Exploration du rôle du fragment LG3 sur les cellules souches mésenchymateuses dans le contexte du rejet vasculaire

La vasculopathie du greffon est une pathologie caractérisée par un rétrécissement progressif et oblitérant des vaisseaux sanguins menant à une ischémie et une perte de fonction du greffon. Le rétrécissement vasculaire est dû à une accumulation de matrice extracellulaire (MEC) et de cellules mononuclées positives pour l’actine musculaire lisse alpha (alphaSMA) dont les cellules souches mésenchymateuses, le tout formant une néointima oblitérante. Cette pathologie est la cause principale de la perte des greffons rénaux et cardiaques à long terme. Le rejet vasculaire aigu est un prédicteur de la vasculopathie du greffon. L’équipe du Dr Hébert a démontré que l’apoptose endothéliale, qui joue un rôle important dans le développement du rejet vasculaire, initie la libération de LG3, un fragment du protéoglycan perlécan. Les taux sanguins et urinaires de LG3 sont augmentés chez les receveurs d’allogreffe rénale avec rejet vasculaire et vasculopathie du greffon. Les résultats obtenus en laboratoire durant ma maîtrise ont permis de mieux caractériser l’impact du LG3 sur un type cellulaire important participant à la formation de néointima : les cellules souches mésenchymateuses. Mes travaux ont démontré que le LG3 induit à la fois la migration horizontale des MSC et la transmigration des MSC. Cette migration est dépendante de la voie de signalisation d’ERK1/2, précédemment identifiée comme voie centrale dans la formation de néointima. De plus, nos résultats démontrent que la kinase Src est activée en amont de l’activation de la voie MAPK. La migration horizontale et la transmigration induites par le LG3 sont aussi dépendantes des intégrines alpha2beta1, ainsi que l’activation de la voie MAPK. Dans un modèle de transplantation murin, nous avons également démontré que l’injection sérique de LG3 recombinant favorise l’accumulation de cellules positives pour alphaSMA dans la néointima. En outre, lorsque le receveur est déficient pour l’intégrine alpha2, mais que le greffon est sauvage, la formation de néointima induite par l’injection de LG3 est diminuée dans le greffon suggérant que les cellules du receveur jouent un rôle important dans la formation de la néointima. Enfin, nous avons démontré que l’injection de LG3 augmente aussi le nombre de cellules positives pour la forme phosphorylée d’ERK1/2 (p-ERK1/2) dans la néointima du greffon et que cette accumulation est dépendante de la présence des intégrines 2 1 chez les cellules du receveur.Lorsque le receveur est sauvage, il y a une augmentation du nombre de cellules positives pour p-ERK1/2. L’investigation de ces mécanismes dans le remodelage vasculaire expose de nouvelles opportunités pour inhiber la réponse cellulaire qui mène au remodelage inadapté lors d’un dommage vasculaire chronique et ainsi prolonger la survie du greffon.

Searching for novel gene functions in yeast : identification of thousands of novel molecular interactions by protein-fragment complementation assay followed by automated gene function prediction and high-throughput lipidomics

La compréhension de processus biologiques complexes requiert des approches expérimentales et informatiques sophistiquées. Les récents progrès dans le domaine des stratégies génomiques fonctionnelles mettent dorénavant à notre disposition de puissants outils de collecte de données sur l’interconnectivité des gènes, des protéines et des petites molécules, dans le but d’étudier les principes organisationnels de leurs réseaux cellulaires. L’intégration de ces connaissances au sein d’un cadre de référence en biologie systémique permettrait la prédiction de nouvelles fonctions de gènes qui demeurent non caractérisées à ce jour. Afin de réaliser de telles prédictions à l’échelle génomique chez la levure Saccharomyces cerevisiae, nous avons développé une stratégie innovatrice qui combine le criblage interactomique à haut débit des interactions protéines-protéines, la prédiction de la fonction des gènes in silico ainsi que la validation de ces prédictions avec la lipidomique à haut débit. D’abord, nous avons exécuté un dépistage à grande échelle des interactions protéines-protéines à l’aide de la complémentation de fragments protéiques. Cette méthode a permis de déceler des interactions in vivo entre les protéines exprimées par leurs promoteurs naturels. De plus, aucun biais lié aux interactions des membranes n’a pu être mis en évidence avec cette méthode, comparativement aux autres techniques existantes qui décèlent les interactions protéines-protéines. Conséquemment, nous avons découvert plusieurs nouvelles interactions et nous avons augmenté la couverture d’un interactome d’homéostasie lipidique dont la compréhension demeure encore incomplète à ce jour. Par la suite, nous avons appliqué un algorithme d’apprentissage afin d’identifier huit gènes non caractérisés ayant un rôle potentiel dans le métabolisme des lipides. Finalement, nous avons étudié si ces gènes et un groupe de régulateurs transcriptionnels distincts, non préalablement impliqués avec les lipides, avaient un rôle dans l’homéostasie des lipides. Dans ce but, nous avons analysé les lipidomes des délétions mutantes de gènes sélectionnés. Afin d’examiner une grande quantité de souches, nous avons développé une plateforme à haut débit pour le criblage lipidomique à contenu élevé des bibliothèques de levures mutantes. Cette plateforme consiste en la spectrométrie de masse à haute resolution Orbitrap et en un cadre de traitement des données dédié et supportant le phénotypage des lipides de centaines de mutations de Saccharomyces cerevisiae. Les méthodes expérimentales en lipidomiques ont confirmé les prédictions fonctionnelles en démontrant certaines différences au sein des phénotypes métaboliques lipidiques des délétions mutantes ayant une absence des gènes YBR141C et YJR015W, connus pour leur implication dans le métabolisme des lipides. Une altération du phénotype lipidique a également été observé pour une délétion mutante du facteur de transcription KAR4 qui n’avait pas été auparavant lié au métabolisme lipidique. Tous ces résultats démontrent qu’un processus qui intègre l’acquisition de nouvelles interactions moléculaires, la prédiction informatique des fonctions des gènes et une plateforme lipidomique innovatrice à haut débit , constitue un ajout important aux méthodologies existantes en biologie systémique. Les développements en méthodologies génomiques fonctionnelles et en technologies lipidomiques fournissent donc de nouveaux moyens pour étudier les réseaux biologiques des eucaryotes supérieurs, incluant les mammifères. Par conséquent, le stratégie présenté ici détient un potentiel d’application au sein d’organismes plus complexes.

L'altra acollida : fragment d'una etnografia. 'La otra acogida : fragmento de una etnografía'.

Resumen basado en el de la publicación

Lys-gamma3-MSH: a global regulator of hormone sensitive lipase activity?

Gamma-melanocyte stimulating hormone (gamma-MSH) is a peptide derived from the ACTH precursor, pro-opiomelanocortin (POMC), and belongs to a family of peptides called the melanocortins that also comprises alpha- and beta-MSH. Although conserved in tetrapods, the biological role of gamma-MSH remains largely undefined. It has been demonstrated previously that gamma-MSH is involved in the regulating the activity of hormone sensitive lipase (HSL) activity in the adrenal and more recently, in the adipocyte. It has been shown also to have effects on the cardiovascular and renal systems. This short review will provide a brief overview of the role of gamma-MSH in the adrenal and the more recent report that it can also regulate HSL function in the adipocyte. We also present some preliminary data purporting a direct role for Lys-gamma(3)-MSH in the regulation of HSL phosphorylation in the heart. Taken together these data suggest that gamma-MSH peptides might play a more widespread role in lipid and cholesterol utilization.

Digestion, rumen fermentation and circulating concentrations of insulin, growth hormone and IGF-1 in steers fed diets based on different proportions of maize silage and grass silage

Replacing grass silage with maize silage results in a fundamental change in the ratio of structural to non-structural carbohydrates with commensurate changes in rumen fermentation patterns and nutrient utilisation. This study investigated the effects of feeding four forage mixtures, namely grass silage (G); 67 g/100 g grass silage133 g/100 g maize silage (GGM); 67 g/100 g maize silage133/100 g grass silage (MMG); maize silage (M) to four ruminally and duodenally canulated Holstein Friesian steers. All diets were formulated to be isonitrogenous (22.4 g N/kg DM) using a concentrate mixture. Dietary dry matter (DM) and organic matter (OM) digestibility increased with ascending maize silage inclusion (P,0.1) whereas starch and neutral detergent fibre digestibility declined (P,0.05). Ratio of non-glucogenic to glucogenic precursors in the rumen fluid increased with maize silage inclusion (P,0.01) with a commensurate reduction in rumen pH (P,0.05). Mean circulating concentrations of insulin were greatest and similar in diets MMG and GGM, lower in diet M and lowest in diet G (P,0.01). There were no effects of diet on the mean circulating concentration of growth hormone (GH), or the frequency, amplitude and duration of GH pulses, or the mean circulating concentrations of IGF-1. Increasing levels of DM, OM and starch intakes with the substitution of grass silage with maize silage affected overall digestion, nutrient partitioning and subsequent circulating concentrations of insulin.

Digestion, rumen fermentation and circulating concentrations of insulin, growth hormone and IGF-1 in steers given maize silages harvested at three stages of maturity

Advancing maturity of forage maize is associated with increases in the proportion of dry matter (DM) and starch and decreases in the proportions of structural carbohydrates in the ensiled crop. Three maize silages (286 (low, L), 329 (medium, M) and 379 (high, H) g DM per kg fresh weight) plus a concentrate formulated to give isonitrogenous intakes were offered to Holstein-Friesian steers fitted with a cannula in the dorsal sac of the rumen and a 'T' piece cannula in the proximal duodenum in an experiment with a cross-over design that allowed four collection periods. Nutrient flow to the duodenum was estimated using chromium-EDTA. Steers consumed approximately 0(.)6 kg DM per day less of diet L compared with the other two diets (P=0(.)026), resulting in less DM being digested (P=0(.)005) but digestibility did not differ between diets. Similar results were obtained for organic matter. There were no differences between diets in the intake or digestibility of neutral-detergent fibre. Intake, duodenal flow and faecal output of starch were greater for steers offered diets M and H compared with those given diet L (P < 0(.)05). In all diets rumen digestion contributed to over 90% of total digestion of starch, although rumen digestibility declined significantly with advancing maize maturity (P=0(.)002). Molar proportions of acetic acid were higher in diet H (P < 0(.)05) whilst proportions of propionic acid and n-butyric acid were higher in diets M and L. There were no significant differences between diets in mean rumen pH or ammonia concentrations. Mean circulating concentrations of insulin were higher (P=0(.)009) in cattle given diets L and M compared with diet H. There were no differences between diets in the mean circulating concentration of growth hormone, or the frequency, amplitude and duration of growth hormone pulses, or the mean circulating concentrations of IGF-1. Changes in forage composition that accompany advancing maize maturity affect overall silage digestion and circulating concentrations of insulin.

Differential effects of thyroid hormone manipulation and ß adrenoceptor agonist administration on uncoupling protein mRNA abundance in adipose tissue and thermoregulation in neonatal pigs

We have shown that there is significant disparity in the expression of uncoupling proteins (UCP) 2 and 3 between modern-commercial and ancient-Meishan porcine genotypes, commercial pigs also have higher plasma triiodothyronine (T(3)) in on the first day of life. T(3) and the sympathetic nervous system are both known to regulate UCPs in rodents and humans; their role in regulating these proteins in the pig is unknown. This study examined whether thyroid hormone manipulation or administration of a selective beta3 adrenoceptor agonist (ZD) influenced plasma hormones, colonic temperature and UCP expression in adipose tissue of two breeds of pig. To mimic the differences observed in thyroid hormone status, piglets from Meishan and commercial litters were randomly assigned to control (1 ml/kg water), T(3) (10 mg/kg) (Meishan only), methimazole (a commonly used antithyroid drug) (50 mg/kg) (commercial only) or ZD (10 mg/kg) oral administration for the first 4 days of postnatal life. Adipose tissue UCP2/3 mRNA abundance was measured on day 4 using PCR. T(3) administration raised plasma T(3) concentrations and increased colonic temperature on day 4. UCP3 mRNA abundance was higher in Meishan, than commercial piglets (p = 0.042) and was downregulated following T(3) administration (p = 0.014). Irrespective of genotype, ZD increased UCP2 mRNA abundance (Meishan p = 0.05, commercial p = 0.03). Expression of neither UCP2 nor 3 was related to colonic temperature, regardless of treatment. In conclusion, we have demonstrated a dissociation between thyroid hormones and the sympathetic nervous system in the regulation of UCPs in porcine adipose tissue. We have also suggested that expression of adipose tissue UCP2 and 3 are not related to body temperature in piglets.

Follicle-stimulating hormone isoforms and plasma concentrations of estradiol and inhibin A in dairy cows with ovulatory and non-ovulatory follicles during the first postpartum follicle wave

Following parturition, all cows display a wave of ovarian follicular growth, but a large proportion fail to generate a preovulatory rise in estradiol, and hence fail to ovulate. Follicle-stimulating hormone (FSH) exists as multiple isoforms in the circulation depending on the type and extent of glycosylation, and this has pronounced effects on its biological properties. This study examined differences in plasma FSH, estradiol, and inhibin A concentrations, and the distribution of FSH isoforms in cows with ovulatory or atretic dominant follicles during the first postpartum follicle wave. Plasma FSH isoform distribution was examined in both groups during the period of final development of the dominant follicle by liquid phase isoelectric focusing. Cows with an ovulatory follicle had higher circulating estradiol and inhibin A concentrations, and lower plasma FSH concentrations. The distribution of FSH isoforms displayed a marked shift toward the less acidic isoforms in cows with ovulatory follicles. A higher proportion of the FSH isoforms had a pl>5.0 in cows with ovulatory follicles compared to those with atretic follicles. In addition, cows with ovulatory follicles had greater dry matter intake, superior energy balance, elevated circulating concentrations of insulin and insulin-like growth factor-I, and lower plasma nonesterified fatty acids. The shift in FSH isoforms toward a greater abundance of the less acidic isoforms appears to be a key component in determining the capability for producing a preovulatory rise in estradiol, and this shift in FSH isoforms was associated with more favorable bioenergetic and metabolic status. (C) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

An approximate Bayesian computation approach to overcome biases that arise when using amplified fragment length polymorphism markers to study population structure

There is great interest in using amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers because they are inexpensive and easy to produce. It is, therefore, possible to generate a large number of markers that have a wide coverage of species genotnes. Several statistical methods have been proposed to study the genetic structure using AFLP's but they assume Hardy-Weinberg equilibrium and do not estimate the inbreeding coefficient, F-IS. A Bayesian method has been proposed by Holsinger and colleagues that relaxes these simplifying assumptions but we have identified two sources of bias that can influence estimates based on these markers: (i) the use of a uniform prior on ancestral allele frequencies and (ii) the ascertainment bias of AFLP markers. We present a new Bayesian method that avoids these biases by using an implementation based on the approximate Bayesian computation (ABC) algorithm. This new method estimates population-specific F-IS and F-ST values and offers users the possibility of taking into account the criteria for selecting the markers that are used in the analyses. The software is available at our web site (http://www-leca.uif-grenoble.fi-/logiciels.htm). Finally, we provide advice on how to avoid the effects of ascertainment bias.

Evidence of a possible role for Lys-gamma 3-MSH in the regulation of adipocyte function

Lys-gamma 3-MSH is a melanocortin peptide derived from the C-terminal of the 16 kDa fragment of POMC. The physiological role of Lys-gamma 3-MSH is unclear, although it has previously been shown that, although not directly steroidogenic, it can act to potentiate the steroidogenic response of adrenal cortical cells to ACTH. This synergistic effect appears to be correlated with an ability to increase the activity of hormone sensitive lipase (HSL) and therefore the rate of cholesterol ester hydrolysis. Ligand binding studies have suggested that high-affinity binding sites for Lys-gamma 3-MSH exist in the adrenal gland and a number of other rat tissues that express HSL, including adipose, skeletal muscle and testes. To investigate the hypothesis that Lys-gamma 3-MSH may play a wider role in cholesterol and lipid metabolism, we tested the effect of Lys-gamma 3-MSH on lipolysis, an HSL-mediated process, in 3T3-L1 adipocytes. In comparison with other melanocortin peptides, Lys-gamma 3-MSH was found to be a potent stimulator of lipolysis. It was also able to phosphorylate HSL at key serine residues and stimulate the hyper-phosphorylation of perilipin A. The receptor through which the lipolytic actions of Lys-gamma 3-MSH are being mediated is not clear. Attempts to characterise this receptor suggest that either the pharmacology of the melanocortin receptor 5 in 3T3-L1 adipocytes is different from that described when expressed in heterologous systems or the possibility that a further, as yet uncharacterised, receptor exists.