Rôle de la protéine tyrosine phosphatase DEP-1 dans la régulation du programme angiogénique induit par le VEGF

Depuis la découverte de la première protéine possédant une activité tyrosine kinase (protein tyrosine kinase [PTK]) dans les années 1980, l’importance des PTKs et de la phosphorylation sur résidu tyrosine dans la régulation des événements de signalisation intracellulaire est bien établie. Quant aux protéines qui possèdent une activité tyrosine phosphatase (protein tyrosine phosphatase [PTP]), dont l’existence n’a été dévoilée qu’une dixaine d’années plus tard, elles ont longtemps été perçues comme des enzymes dont le rôle ne se résumait qu'à contrecarrer passivement les activités des PTKs. Il est maintenant clair que les activités des PTPs sont spécifiques, hautement régulées, et qu’elles doivent être coordonnées avec celles des PTKs pour une régulation adéquate des événements de signalisation intracellulaire. En dépit de cette évidence, la contribution des PTPs à la régulation des différents processus physiologiques fondamentaux demeure encore peu caractérisée. C’est le cas, notamment, de l’angiogenèse, le processus par lequel de nouveaux vaisseaux sanguins sont formés à partir de ceux préexistants. Le VEGF (Vascular endothelial growth factor), un des facteurs angiogéniques les plus importants, est connu pour induire majoritairement ses effets biologiques via l’activation du récepteur à activité tyrosine kinase VEGFR2 (Vascular endothelial growth factor receptor 2). Puisque l’angiogenèse est impliquée dans le développement d’une multitude de pathologies, dont la progression tumorale, une meilleure caractérisation des PTPs qui assurent la qualité de la réponse angiogénique en agissant de pair avec le VEGFR2 s’avère cruciale et ce, afin de raffiner les outils thérapeutiques actuels. L’expression de la PTP DEP-1 corrèle avec la déphosphorylation du récepteur VEGFR2 localisé au niveau des jonctions cellules-cellules et contribue à l’inhibition de la prolifération des cellules endothéliales en réponse au VEGF lorsque les cellules sont à confluence. Par contre, la contribution spécifique de DEP-1 à la régulation des voies de signalisation et des réponses biologiques induites par le VEGF demeurait toujours inconnue. Les travaux de recherche présentés dans cette thèse démontrent tout d’abord que DEP-1 régule négativement l’activité tyrosine kinase de VEGFR2 en déphosphorylant spécifiquement les résidus tyrosine Y1054/Y1059 de sa boucle d’activation. Cette déphosphorylation mène par conséquent à une diminution générale de la phosphorylation du récepteur et à une atténuation de la plupart des voies de signalisation induites par le VEGF, incluant la voie mitogénique PLCγ-ERK1/2. Par ailleurs, malgré ce rôle négatif global, nos travaux révèlent étonnement, et pour la première fois, que DEP-1 contribue d’une manière positive à la promotion de la survie des cellules endothéliales via l’activation de la voie Src-Gab1-Akt en aval du récepteur VEGFR2. Ce pouvoir pro-survie de DEP-1 dans les cellules endothéliales réside avant tout dans sa capactié à déphosphoryler la tyrosine inhibitrice de Src (Y529). Au cours de notre étude, nous avons pu identifier deux résidus tyrosine au niveau de l’extrémité carboxy-terminale de DEP-1, Y1311 et Y1320, dont la phosphorylation est dépendante de Src. Nos travaux révèlent par ailleurs que ces deux résidus tyrosine phosphorylés lient le domaine SH2 de Src et que la Y1320 est principalement requise pour l’activation de Src et d’Akt en réponse au VEGF dans les cellules endothéliales. Ces résultats constituent donc une avancée majeure dans la compréhension des mécanismes moléculaires par lesquels DEP-1 peut réguler le programme angiogénique dépendant du VEGF. De plus, cette découverte d’un rôle positif pour DEP-1 dans la survie des cellules endothéliales pourrait mener à l’élaboration de nouvelles approches thérapeutiques visant à inhiber cette fonction spécifique de DEP-1 pour bloquer l'angiogenèse pathologique.

Role of receptor and non-receptor protein tyrosine kinases in vasoactive peptide-induced signaling

L'endothéline-1 (ET-1) et l'angiotensine II (Ang II) jouent un rôle important dans le maintien de la pression artérielle et l'homéostasie vasculaire. Une activité accrue de ces peptides vasoactifs est présumée contribuer au développement de pathologies vasculaires, telles que l'hypertension, l'athérosclérose, l'hypertrophie et la resténose. Ceci est causé par une activation excessive de plusieurs voies de signalisation hypertrophiques et prolifératives, qui incluent des membres de la famille des Mitogen Activated Protein Kinases (MAPK), ainsi que la famille phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-K) / protéine kinase B (PKB). Bien que l'activation de ces voies de signalisation soit bien élucidée, les éléments en amont responsables de l'activation des MAPK et de la PKB, induite par l'ET-1 et Ang II, demeurent mal compris. Durant les dernières années, le concept de la transactivation de récepteurs et/ou non-récepteurs protéines tyrosine kinases (PTK) dans le déclenchement des événements de signalisation induits par les peptides vasoactifs a gagné beaucoup de reconnaissance. Nous avons récemment démontré que la PTK Insulin-like Growth Factor type-1 Receptor (IGF-1R) joue un rôle dans la transduction des signaux induits par l‟H2O2, menant à la phosphorylation de la PKB. Étant donné que les peptides vasoactifs génèrent des espèces réactives d'oxygène, telles que l‟H2O2 lors de leur signalisation, nous avons examiné le rôle de d‟IGF-1R dans la phosphorylation de la PKB et les réponses hypertrophiques dans les cellules muscle lisse vasculaires (CMLV) induites par l'ET-1 et Ang II. AG-1024, un inhibiteur spécifique de l'IGF-1R, a atténué la phosphorylation de la PKB induite à la fois par l'ET-1 et Ang II. Le traitement des CMLVs avec l‟ET-1 et Ang II a également induit une phosphorylation des résidus tyrosine dans les sites d'autophosphorylation d'IGF-1R, celle-ci a été bloquée par l‟AG-1024. En outre, l‟ET-1 et l‟Ang II on tous les deux provoqué la phosphorylation de c-Src, une PTK non-récepteur, bloqué par PP-2, inhibiteur spécifique de la famille Src. La PP-2 a également inhibé la phosphorylation de PKB et d‟IGF-1R induite par l‟ET-1 et l‟Ang II. De plus, la synthèse de protéines ainsi que d‟ADN, marqueurs de la prolifération cellulaire et de l'hypertrophie, ont également été atténuée par l‟AG-1024 et le PP-2. Bien que ce travail démontre le rôle de c-Src dans la phosphorylation PKB induite par l'ET-1 et Ang II, son rôle dans l'activation des MAPK induit par l'ET-1 dans les CMLVs reste controversé. Par conséquent, nous avons examiné l'implication de c-Src dans l'activation de ERK 1/2, JNK et p38MAPK, par l'ET-1 et Ang II, ainsi que leur capacité à régulariser l'expression du facteur de transcription Early growth transcription factor-1 « Egr-1 ». ET-1 et Ang II ont induit la phosphorylation de ERK 1/2, JNK et p38 MAPK, et ont amplifié l'expression d'Egr-1 dans les CMLVs. Cette augmentation de la phosphorylation des MAPK a été diminuée par la PP-2, qui a aussi atténué l'expression d'Egr-1 induite par l'ET-1 et l'Ang II. Une preuve supplémentaire du rôle de c-Src dans ce processus a été obtenue en utilisant des fibroblastes embryonnaires de souris déficientes en c-Src (Src -/- MEF). L'expression d'Egr-1, ainsi que l'activation des trois MAPKs par l'ET-1 ont été atténuées dans les cellules Src -/- par rapport au MEF exprimant des taux normaux Src. En résumé, ces données suggèrent que l'IGF-1R et c-Src PTK jouent un rôle essentiel dans la régulation de la phosphorylation de PKB et des MAPK dans l‟expression d'Egr-1, ainsi que dans les réponses hypertrophiques et prolifératives induites par l'ET-1 et Ang II dans les CMLVs.

Étude des mécanismes cellulaires activés par l'Angiopoïétine-1 et le VEGF régulant la perméabilité et la migration endothéliales

L’angiogenèse est la formation de nouveaux vaisseaux sanguins à partir d’un réseau vasculaire existant. C’est un phénomène essentiel pour des processus physiologiques et pathologiques. L’activation des cellules endothéliales est contrôlée par plusieurs facteurs de croissance. Le VEGF et son récepteur le VEGFR-2 ont été prouvés comme étant spécifiques et critiques pour la formation des vaisseaux sanguins alors que Tie2, le récepteur auquel se lie l’Ang-1, est requis aussi bien dans le développement vasculaire que dans l’angiogenèse tumorale. Il est connu que l’activation de Tie2 est nécessaire à la stabilisation finale de la vascularisation en inhibant la perméabilité vasculaire induite par le VEGFR-2. Nous avons premièrement découvert que le facteur de croissance pro-angiogénique, l’Ang-1 contrecarre les effets de perméabilité cellulaire induits par le VEGF en inhibant la production de NO dans les cellules endothéliales. Cet effet inhibiteur de Tie2 intervient directement au niveau de l’activité de l’enzyme eNOS. Suite à l’activation de Tie2 par l’Ang-1, eNOS devient fortement phosphorylé sur la Thr497 après la phosphorylation et l’activation de la PKCζ. Nos résultats suggèrent que l’inhibition, par Tie2, de la perméabilité vasculaire durant l’angiogenèse serait due, en partie, à l’inhibition de la production de NO. Deuxièmement nous avons pu distinguer entre deux modes de migration cellulaire endothéliale induits par l’Ang-1 et le VEGF. À l’opposé du VEGF qui promeut une migration individuelle aléatoire, l’Ang-1 induit une migration collective directionnelle. Dans cette étude, nous avons identifié la β-caténine comme un nouveau partenaire moléculaire de la PKCζ. Cette association de la PKCζ à la β-caténine amène le complexe de polarité Par6-aPKC et le complexe des jonctions d’adhérences cellulaires à interagir ensemble à deux localisations différentes au niveau de la cellule endothéliale. Au niveau des contacts intercellulaires, le complexe PKCζ/β-caténine maintien la cohésion et l’adhésion cellulaire nécessaire pour le processus migratoire collectif. Ce complexe se retrouve aussi au niveau du front migratoire des cellules endothéliales afin d’assurer la directionalité et la persistance de la migration endothéliale en réponse à l’Ang-1. D’une manière intéressante, lors de l’inhibition de la PKCζ ou de la β-caténine on assiste à un changement du mode de migration en réponse à l’Ang-1 qui passe d’une migration directionnelle collective à une migration individuelle aléatoire. Ce dernier mode de migration est similaire à celui observé chez des cellules endothéliales exposées au VEGF. Ces résultats ont été corroborés in vivo par une polarité et une adhésion défectueuses au cours de la vasculogenèse chez le poisson zèbre déficient en PKCζ. En résumé, Ang-1/Tie2 module la signalisation et les réponses biologiques endothéliales déclenchées par le VEGF/VEGFR-2. L’identification des mécanismes moléculaires en aval de ces deux récepteurs, Tie2 et VEGFR-2, et la compréhension des différentes voies de signalisation activées par ces complexes moléculaires nous permettra de mettre la lumière sur des nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement des maladies angiogéniques.

Implicating the mechanisms of ADP-ribosylation factor activation in the resistance of invasive breast cancer cells to EGFR tyrosine kinase inhibitors

ADP-ribosylation factor-1 (ARF1) est une petite GTPase principalement connue pour son rôle dans la formation de vésicules au niveau de l’appareil de Golgi. Récemment, dans des cellules de cancer du sein, nous avons démontré qu’ARF1 est aussi un médiateur important de la signalisation du récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR) contrôlant la prolifération, la migration et l'invasion cellulaire. Cependant, le mécanisme par lequel l’EGFR active la GTPase ainsi que le rôle de cette dernière dans la régulation de la fonction du récepteur demeure inconnue. Dans cette thèse, nous avions comme objectifs de définir le mécanisme d'activation de ARF1 dans les cellules de cancer du sein hautement invasif et démontrer que l’activation de cette isoforme de ARF joue un rôle essentiel dans la résistance de ces cellules aux inhibiteurs de l'EGFR. Nos études démontrent que les protéines d’adaptatrices Grb2 et p66Shc jouent un rôle important dans l'activation de ARF1. Alors que Grb2 favorise le recrutement d’ARF1 à l'EGFR ainsi que l'activation de cette petite GTPase, p66Shc inhibe le recrutement du complexe Grb2-ARF1 au récepteur et donc contribue à limiter l’activation d’ARF1. De plus, nous démontrons que ARF1 favorise la résistance aux inhibiteurs des tyrosines kinases dans les cellules de cancer du sein hautement invasif. En effet, une diminution de l’expression de ARF1 a augmenté la sensibilité descellules aux inhibiteurs de l'EGFR. Nous montrons également que de hauts niveaux de ARF1 contribuent à la résistance des cellules à ces médicaments en améliorant la survie et les signaux prolifératifs à travers ERK1/2, Src et AKT, tout en bloquant les voies apoptotiques (p38MAPK et JNK). Enfin, nous mettons en évidence le rôle de la protéine ARF1 dans l’apoptose en réponse aux traitements des inhibiteurs de l’EGFR. Nos résultats indiquent que la dépletion d’ARF1 promeut la mort cellulaire induite par gefitinib, en augmentant l'expression de facteurs pro-apoptotiques (p66shc, Bax), en altérant le potentiel de la membrane mitochondriale et la libération du cytochrome C. Ensemble, nos résultats délimitent un nouveau mécanisme d'activation de ARF1 dans les cellules du cancer du sein hautement invasif et impliquent l’activité d’ARF1 comme un médiateur important de la résistance aux inhibiteurs EGFR.

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.

Neurokinin-B transcription in erythroid cells - Direct activation by the hematopoietic transcription factor GATA-1

The GATA family of transcription factors establishes genetic networks that control developmental processes including hematopoiesis, vasculogenesis, and cardiogenesis. We found that GATA-1 strongly activates transcription of the Tac-2 gene, which encodes proneurokinin-B, a precursor of neurokinin-B (NK-B). Neurokinins function through G protein-coupled transmembrane receptors to mediate diverse physiological responses including pain perception and the control of vascular tone. Whereas an elevated level of NK-B was implicated in pregnancy-associated pre-eclampsia ( Page, N. M., Woods, R. J., Gardiner, S. M., Lomthaisong, K., Gladwell, R. T., Butlin, D. J., Manyonda, I. T., and Lowry, P. J. ( 2000) Nature 405, 797 - 800), the regulation of NK-B synthesis and function are poorly understood. Tac-2 was expressed in normal murine erythroid cells and was induced upon ex vivo erythropoiesis. An estrogen receptor fusion to GATA-1 (ER-GATA-1) and endogenous GATA-1 both occupied a region of Tac-2 intron-7, which contains two conserved GATA motifs. Genetic complementation analysis in GATA-1-null G1E cells revealed that endogenous GATA-2 occupied the same region of intron-7, and expression of ER-GATA-1 displaced GATA-2 and activated Tac-2 transcription. Erythroid cells did not express neurokinin receptors, whereas aortic and yolk sac endothelial cells differentially expressed neurokinin receptor subtypes. Since NK-B induced cAMP accumulation in yolk sac endothelial cells, these results suggest a new mode of vascular regulation in which GATA-1 controls NK-B synthesis in erythroid cells.

Oocyte-mediated suppression of follicle-stimulating hormone- and insulin-like growth factor-induced secretion of steroids and inhibin-related proteins by bovine granulosa cells in vitro: Possible role of transforming growth factor alpha

The objective was to investigate the potential role of the oocyte in modulating proliferation and basal, FSH-induced and insulin-like growth factor (IGF)-induced secretion of inhibin A (inh A), activin A (act A), follistatin (FS), estradiol (E-2), and progesterone (P-4) by mural bovine granulosa cells. Cells from 4- to 6-mm follicles were cultured in serum-free medium containing insulin and androstenedione, and the effects of ovine FSH and IGF analogue (LR3-IGF-1) were tested alone and in the presence of denuded bovine oocytes (2, 8, or 20 per well). Medium was changed every 48 h, cultures were terminated after 144 h, and viable cell number was determined. Results are based on combined data from four independent cultures and are presented for the last time period only when responses were maximal. Both FSH and IGF increased (P < 0.001) secretion of inh A, act A, FS, E-2, and P-4 and raised cell number. In the absence of FSH or IGF, coculture with oocytes had no effect on any of the measured hormones, although cell number was increased up to 1.8-fold (P < 0.0001). Addition of oocytes to FSH-stimulated cells dose-dependently suppressed (P < 0.0001) inh A (6-fold maximum suppression), act A (5.5-fold), FS (3.6-fold), E-2 (4.6-fold), and P-4 (2.4-fold), with suppression increasing with FSH dose. Likewise, oocytes suppressed (P < 0.001) IGF-induced secretion of inh A, act A, FS, and E-2 (P < 0.05) but enhanced IGF-induced P-4 secretion (1.7-fold; P < 0.05). Given the similarity of these oocyte-mediated actions to those we observed previously following epidermal growth factor (EGF) treatment, we used immunocytochemistry to determine whether bovine oocytes express EGF or transforming growth factor (TGF) alpha. Intense staining with TGFalpha antibody (but not with EGF antibody) was detected in oocytes both before and after coculture. Experiments involving addition of TGFalpha to granulosa cells confirmed that the peptide mimicked the effects of oocytes on cell proliferation and on FSH- and IGF-induced hormone secretion. These experiments indicate that bovine oocytes secrete a factor(s) capable of modulating granulosa cell proliferation and responsiveness to FSH and IGF in terms of steroidogenesis and production of inhibin-related peptides, bovine oocytes express TGFalpha but not EGF, and TGFalpha is a prime candidate for mediating the actions of oocytes on bovine granulosa cells.

An intronic growth hormone receptor mutation causing activation of a pseudoexon is associated with a broad spectrum of growth hormone insensitivity phenotypes

Context: Inherited GH insensitivity (GHI) is usually caused by mutations in the GH receptor (GHR). Patients present with short stature associated with high GH and low IGF-I levels and may have midfacial hypoplasia ( typical Laron syndrome facial features). We previously described four mildly affected GHI patients with an intronic mutation in the GHR gene (A.(1) -> G.(1) substitution in intron 6), resulting in the activation of a pseudoexon (6 Psi) and inclusion of 36 amino acids. Objective: The study aimed to analyze the clinical and genetic characteristics of additional GHI patients with the pseudoexon (6 Psi) mutation. Design/Patients: Auxological, biochemical, genetic, and haplotype data from seven patients with severe short stature and biochemical evidence of GHI were assessed. Main Outcome Measures: We assessed genotype-phenotype relationship. Results: One patient belongs to the same extended family, previously reported. She has normal facial features, and her IGF-I levels are in the low-normal range for age. The six unrelated patients, four of whom have typical Laron syndrome facial features, have heights ranging from -3.3 to -6.0 SD and IGF-I levels that vary from normal to undetectable. We hypothesize that the marked difference in biochemical and clinical phenotypes might be caused by variations in the splicing efficiency of the pseudoexon. Conclusions: Activation of the pseudoexon in the GHR gene can lead to a variety of GHI phenotypes. Therefore, screening for the presence of this mutation should be performed in all GHI patients without mutations in the coding exons.

Molecular mechanisms of oestrogen action on growth of human breast cancer cells in culture

Growth responses to oestrogen can be reproducibly obtained using a selection of oestrogen-receptor-containing human breast cancer cell lines, and molecular mechanisms have been shown to include modulation to growth factor/receptor/signalling pathways, cell-cycle proteins, apoptosis, differentiation, adhesion, motility and migration. Considerable progress has been made in understanding the molecular basis of oestrogen action on gene expression through the ligand-activated transcription factors human oestrogen receptor α (ERα) and ERβ and the resulting effects on global gene expression patterns, but the full profile of coordination of the alterations, which brings about changes in cell growth through genomic and non-genomic mechanisms remain to be fully elucidated. Oestrogen regulation of cell growth involves a complex cross-talk between oestrogen receptor and growth factor signalling pathways such that inhibition of one pathway may lead to stimulation of another, which may explain the remarkable ability of human breast cancer cells to escape from any mode of imposed growth inhibition be it oestrogen deprivation or administration of antioestrogen. Although studies on cell growth have focused to date on the effects of physiological oestrogens, many hundreds of environmental chemicals with oestrogenic properties have now been measured in the human breast. Whether or not the weight of evidence eventually establishes any causal link of complex mixtures of environmental oestrogenic chemicals with breast cancer, the presence of so many oestrogenic chemicals in the breast must influence resulting oestrogenic responses, and the impact of this additional oestrogenic burden needs to be taken into account in future studies on growth regulation of human breast cancer cells.

The bile acid receptor TGR5 does not interact with β-arrestins or traffic to endosomes but transmits sustained signals from plasma membrane rafts.

TGR5 is a G protein-coupled receptor that mediates bile acid (BA) effects on energy balance, inflammation, digestion and sensation. The mechanisms and spatiotemporal control of TGR5 signaling are poorly understood. We investigated TGR5 signaling and trafficking in transfected HEK293 cells and colonocytes (NCM460) that endogenously express TGR5. BAs (deoxycholic acid, DCA, taurolithocholic acid, TLCA) and the selective agonists oleanolic acid (OA) and 3-(2-chlorophenyl)-N-(4-chlorophenyl)-N, 5-dimethylisoxazole-4-carboxamide (CCDC) stimulated cAMP formation but did not induce TGR5 endocytosis or recruitment of β-arrestins, assessed by confocal microscopy. DCA, TLCA and OA did not stimulate TGR5 association with β-arrestin 1/2 or G protein-coupled receptor kinase (GRK) 2/5/6, determined by bioluminescence resonance energy transfer. CCDC stimulated a low level of TGR5 interaction with β-arrestin2 and GRK2. DCA induced cAMP formation at the plasma membrane and cytosol, determined using exchange factor directly regulated by cAMP (Epac2)-based reporters, but cAMP signals did not desensitize. AG1478, an inhibitor of epidermal growth factor receptor (EGFR) tyrosine kinase, the metalloprotease inhibitor batimastat, and methyl-β-cyclodextrin and filipin, which block lipid raft formation, prevented DCA stimulation of extracellular signal regulated kinase (ERK1/2). BRET analysis revealed TGR5 and EGFR interactions that were blocked by disruption of lipid rafts. DCA stimulated TGR5 redistribution to plasma membrane microdomains, localized by immunogold electron microscopy. Thus, TGR5 does not interact with β-arrestins, desensitize or traffic to endosomes. TGR5 signals from plasma membrane rafts that facilitate EGFR interaction and transactivation. An understanding of the spatiotemporal control of TGR5 signaling provides insights into the actions of BAs and therapeutic TGR5 agonists/antagonists.

Peptide growth factors signal differentially through protein kinase C to extracellular signal-regulated kinases in neonatal cardiomyocytes

The extracellular signal-regulated kinases 1/2 (ERK1/2) are activated in cardiomyocytes by Gq protein-coupled receptors and are associated with induction of hypertrophy. Here, we demonstrate that, in primary cardiomyocyte cultures, ERK1/2 were also significantly activated by platelet-derived growth factor (PDGF), epidermal growth factor (EGF) or fibroblast growth factor (FGF), but insulin, insulin-like growth factor 1 (IGF-1) and nerve growth factor (NGF) had relatively minor effects. PDGF, EGF or FGF increased cardiomyocyte size via ERK1/2, whereas insulin, IGF-1 or NGF had no effect suggesting minimum thresholds/durations of ERK1/2 signaling are required for the morphological changes associated with hypertrophy. Peptide growth factors are widely accepted to activate phospholipase C gamma1 (PLCgamma1) and protein kinase C (PKC). In cardiomyocytes, only PDGF stimulated tyrosine phosphorylation of PLCgamma1 and nPKCdelta. Furthermore, activation of ERK1/2 by PDGF, but not EGF, required PKC activity. In contrast, EGF substantially increased Ras.GTP with rapid activation of c-Raf, whereas stimulation of Ras.GTP loading by PDGF was minimal and activation of c-Raf was delayed. Our data provide clear evidence for differential coupling of PDGF and EGF receptors to the ERK1/2 cascade, and indicate that a minimum threshold/duration of ERK1/2 signaling is required for the development of cardiomyocyte hypertrophy.

Matrix metalloproteinases, TIMPs and growth factors regulating ameloblastoma behaviour

Aims: Ameloblastoma is an odontogenic neoplasm with local invasiveness and recurrence. We have previously suggested that growth factors and matrix metalloproteinases (MMPs) influence ameloblastoma invasiveness(1). The aim was to study expression of MMPs, tissue inhibitor of metalloproteinases (TIMPs) and growth factors in ameloblastoma. Methods and results: Thirteen cases of solid/multicystic ameloblastoma were examined. As a control, calcifying cystic odontogenic tumour (CCOT), a non-invasive odontogenic neoplasm with ameloblastomatous epithelium was also studied. Immunohistochemistry detected MMPs, TIMPs and growth factors in ameloblastoma and CCOT. The labelling index (LI) of MMP-9 and TIMP-2 was significantly higher in ameloblastoma compared with CCOT. The LI of epidermal growth factor (EGF), transforming growth factor (TGF)-alpha and epidermal growth factor receptor (EGFR) was also increased in ameloblastoma. This neoplasm showed greater expression of MMPs, TIMPs and growth factors compared with CCOT. We then analysed these molecules in ameloblastoma cells and stroma. Ameloblastoma cells exhibited increased LI of MMP-1, -2 and EGFR. We found a positive correlation between EGF and TIMP-1, and between TGF-alpha and TIMP-2. It is known that signals generated by growth factors are transduced by the ERK pathway. Ameloblastoma stroma exhibited the phosphorylated (activated) form of ERK. Conclusions: These results suggest an interplay involving growth factors MMPs and TIMPs that may contribute to ameloblastoma behaviour. Signals generated by this molecular network would be transduced by ERK 1/2 pathway.

Short-term induction of thrombocytopenia delays periodontal healing in rats with periodontal disease: participation of endostatin and vascular endothelial growth factor

Background and Objective: Platelets contain factors, including VEGF and endostatin, that can modulate the healing process. We evaluated the effects of severe thrombocytopenia on periodontal healing in rats and determined the contribution of VEGF and endostatin to the healing process. Material and Methods: Rats were distributed into three test groups and two control groups. Cotton ligatures were placed at the gingival margin level of the lower first molar in the test groups. Sham-operated rats and rats in one of the periodontitis groups were killed 15 days later. Rats in the remaining two periodontitis groups had the ligatures removed in order to study the spontaneous recovery from the periodontal disease 15 days later, and these rats were treated with rabbit antiplatelet serum, in order to induce thrombocytopenia, or normal rabbit serum. An additional group without ligatures received antiplatet serum in the same period. Results: After ligature removal, rats treated with normal rabbit serum showed reduced myeloperoxidase activity, decreased alveolar bone loss and increased numbers of blood vessels. Thrombocytopenia caused a delay in alveolar bone regeneration, a decrease in the number of vessels and a modest decrease in myeloperoxidase activity. In the rats with periodontitis, serum endostatin concentrations were slightly decreased and serum VEGF remained unchanged compared with sham-operated animals. After ligature removal, a significant VEGF increase and endostatin decrease were observed in the rats treated with normal rabbit serum. Thrombocytopenia led to a dramatic fall in both VEGF and endostatin concentrations. Conclusion: Thrombocytopenia leads to a delay of periodontal healing in the situation of experimental periodontitis, which might be mediated in part by a decrease in the serum concentration of VEGF and endostatin derived from the platelets. However, other factors derived from the platelets may also have contributed to a delay of periodontal healing in the rats with thrombocytopenia.

Comparative effect of FGF2, synthetic peptides 1-28 N-POMC and ACTH on proliferation in rat adrenal cell primary cultures

There is evidence that pro-opiomelanocortin (POMC)-derived peptides other than adrenocorticotropic hormone (ACTH) have a role in adrenal cell proliferation. We compared the activity of synthetic rat N-terminal POMC fragment 1-28 with disulfide bridges (N-POMC(w)) and without disulfide bridges (N-POMC(w/o)), with the activity of fibroblast growth factor (FGF2), a widely studied adrenal growth factor, and ACTH, in well-characterized pure cultures of both isolated adrenal Glomerulosa (G) and Fasciculata/Reticularis (F/R) cells. Three days of FGF2-treatment had a proliferative effect similar to serum, and synthetic peptide N-POMC(w) induced proliferation more efficiently than N-POMC(w/o). Moreover, both induced proliferation via the ERK1/2 pathway. In contrast, sustained ACTH treatment decreased proliferation and viability through apoptosis induction, but not necrosis, and independently of PKA and PKC pathways. Further elucidation of 1-28 POMC signal transduction is of interest, and primary cultures of adrenal cells were found to be useful for examining the trophic activity of this peptide.