the embryonic chick brain, UV absorbance spectra, rp-HPLC elution profiles, and fast atom bombardment (FAB) mass spectra indicated that CBGF is neither 5'-GMP nor 51-AMP. 2 Moreover, commercially available 5t-GMP was inhibitory to 3H-thymidine incorporation in the chick non-neuronal cells, while Sf-AMP had no effect. Upon treatment with pronase, the biological activity of fraction P6-3 increased; this increase was nearly 30% greater than what would be expected from a simple additive effect of any mitogenic activity of pronase alone together with P6-3 alone. This may suggest the presence of an inhibitor protein. The bioactive component may be a protein protected by a nucleoside/nucleotide or simply a nucleoside/nucleotide acting alone. While the FAB mass spectrum of rp-HPLC fraction #7 did not reveal molecular weight or sequence information, the ion of highest molecular weight was observed at m/z 1610; this is consistent with previous estimations of CBGF's size. 3

Les cellules stromales multipotentes accélèrent la guérison de plaies cutanées chez les souris irradiées via la sécrétion de la chimiokine SDF-1α

Le traitement du cancer à l’aide d’une exposition aux radiations ionisantes (RI) peut mener au développement de plusieurs effets secondaires importants, dont un retard de réparation et de régénération des tissus. Les mécanismes responsables de ces effets demeurent largement inconnus encore aujourd’hui, ce qui a pour effet de limiter le développement d’approches thérapeutiques. À l’aide d’un modèle de guérison de plaie cutanée chez la souris, nous avons cherché à déterminer les mécanismes par lesquels l’exposition aux RI limite la régénération de la peau. Nos résultats démontrent que l’induction de la "stromal-derived growth factor 1α" (SDF-1α), une cytokine normalement surexprimée dans les tissus hypoxiques, est sévèrement diminuée dans les plaies de souris irradiées versus non-irradiées. Ce défaut corrèle avec un retard de guérison des plaies et est encore évident plusieurs mois suivant l’exposition aux RI, suggérant qu’il y a une altération permanente de la capacité de la peau à se réparer. Parce que SDF-1α est secrété principalement par les fibroblastes du derme, nous avons évalué le potentiel des cellules stromales multipotentes (MSCs), qui sont reconnues pour secréter des niveaux élevés de SDF-1α, à accélérer la régénération de la peau chez les souris irradiées. L’injection de MSCs en périphéries des plaies a mené à une accélération remarquable de la guérison de la peau chez les souris exposées aux RI. Les actions des MSCs étaient principalement paracrines, dû au fait que les cellules n’ont pas migré à l’extérieur de leur site d’injection et ne se sont pas différentiées en kératinocytes. L’inhibition spécifique de l’expression de SDF-1α a mené à une réduction drastique de l’efficacité des MSCs à accélérer la fermeture de plaie indiquant que la sécrétion de SDF-1α par les MSCs est largement responsable de leur effet bénéfique. Nous avons découvert aussi qu’un des mécanismes par lequel SDF-1α accélère la guérison de plaie implique l’augmentation de la vascularisation au niveau de la peau blessée. Les résultats présentés dans ce mémoire démontrent collectivement que SDF-1α est une importante cytokine dérégulée au niveau des plaies cutanées irradiées, et que le déclin du potentiel de régénération des tissus qui est observé suivant une exposition au RI peut être renversé, s’il est possible de restaurer le microenvironnement de la blessure avec un support stromal adéquat.

Endothelin-1 and H2O2-induced signaling in vascular smooth muscle cells : modulation by CaMKII and Nitric oxide

L’endothéline-1 (ET-1) est un peptide vasoactif extrêmement puissant qui possède une forte activité mitogénique dans les cellules du muscle lisse vasculaire (VSMCs). Il a été démontré que l’ET-1 est impliquée dans plusieurs maladies cardio-vasculaires, comme l’athérosclérose, l'hypertension, la resténose après l'angioplastie, l’insuffisance cardiaque et l'arythmie. L’ET-1 exerce ses effets via plusieurs voies de signalisation qui incluent le Ca2+, les protéines kinases activées par les mitogènes (MAPKs) y compris les kinases régulées par les signaux extracellulaires (ERK1/2) et la voie de la phosphatidylinositol 3-kinase (PI-3K)/protein kinase B (PKB). Plusieurs études ont démontré que les dérivés réactifs de l'oxygène (ROS) peuvent jouer un rôle important dans la signalisation d’ERK1/2 et de PKB induite par plusieurs facteurs de croissance et hormones. Nous avons précédemment montré que l'ET-1 produit des ROS qui agissent comme médiateur de la signalisation cellulaire induite par l’ET-1. Le peroxyde d’hydrogène (H2O2), une molécule qui appartient à la famille des ROS, peut activer les voies de la MAPK et de la PKB dans les VSMCs. Par ailleurs, nos résultats suggèrent également que le Ca2+ et la calmoduline (CaM) sont essentiels pour la phosphorylation d’ERK1/2, de p38 et de PKB induite par le H2O2 dans les VSMCs. La Ca2+/CaM-dependent protein kinases II (CaMKII) est une sérine/thréonine protéine kinase multifonctionnelle activée par le Ca2+/CaM. Il a été montré que la CaMKII est impliquée dans les voies de signalisation induite par le H2O2 dans les cellules endothéliales. Cependant, le rôle de la CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de la proline-rich tyrosine kinase 2 (Pyk2) induite par l’ET-1 et le H2O2, de même que son rôle dans l’effet hypertrophique et prolifératif de l’ET-1 dans les VSMCs demeure inexploré. Le monoxyde d’azote (NO) est une molécule vasoactive impliquée dans la régulation de plusieurs réponses hormonales. Le NO peut moduler la signalisation contrôlant la croissance cellulaire induite par plusieurs agonistes d’où son rôle protecteur dans le système vasculaire. Des études ont montré que le NO peut inhiber la voie de Ras/Raf/ERK1/2 et la voie de PKB induite par le facteur de croissance endothélial (EGF) et l’angiotensine II (Ang II). Beaucoup d’autres travaux ont mis en évidence un cross-talk entre les voies de signalisation activées par l’ET-1 et le NO. La capacité du NO à inhiber la signalisation intracellulaire induite par l’ET-1 dans les VSMCs demeure inconnue. Le travail présenté dans cette thèse vise à déterminer le rôle du système Ca2+-CaM-CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1 et le H2O2 ainsi que son rôle dans la croissance et la prolifération cellulaire induites par l’ET-1 dans les VSMCs. Nous avons également testé le rôle du NO dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 ainsi que la synthèse protéique induite par l’ET-1. Dans la première partie de notre étude, nous avons examiné le rôle de la CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2 et de PKB induite par l’ET-1 dans les VSMCs en utilisant trois approches différentes i.e. l'usage d'inhibiteurs pharmacologiques, un peptide auto-inhibiteur de la CaMKII (CaMKII AIP) et la technique de siRNA. Nous avons démontré que la CaMKII est impliquée dans la phosphorylation d’ERK1/2 et de PKB induite par l’ET-1 dans les VSMCs. Des études précédentes ont montré à l’aide d’inhibiteurs pharmacologiques comme le KN-93 que l'Ang II et les agents induisant une augmentation de la concentration en Ca2+ intracellulaire comme l’ionomycine, provoquent la phosphorylation d’ERK1/2 via la CaM dans les VSMCs. Cependant, en utilisant différentes approches, nos études ont montré pour la première fois une implication de la CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2 et de PKB induite par l’ET-1 dans les VSMCs. Nous avons également rapporté pour la première fois, un rôle crucial de la CaMKII dans la pathophysiologie vasculaire associée à l’ET-1 puisque l’activation de la CaMKII joue un rôle important dans l’hypertrophie et la croissance cellulaire. Dans la deuxième partie, à la lumière des études précédentes qui montraient que les ROS agissent comme médiateurs de la signalisation induite par l’ET-1 dans les VSMCs, nous avons examiné si la CaMKII est également impliquée dans l’activation des voies d’ERK1/2 et de PKB induite par le H2O2. En utilisant des approches pharmacologiques et moléculaires, nous avons montré, comme pour l’ET-1, que la CaMKII joue un rôle critique en amont de la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par le H2O2. Nous avons précédemment montré que la transactivation du récepteur de type I de l’insulin-like growth factor (IGF-1R) est nécessaire à l’activation de PKB induite par le H2O2. Pour cette raison, nous avons examiné l'effet de l'inhibition de la CaMKII par l’inhibiteur pharmacologique ou par le knock-down de la CaMKII sur la phosphorylation d’IGF-1R induite par le H2O2. Les résultats démontrent que la CaMKII joue un rôle critique en amont de la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et d’IGF-1R induite par le H2O2. Dans la troisième partie de notre étude, nous avons également examiné le mécanisme moléculaire par lequel le NO exerce ses effets anti-mitogéniques et anti-hypertrophiques dans la signalisation induite par l’ET-1. En testant l'effet de deux différents donneurs de NO (S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP), sodium nitroprusside (SNP)) et un inhibiteur de NO synthase, le N (G)-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME) dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1, nous avons observé que le NO a un effet inhibiteur sur la signalisation induite par l’ET-1 dans les VSMCs. Par ailleurs, le 8-Br-GMPc, un analogue du GMPc, a un effet similaire à celui des deux donneurs du NO, tandis que l’oxadiazole quinoxaline (ODQ), un inhibiteur de la guanylate cyclase soluble, inverse l'effet inhibiteur du NO. Nous concluons que le NO diminue la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1 d’une manière dépendante du GMPc. Le NO inhibe aussi les effets hypertrophiques de l’ET-1 puisque le traitement avec le SNAP diminue la synthèse des protéines induite par l’ET-1. En résumé, les études présentées dans cette thèse démontrent que l’ET-1 et le H2O2 sont des activateurs de la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 dans les VSMCs et que la CaMKII s’avère nécessaire pour ce processus, en agissant en amont de l’activation de IGF-1R induite par le H2O2 dans les VSMCs. Elles montrent également que le NO inhibe la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1. Enfin, nos travaux suggèrent aussi que l’activation de la CaMKII stimule la synthèse des protéines et de l’ADN induites par l’ET-1 alors que le NO inhibe la synthèse des protéines induite par ET-1. Mots clés: Endothéline ; Peroxyde d'hydrogène ; CaMKII ; Monoxyde d’azote ; Système vasculaire ; PKB; ERK1/2; IGF-1R; Hypertrophie.

Growth factor activation of ErbB2/ErbB3 signaling pathways regulate the activity of Estrogen Receptors (ER)

La signalisation par l’estrogène a longtemps été considérée comme jouant un rôle critique dans le développement et la progression des cancers hormono-dépendants tel que le cancer du sein. Deux tiers des cancers du sein expriment le récepteur des estrogènes (ER) qui constitue un élément indiscutable dans cette pathologie. L’acquisition d’une résistance endocrinienne est cependant un obstacle majeur au traitement de cette forme de cancer. L’émergence de cancers hormono-indépendants peut est produite par l’activation de ER en absence d’estrogène, l’hypersensibilité du récepteur aux faibles concentrations plasmique d’estrogène ainsi que l’activation de ER par des modulateurs sélectifs. L’activité du ER est fortement influencée par l’environnement cellulaire tel que l’activation de voie de signalisation des facteurs de croissances, la disponibilité de protéines co-régulatrices et des séquences promotrices ciblées. Présentement, les études ont principalement considérées le rôle de ERα, cependant avec la découverte de ERβ, notre compréhension de la diversité des mécanismes potentiels impliquant des réponses ER-dépendantes s’est améliorée. L’activation des voies des kinases par les facteurs de croissance entraîne le développement d’un phénotype tumoral résistant aux traitements actuels. Nos connaissances des voies impliquées dans l’activation de ER sont restreintes. ERα est considéré comme le sous-type dominant et corrèle avec la plupart des facteurs de pronostic dans le cancer du sein. Le rôle de ERβ reste imprécis. Les résultats présentés dans cette thèse ont pour objectif de mieux comprendre l’implication de ERβ dans la prolifération cellulaire par l’étude du comportement de ERβ et ERα suite à l’activation des voies de signalisation par les facteurs de croissance. Nous démontrons que l’activation des récepteurs de surfaces de la famille ErbB, spécifiquement ErbB2/ErbB3, inhibe l’activité transcriptionnelle de ERβ, malgré la présence du coactivateur CBP, tout en activant ERα. De plus, l’inhibition de ERβ est attribuée à un résidu sérine (Ser-255) situé dans la région charnière, absente dans ERα. Des études supplémentaires de ErbB2/ErbB3 ont révélé qu’ils activent la voie PI3K/Akt ciblant à son tour la Ser-255. En effet, cette phosphorylation de ERβ par PI3K/Akt induit une augmentation de l’ubiquitination du récepteur qui promeut sa dégradation par le système ubiquitine-protéasome. Cette dégradation est spécifique pour ERβ. De façon intéressante, la dégradation par le protéasome requiert la présence du coactivateur CBP normalement requis pour l’activité transcriptionnelle des récepteurs nucléaires. Malgré le fait que l’activation de la voie PI3K/Akt corrèle avec une diminution de l’expression des gènes sous le contrôle de ERβ, on observe une augmentation de la prolifération des cellules cancéreuses. L’inhibition de la dégradation de ERβ réduit cette prolifération excessive causée par le traitement avec Hrgβ1, un ligand de ErbB3. Un nombre croissant d’évidences indique que les voies de signalisations des facteurs de croissance peuvent sélectivement réguler l’activité transcriptionnelle de sous-types de ER. De plus, le ratio ERα/ERβ dans les cancers du sein devient un outil de diagnostique populaire afin de déterminer la sévérité d’une tumeur. En conclusion, la caractérisation moléculaire du couplage entre la signalisation des facteurs de croissance et la fonction des ERs permettra le développement de nouveaux traitements afin de limiter l’apparition de cellules tumorales résistantes aux thérapies endocriniennes actuelles.

Hydrogen peroxide enhances the expression and function of Giα proteins in aortic vascular smooth muscle cells from Sprague-Dawley rats : role of growth factor receptors transactivation

Nous avons récemment démontré que les espèces réactives oxygénées induisent une augmentation de l’expression des protéines Giα dans les cellules du muscle lisse vasculaire (CMLV) provenant d’aortes de rats spontanément hypertendus (SHR, de l’anglais spontaneously hypertensive rats). La présente étude a pour but d’étudier les effets du peroxyde d’hydrogène (H2O2), un oxydant qui induit le stress oxydatif, sur l’expression de Giα et sur l’activité de l’adénylate cyclase, et d’explorer les voies de signalisation sous-jacentes responsables de cette réponse. Nos résultats montrent que H2O2 induit une augmentation de l’expression des protéines Giα-2 et Giα-3 de manière dose- et temps-dépendante avec une augmentation maximale de 40-50% à 100 µM après 1 heure, sans affecter l’expression de Gsα. L’expression des protéines Giα a été maintenue au niveau normal en presence de AG 1478, AG1295, PD98059 et la wortmannine, des inhibiteurs d’EGF-R (de l’anglais epidermal growth factor receptor), PDGFR-β (de l’anglais platelet-derived growth factor receptor β), de la voie de signalisation ras-ERK1/2 (de l’anglais extracellular regulated kinase1/2), et de la voie de la PI3Kinase-AKT (de l’anglais phosphatidyl inositol-3 kinase), respectivement. En outre, le traitement des CMLV avec H2O2 a induit une augmentation du degré de phosphorylation d’EGF-R, PDGF-R, ERK1/2 et AKT; et cette expression a été maintenue au niveau témoin par leurs inhibiteurs respectifs. Les inhibiteurs d’EGF-R et PDGF-R ont aussi induit une diminution du degré de phosphorylation de ERK1/2, et AKT/PKB. En outre, la transfection des cellules avec le siRNA (de l’anglais, small interfering ribonucleic acid) de EGF-R et PDGFR-β a atténué la surexpression des protéines Giα-2 et Giα-3 induite par le traitement au H2O2. La surexpression des protéines Giα induite par H2O2 a été corrélée avec une augmentation de la fonction de la protéine Giα. L’inhibition de l’activité de l’adénylate cyclase par de faibles concentrations de GTPγS après stimulation par la forskoline a augmenté de 20% dans les cellules traitées au H2O2. En outre, le traitement des CMLV au H2O2 a aussi accru l’inhibition de l’activité de l’adénylate cyclase par les hormones inhibitrices telles que l’angiotensine II, oxotrémorine et C-ANP4-23. D’autre part, la stimulation de l’adénylate cyclase induite par GTPγS, glucagon, isoprotérénol, forskoline, et le fluorure de sodium (NaF) a été atténuée de façon significative dans les cellules traitées au H2O2. Ces résultats suggèrent que H2O2 induit la surexpression des protéines Giα-2 and Giα-3 via la transactivation des récepteurs des facteurs de croissance EGF-R, PDGFR-β et l’activation des voies de signalisation ras-ERK1/2 et PI3K-AKT Mot-cles: Protéines Giα, peroxyde d’hydrogène, stress oxydant, récepteurs des facteurs de croissance, MAP kinases, adénylate cyclase, hypertension

S6K1 is acetylated at lysine 516 in response to growth factor stimulation

The 70kDa ribosomal protein S6 kinase 1 (S6K1) plays important roles in the regulation of protein synthesis, cell growth and metabolism. S6K1 is activated by the phosphorylation of multiple serine and threonine residues in response to stimulation by a variety of growth factors and cytokines. In addition to phosphorylation, we have recently shown that S6K1 is also targeted by lysine acetylation. Here, using tandem mass spectrometry we have mapped acetylation of S6K1 to lysine 516, a site close to the C-terminus of the kinase that is highly conserved amongst vertebrate S6K1 orthologues. Using acetyl-specific K516 antibodies, we show that acetylation of endogenous S6K1 at this site is potently induced upon growth factor stimulation. Although S6K1 acetylation and phosphorylation are both induced by growth factor stimulation, these events appear to be functionally independent. Indeed, experiments using inhibitors of S6K1 activation and exposure of cells to various stresses indicate that S6K1 acetylation can occur in the absence of phosphorylation and vice versa. We propose that K516 acetylation may serve to modulate important kinase-independent functions of S6K1 in response to growth factor signalling.

Epidermal growth factor-stimulated extravillous cytotrophoblast motility is mediated by the activation of PI3-K, Akt and both p38 and p42/44 mitogen-activated protein kinases

BACKGROUND: Trophoblast invasion is a temporally and spatially regulated scheme of events that can dictate pregnancy outcome. Evidence suggests that the potent mitogen epidermal growth factor (EGF) regulates cytotrophoblast (CTB) differentiation and invasion during early pregnancy. METHODS AND RESULTS: In the present study, the first trimester extravillous CTB cell line SGHPL-4 was used to investigate the signalling pathways involved in the motile component of EGF-mediated CTB migration/invasion. EGF induced the phosphorylation of the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-K)-dependent proteins, Akt and GSK-3β as well as both p42/44 MAPK and p38 mitogen-activated protein kinases (MAPK). EGF-stimulated motility was significantly reduced following the inhibition of PI3-K (P < 0.001), Akt (P < 0.01) and both p42/44 MAPK (P < 0.001) and p38 MAPKs (P < 0.001) but not the inhibition of GSK-3β. Further analysis indicated that the p38 MAPK inhibitor SB 203580 inhibited EGF-stimulated phosphorylation of Akt on serine 473, which may be responsible for the effect SB 203580 has on CTB motility. Although Akt activation leads to GSK-3β phosphorylation and the subsequent expression of β-catenin, activation of this pathway by 1-azakenpaullone was insufficient to stimulate the motile phenotype. CONCLUSION: We demonstrate a role for PI3-K, p42/44 MAPK and p38 MAPK in the stimulation of CTB cell motility by EGF, however activation of β-catenin alone was insufficient to stimulate cell motility.

Conditional transgenic expression of fibroblast growth factor 9 in the adult mouse heart reduces heart failure mortality after myocardial infarction

BACKGROUND: Fibroblast growth factor 9 (FGF9) is secreted from bone marrow cells, which have been shown to improve systolic function after myocardial infarction (MI) in a clinical trial. FGF9 promotes cardiac vascularization during embryonic development but is only weakly expressed in the adult heart. METHODS AND RESULTS: We used a tetracycline-responsive binary transgene system based on the α-myosin heavy chain promoter to test whether conditional expression of FGF9 in the adult myocardium supports adaptation after MI. In sham-operated mice, transgenic FGF9 stimulated left ventricular hypertrophy with microvessel expansion and preserved systolic and diastolic function. After coronary artery ligation, transgenic FGF9 enhanced hypertrophy of the noninfarcted left ventricular myocardium with increased microvessel density, reduced interstitial fibrosis, attenuated fetal gene expression, and improved systolic function. Heart failure mortality after MI was markedly reduced by transgenic FGF9, whereas rupture rates were not affected. Adenoviral FGF9 gene transfer after MI similarly promoted left ventricular hypertrophy with improved systolic function and reduced heart failure mortality. Mechanistically, FGF9 stimulated proliferation and network formation of endothelial cells but induced no direct hypertrophic effects in neonatal or adult rat cardiomyocytes in vitro. FGF9-stimulated endothelial cell supernatants, however, induced cardiomyocyte hypertrophy via paracrine release of bone morphogenetic protein 6. In accord with this observation, expression of bone morphogenetic protein 6 and phosphorylation of its downstream targets SMAD1/5 were increased in the myocardium of FGF9 transgenic mice. CONCLUSIONS: Conditional expression of FGF9 promotes myocardial vascularization and hypertrophy with enhanced systolic function and reduced heart failure mortality after MI. These observations suggest a previously unrecognized therapeutic potential for FGF9 after MI.

Na+-glucose transporter-2 messenger ribonucleic acid expression in kidney of diabetic rats correlates with glycemic levels: Involvement of hepatocyte nuclear factor-1 alpha expression and activity

Mutations in Na+-glucose transporters (SGLT)-2 and hepatocyte nuclear factor (HNF)-1 alpha genes have been related to renal glycosuria and maturity-onset diabetes of the young 3, respectively. However, the expression of these genes have not been investigated in type 1 and type 2 diabetes. Here in kidney of diabetic rats, we tested the hypotheses that SGLT2 mRNA expression is altered; HNF-1 alpha is involved in this regulation; and glycemic homeostasis is a related mechanism. The in vivo binding of HNF-1 alpha into the SGLT2 promoter region in renal cortex was confirmed by chromatin immunoprecipitation assay. SGLT2 and HNF-1 alpha mRNA expression (by Northern and RT-PCR analysis) and HNF-1 binding activity of nuclear proteins (by EMSA) were investigated in diabetic rats and treated or not with insulin or phlorizin (an inhibitor of SGLT2). Results showed that diabetes increases SGLT2 and HNF-1 alpha mRNA expression (similar to 50%) and binding of nuclear proteins to a HNF-1 consensus motif (similar to 100%). Six days of insulin or phlorizin treatment restores these parameters to nondiabetic-rat levels. Moreover, both treatments similarly reduced glycemia, despite the differences in plasma insulin and urinary glucose concentrations, highlighting the plasma glucose levels as involved in the observed modulations. This study shows that SGLT2 mRNA expression and HNF-1 alpha expression and activity correlate positively in kidney of diabetic rats. It also shows that diabetes-induced changes are reversed by lowering glycemia, independently of insulinemia. Our demonstration that HNF-1 alpha binds DNA that encodes SGLT2 supports the hypothesis that HNF-1 alpha, as a modulator of SGLT2 expression, may be involved in diabetic kidney disease.

Vascular endothelial growth factor (VEGF) and VEGF-receptor expression in placenta of hyperglycemic pregnant women

Hyperglycemia occurs in a variety of conditions such as overt diabetes, gestational diabetes and mild hyperglycemia, all of which are generally defined based on the oral glucose tolerance test and glucose profiles. Whereas diabetes has received considerable attention in recent decades, few studies have examined the mechanisms of mild hyperglycemia and its associated disturbances. Mild gestational hyperglycemia is associated with macrosomia and a high risk of perinatal mortality. Morphologically, the placenta of these women is characterized by an increase in the number of terminal villi and capillaries, presumably as part of a compensatory mechanism to maintain homeostasis at the maternal-fetal interface. In this study, we analised the expression of VEGF and its receptors VEGFR-1 (Flt-1) and VEGFR-2 (KDR) in placentas from mildly hyperglycemic women. This expression was compared with that of normoglycemic women and women with gestational and overt diabetes. Immunohistochemistry revealed strong staining for VEGF and VEGFR-2 in vascular and trophoblastic cells of mildly hyperglycemic women, whereas the staining for VEGFR-1 was discrete and limited to the trophoblast. The pattern of VEGF and VEGF-receptor reactivity in placentas from women with overt diabetes was similar to that of normoglycemic women. In women with gestational diabetes, strong staining for VEGFR-1 was observed in vascular and trophoblastic cells whereas VEGF and VEGFR-2 were detected only in the trophoblast. The expression of these proteins was confirmed by western blotting, which revealed the presence of an additional band of 75 kDa. In the decidual compartment, only extravillous trophoblast reacted with all antibodies. Morphological analysis revealed collagen deposition around large arteries in all groups with altered glycemia. These findings indicate a placental response to altered glycemia that could have important consequences for the fetus. The change in the placental VEGF/VEGFR expression ratio in mild hyperglycemia may favor angiogenesis in placental tissue and could explain the hypercapillarization of villi seen in this gestational disturbance. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Endogenous Hepatocyte Growth Factor Attenuates Inflammatory Response in Glycerol-Induced Acute Kidney Injury

Background: Hepatocyte growth factor (HGF) is overexpressed after acute kidney injury (AKI). The aim of this study was to evaluate the role of endogenous HGF in the progression of the inflammatory response in glycerol-induced AKI (Gly-AKI) in rats. Methods: Renal and systemic HGF expressions were evaluated during the development of Gly-AKI. Subsequently, the blockade of endogenous HGF was analyzed in rats treated with anti-HGF antibody concomitant to glycerol injection. Apoptosis, cell infiltration and chemokine and cytokine profiles were investigated. Results: We detected an early peak of renal and plasma HGF protein expressions 3 h after glycerol injection. The pharmacological blockade of the endogenous HGF exacerbated the renal impairment, the tubular apoptosis, the renal expression of monocyte chemoattractant protein-1 and the macrophage, CD43+, CD4+ and CD8+ T lymphocytes renal infiltration. The analysis of mRNA expressions of Th1 (t-bet, TNF-alpha, IL-1 beta) and Th2 (gata-3, IL-4, IL-10) cytokines showed a Th1-polarized response in Gly-AKI rats that was aggravated with the anti-HGF treatment. Conclusion: Endogenous HGF attenuates the renal inflammatory response, leukocyte infiltration and Th1 polarization after glycerol injection. The control of cellular immune response may partly explain the protective effect of endogenous HGF in the development of Gly-AKI. Copyright (C) 2008 S. Karger AG, Basel