Role of MicroRNAs in Islet Beta-Cell Compensation and Failure during Diabetes.

Pancreatic beta-cell function and mass are markedly adaptive to compensate for the changes in insulin requirement observed during several situations such as pregnancy, obesity, glucocorticoids excess, or administration. This requires a beta-cell compensation which is achieved through a gain of beta-cell mass and function. Elucidating the physiological mechanisms that promote functional beta-cell mass expansion and that protect cells against death, is a key therapeutic target for diabetes. In this respect, several recent studies have emphasized the instrumental role of microRNAs in the control of beta-cell function. MicroRNAs are negative regulators of gene expression, and are pivotal for the control of beta-cell proliferation, function, and survival. On the one hand, changes in specific microRNA levels have been associated with beta-cell compensation and are triggered by hormones or bioactive peptides that promote beta-cell survival and function. Conversely, modifications in the expression of other specific microRNAs contribute to beta-cell dysfunction and death elicited by diabetogenic factors including, cytokines, chronic hyperlipidemia, hyperglycemia, and oxidized LDL. This review underlines the importance of targeting the microRNA network for future innovative therapies aiming at preventing the beta-cell decline in diabetes.

Signal transduction by the cloned glucagon-like peptide-1 receptor: comparison with signaling by the endogenous receptors of beta cell lines.

Glucagon-like peptide-1 (GLP-1) is a gastrointestinal hormone that potentiates glucose-induced insulin secretion by pancreatic beta cells. The mechanisms of interaction between GLP-1 and glucose signaling pathways are not well understood. Here we studied the coupling of the cloned GLP-1 receptor, expressed in fibroblasts or in COS cells, to intracellular second messengers and compared this signaling with that of the endogenous receptor expressed in insulinoma cell lines. Binding of GLP-1 to the cloned receptor stimulated formation of cAMP with the same dose dependence and similar kinetics, compared with the endogenous receptor of insulinoma cells. Compared with forskolin-induced cAMP accumulation, that induced by GLP-1 proceeded with the same initial kinetics but rapidly reached a plateau, suggesting fast desensitization of the receptor. Coupling to the phospholipase C pathway was assessed by measuring inositol phosphate production and variations in the intracellular calcium concentration. No GLP-1-induced production of inositol phosphates could be measured in the different cell types studied. A rise in the intracellular calcium concentration was nevertheless observed in transfected COS cells but was much smaller than that observed in response to norepinephrine in cells also expressing the alpha 1B-adrenergic receptor. Importantly, no such increase in the intracellular calcium concentration could be observed in transfected fibroblasts or insulinoma cells, which, however, responded well to thrombin or carbachol, respectively. Together, our data show that interaction between GLP-1 and glucose signaling pathways in beta cells may be mediated uniquely by an increase in the intracellular cAMP concentration, with the consequent activation of protein kinase A and phosphorylation of elements of the glucose-sensing apparatus or of the insulin granule exocytic machinery.

Toxicidade de extratos vegetais a Scutellonema bradys

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito nematostático e nematicida de extratos aquosos de bulbilhos de alho (Allium sativum L.), folhas de mandioca (Manihot esculenta Crantz), folhas e sementes de mamão (Carica papaya L.), folhas de hortelã (Mentha piperita L.) e casca de gliricídia (Gliricidia sepium (Jacq.) Steud.) em Scutellonema bradys, agente causal da casca-preta do inhame (Dioscorea cayennensis Lam.). Todos os extratos vegetais inibiram a mobilidade e causaram mortalidade ao fitonematóide. Os extratos de hortelã e de mandioca causaram menos de 45% de mortalidade a S. bradys. As maiores porcentagens de mortalidade são causadas pelos extratos de sementes e folhas do mamoeiro e pelos bulbilhos de alho.

Toxicidade do níquel em plantas de feijão e efeitos sobre a microbiota do solo

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da adição de Ni ao solo (0, 2,3, 10,5, 47 e 210 mg kg-1), na presença e ausência de calcário, sobre: o desenvolvimento do feijoeiro; a fitodisponibilidade de Ni e algumas características biológicas do solo. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em Latossolo Vermelho distrófico. A dose de Ni de 210 mg kg-1 causou a morte de todas as plantas, tanto na presença como na ausência de calcário. Houve aumento da produção de grãos de feijão no tratamento que recebeu calcário. A concentração de Ni dos grãos aumentou com o incremento de Ni no solo, ultrapassando o limite máximo permitido, de 5 mg kg-1 de matéria fresca, na dose de 2,3 mg kg-1, indicando que a aplicação de calcário não foi suficiente para reduzir os teores de Ni no grão de feijão a níveis apropriados para o consumo. Observou-se diminuição da biomassa microbiana do solo nos tratamentos com altas concentrações de Ni, que foi acompanhada por aumento no qCO2. O qCO2 foi um indicador adequado do grau de estresse que teve a comunidade microbiana do solo com a adição de Ni.

Atividades de quitinase e beta-1,3-glucanase após eliciação das defesas do tomateiro contra a mancha-bacteriana

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de eliciadores biológicos e químicos sobre as atividades de duas proteínas relacionadas à patogênese (PR), quitinase e beta-1,3-glucanase, em folhas de tomateiro, e avaliar o potencial desses eliciadores na redução do progresso da mancha-foliar causada por Xanthomonas campestris pv. vesicatoria. Plantas de tomateiro da cultivar Santa Cruz Kada foram pulverizadas com: acibenzolar-S-metil (ASM; 0,2 g L-1); formulação biológica proveniente de biomassa cítrica, denominada Ecolife (5 mL L-1); suspensão de quitosana (MCp; 200 g L-1), proveniente de micélio de Crinipellis perniciosa; extrato aquoso de ramos de lobeira (Solanum lycocarpum) infectados por C. perniciosa (VLA; 300 g L-1). As plantas foram desafiadas com um isolado virulento da bactéria, quatro dias depois das pulverizações. Plantas pulverizadas com extratos biológicos mostraram redução da mancha-bacteriana. ASM proporcionou 49,3% de proteção, e foi igual à MCp e Ecolife e superior ao VLA. Este último não diferiu significativamente de MCp e Ecolife. Observou-se maior atividade das duas enzimas nas plantas tratadas, principalmente nas primeiras horas após as pulverizações.

Desempenho e composição corporal de suínos alimentados com rações com baixos teores de proteína bruta

O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho e composição corporal de suínos, alimentados com rações com baixos teores de proteína bruta, suplementadas com aminoácidos. Foram utilizados 38 suínos castrados em fase de crescimento, dos quais oito foram abatidos no início do experimento. Os trinta suínos restantes foram distribuídos em cinco tratamentos, com seis repetições em delineamento de blocos ao acaso. Os tratamentos foram rações com 10, 12, 14 e 16% de proteína, e um tratamento com adição de nitrogênio de aminoácido não essencial na ração com 10% de proteína. Os suínos alimentados com as rações 12, 14 e 16% de proteína tiveram maior ganho de peso e melhor conversão alimentar. Ocorreu maior deposição de proteína na carcaça dos suínos que consumiram as rações 14 e 16% de proteína. A deposição lipídica foi maior nos suínos alimentados com rações com 10% de proteína, e menor nos animais alimentados com ração com 16% de proteína. A redução do teor de proteína na ração de suínos até o teor de 12% não influencia o desempenho e a retenção de proteína, desde que as dietas sejam suplementadas com aminoácidos essenciais. Contudo, o decréscimo de proteína aumenta a gordura corporal.

Measurement of β-tryptase in postmortem serum in cardiac deaths. [Measurement of beta-tryptase in postmortem serum in cardiac deaths]

Mast cells are well known for their role in hypersensitivity reactions. However, there is increasing evidence that they might also participate in both developing and weakening atherosclerotic plaques, potentially causing plaque instability. Some clinical studies have therefore postulated the existence of relationships between blood β-tryptase levels and acute coronary syndromes. In this study, we investigated postmortem serum β-tryptase levels in a series of 90 autopsy cases with various degrees of coronary atherosclerosis that had undergone medico-legal investigations. β-tryptase concentrations in these cases were compared to levels observed in 6 fatal anaphylaxis cases following contrast material administration. Postmortem serum β-tryptase concentrations in the anaphylactic deaths ranged from 146 to 979 ng/ml. In 9 out of 90 cases of cardiac deaths, β-tryptase levels were higher than clinical reference values of 11.4 ng/ml and ranged from 21 to 65 ng/ml. These results indicate that increased postmortem serum β-tryptase levels can be observed, though not systematically, in cardiac deaths with varying degrees of coronary atherosclerosis disease, thereby suggesting that mast cell activation in this disease cannot be ascertained by postmortem serum β-tryptase measurements.

Transcriptional repression of peroxisome proliferator-activated receptor beta/delta in murine keratinocytes by CCAAT/enhancer-binding proteins.

The roles of peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) and CCAAT/enhancer-binding proteins (C/EBPs) in keratinocyte and sebocyte differentiation suggest that both families of transcription factors closely interact in the skin. Initial characterization of the mouse PPARbeta promoter revealed an AP-1 site that is crucial for the regulation of PPARbeta expression in response to inflammatory cytokines in the skin. We now present evidence for a novel regulatory mechanism of the expression of the PPARbeta gene by which two members of the C/EBP family of transcription factors inhibit its basal promoter activity in mouse keratinocytes. We first demonstrate that C/EBPalpha and C/EBPbeta, but not C/EBPdelta, inhibit the expression of PPARbeta through the recruitment of a transcriptional repressor complex containing HDAC-1 to a specific C/EBP binding site on the PPARbeta promoter. Consistent with this repression, the expression patterns of PPARbeta and C/EBPs are mutually exclusive in keratinocytes of the interfollicular epidermis and hair follicles in mouse developing skin. This work reveals the importance of the regulatory interplay between PPARbeta and C/EBP transcription factors in the control of proliferation and differentiation in this organ. Such insights are crucial for the understanding of the molecular control regulating the balance between proliferation and differentiation in many cell types including keratinocytes.

Analysis of the contribution of the beta-oxidation auxiliary enzymes in the degradation of the dietary conjugated linoleic acid 9-cis-11-trans-octadecadienoic acid in the peroxisomes of Saccharomyces cerevisiae.

Beta-oxidation of the conjugated linoleic acid 9-cis,11-trans-octadecadienoic acid (rumenic acid) was analyzed in vivo in Saccharomyces cerevisiae by monitoring polyhydroxyalkanoate production in the peroxisome. Polyhydroxyalkanoate is synthesized by the polymerization of the beta-oxidation intermediates 3-hydroxyacyl-CoAs via a bacterial polyhydroxyalkanoate synthase targeted to the peroxisome. The amount of polyhydroxyalkanaote synthesized from the degradation of rumenic acid was found to be similar to the amount synthesized from the degradation of 10-trans,12-cis-octadecadienoic acid, oleic acid or 10-cis-heptadecenoic acid. Furthermore, the degradation of 10-cis-heptadecenoic acid was found to be unaffected by the presence of rumenic acid in the media. Efficient degradation of rumenic acid was found to be independent of the Delta(3,5),Delta(2,4)-dienoyl-CoA isomerase but instead relied on the presence of Delta(3),Delta(2)-enoyl-CoA isomerase activity. The presence of the unsaturated monomer 3-hydroxydodecenoic acid in polyhydroxyalkanoate derived from rumenic acid degradation was found to be dependent on the presence of a Delta(3),Delta(2)-enoyl-CoA isomerase activity. Together, these data indicate that rumenic acid is mainly degraded in vivo in S. cerevisiae through a pathway requiring only the participation of the auxiliary enzymes Delta(3),Delta(2)-enoyl-CoA isomerase, along with the enzyme of the core beta-oxidation cycle.

Toxicidade letal e subletal do nim sobre o pulgão-verde e seu predador Eriopis connexa

O objetivo deste trabalho foi avaliar, em laboratório, os efeitos do extrato de semente de nim sobre uma praga da pimenteira, o pulgão-verde Myzus persicae (Sulzer), e seu predador Eriopis connexa (Germar). Folhas de pimenteira foram imersas em solução aquosa de extrato de semente de nim (1% de azadiractina) a 0,5%, 1%, em acefato (0,75 g L-1) e em água. Fêmeas do pulgão foram transferidas para essas folhas e, após seis dias, avaliou-se a população final. Larvas de quarto ínstar do predador foram colocadas em plantas de pimenteira infestadas com pulgões e pulverizadas com solução aquosa de nim a 0,25 e, 0,5%, em acefato (0,75 g L-1) e em água. Após 48 horas, as larvas foram transferidas para tubos de plástico e alimentadas com pulgões. A mortalidade larval, a viabilidade pupal e a emergência de adultos foram avaliadas. A população de pulgões foi significativamente menor em folhas tratadas com nim e com acefato do que nas tratadas com água. A mortalidade de larvas do predador foi maior em plantas tratadas com acefato do que com nim. No entanto, somente 9,1 e 10% das larvas em plantas tratadas com nim a 0,25% e a 0,5%, respectivamente, formaram pupas e não houve emergência de adultos. Apesar do potencial do nim em reduzir a população de M. persicae, o produto apresenta efeitos nocivos a E. connexa.

Polimorfismo da beta-lactoglobulina não afeta as características físico-químicas e a estabilidade do leite bovino

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do polimorfismo genético da beta-lactoglobulina, da raça e da sazonalidade sobre as características físico-químicas e estabilidade do leite bovino. Foram selecionados 5 rebanhos da raça Holandesa e 6 da Girolando. Amostras de leite e sangue foram coletadas de 660 vacas Holandesas e 293 Girolandos, num total de 953 amostras, obtidas em duas coletas na estação seca e duas na estação chuvosa. As amostras de leite foram submetidas à análise de acidez titulável, pH, crioscopia, e ao teste de estabilidade ao etanol (70, 76, 80 e 84ºGL). As amostras de sangue foram submetidas à reação em cadeia de polimerase, para determinação do polimorfismo da beta-lactoglobulina em ambas as raças estudadas. Não houve efeito do polimorfismo da beta-lactoglobulina sobre as características físico-químicas do leite. Observou-se efeito de raça (Holandesa e Girolando, respectivamente) sobre a acidez titulável (16,16 e 17,07°D), e da sazonalidade (estações chuvosa e seca, respectivamente) sobre a crioscopia (-0,5411 e -0,5376°H). Nas condições do estudo, observou-se efeito de raça e sazonalidade sobre a estabilidade do leite, com maior instabilidade do leite de Girolando, durante a estação seca. Não houve efeito do polimorfismo da beta-lactoglobulina sobre essa característica.

Modulation du métabolisme du glucose astrocytaire par les cytokines pro-inflammatoires et le peptide beta-amyloïde. A la recherche d'une composante gliale aux processus neurodégénératifs

Résumé large public: Une altération localisée du métabolisme du glucose, le substrat énergétique préférentiellement utilisé dans le cerveau, est un trait caractéristique précoce de la maladie d'Alzheimer (MA). Il est maintenant largement admis que le beta-amyloïde, la neuroinflammation et le stress oxydatif participent au développement de la MA. Cependant les mécanismes cellulaires de la pathogenèse restent à identifier. Le métabolisme cérébral a ceci de remarquable qu'il repose sur la coopération entre deux types cellulaires, ainsi les astrocytes et les neurones constituent une unité métabolique. Les astrocytes sont notamment responsables de fournir aux neurones des substrats énergétiques, ainsi que des précurseurs du glutathion pour la défense contre le stress oxydatif. Ces fonctions astrocytaires sont essentielles au bon fonctionnement et à la survie neuronale; par conséquent, une altération de ces fonctions astrocytaires pourrait participer au développement de certaines maladies cérébrales. Le but de ce travail est, dans un premier temps, d'explorer les effets de médiateurs de la neuroinflammation (les cytokines pro-inflammatoires) et du peptide beta-amyloïde sur le métabolisme des astrocytes corticaux, en se focalisant sur les éléments en lien avec le métabolisme énergétique et le stress oxydatif. Puis, dans un second temps, de caractériser les conséquences pour les neurones des modifications du métabolisme astrocytaire induites par ces substances. Les résultats obtenus ici montrent que les cytokines pro-inflammatoires et le beta-amyloïde induisent une profonde altération du métabolisme astrocytaire, selon deux profils distincts. Les cytokines pro-inflammatoires, particulièrement en combinaison, agissent comme « découpleurs » du métabolisme énergétique du glucose, en diminuant l'apport potentiel de substrats énergétiques aux neurones. En plus de son effet propre, le peptide beta-amyloïde potentialise les effets des cytokines pro-inflammatoires. Or, dans le cerveau de patients atteints de la MA, les astrocytes sont exposés simultanément à ces deux types de substances. Les deux types de substances ont un effet ambivalent en termes de stress oxydatif. Ils induisent à la fois une augmentation de la libération de glutathion (potentiellement protecteur pour les neurones voisins) et la production d'espèces réactives de l'oxygène (potentiellement toxiques). Etant donné l'importance de la coopération entre astrocytes et neurones, ces modulations du métabolisme astrocytaire pourraient donc avoir un retentissement majeur sur les cellules environnantes, et en particulier sur la fonction et la survie neuronale. Résumé Les astrocytes et les neurones constituent une unité métabolique. Les astrocytes sont notamment responsables de fournir aux neurones des substrats énergétiques, tels que le lactate, ainsi que des précurseurs du glutathion pour la défense contre le stress oxydatif. Une altération localisée du métabolisme du glucose, le substrat énergétique préférentiellement utilisé dans le cerveau, est un trait caractéristique, précoce, de la maladie d'Alzheimer (MA). Il est maintenant largement admis que le beta-amyloïde, la neuroinflammation et le stress oxydatif participent au développement de la MA. Cependant, les mécanismes cellulaires de la pathogenèse restent à identifier. Le but de ce travail est d'explorer les effets des cytokines pro-inflammatoires (Il-1 ß et TNFα) et du beta-amyloïde (Aß) sur le métabolisme du glucose des astrocytes corticaux en culture primaire ainsi que de caractériser les conséquences, pour la viabilité des neurones voisins, des modifications du métabolisme astrocytaire induites par ces substances. Les résultats obtenus montrent que les cytokines pro-inflammatoires et le beta-amyloïde induisent une profonde altération du métabolisme astrocytaire, selon deux profils distincts. Les cytokines pro-inflammatoires, particulièrement en combinaison, agissent comme « découpleurs » du métabolisme glycolytique astrocytaire. Après 48 heures, le traitement avec TNFα et Il-lß cause une augmentation de la capture de glucose et de son métabolisme dans la voie des pentoses phosphates et dans le cycle de Krebs. A l'inverse, il cause une diminution de la libération de lactate et des stocks cellulaires de glycogène. En combinaison avec les cytokines tel qu'in vivo dans les cerveaux de patients atteints de MA, le peptide betaamyloïde potentialise les effets décrits ci-dessus. Isolément, le Aß cause une augmentation coordonnée de la capture de glucose et de toutes les voies de son métabolisme (libération de lactate, glycogenèse, voie des pentoses phosphate et cycle de Krebs). Les traitements altèrent peu les taux de glutathion intracellulaires, par contre ils augmentent massivement la libération de glutathion dans le milieu extracellulaire. A l'inverse, les deux types de traitements augmentent la production intracellulaire d'espèces réactives de l'oxygène (ROS). De plus, les cytokines pro-inflammatoires en combinaison augmentent massivement la production des ROS dans l'espace extracellulaire. Afin de caractériser l'impact de ces altérations métaboliques sur la viabilité des neurones environnants, un modèle de co-culture et des milieux conditionnés astrocytaires ont été utilisés. Les résultats montrent qu'en l'absence d'une source exogène d'antioxydants, la présence d'astrocytes favorise la viabilité neuronale ainsi que leur défense contre le stress oxydatif. Cette propriété n'est cependant pas modulée par les différents traitements. D'autre part, la présence d'astrocytes, et non de milieu conditionné, protège les neurones contre l'excitotoxicité due au glutamate. Les astrocytes prétraités (aussi bien avec le beta-amyloïde qu'avec les cytokines pro-inflammatoires) perdent cette propriété. Cet élément suggère que la perturbation du métabolisme astrocytaire causé par les cytokines pro-inflammatoires ou le beta-amyloïde pourrait participer à l'atteinte de la viabilité neuronale associée à certaines pathologies neurodégénératives.

Digestibilidade aparente de dietas práticas com diferentes relações energia: proteína em juvenis de pirarucu

O objetivo deste trabalho foi determinar a digestibilidade aparente de nutrientes e energia de dietas para juvenis de pirarucu, Arapaima gigas. Foram testadas oito dietas, contendo quatro relações energia:proteína (11, 10,1, 9, 8 kcal energia digestível por grama de proteína bruta) e duas fontes de energia não-protéica (óleo de soja e gordura de aves), em esquema fatorial 4x2, com três repetições. Foram estocados 240 juvenis de pirarucu com peso de 96,8±2,3 g, distribuídos em 24 tanques cilíndricos com fundo cônico, adaptados para a coleta de fezes (sistema Guelph modificado). Os peixes foram alimentados duas vezes ao dia até a saciedade aparente com as dietas experimentais contendo 0,5% de óxido de cromo, como marcador inerte para determinação dos coeficientes de digestibilidade aparente. As dietas com a relação energia:proteína de 9 kcal energia digestível por grama de proteína bruta apresentaram os menores coeficientes de digestibilidade aparente da matéria seca, proteína bruta e extrativo não nitrogenado. O maior coeficiente de digestibilidade aparente da gordura foi obtido com o uso do óleo de soja. A relação energia:proteína na dieta influencia os coeficientes de digestibilidade aparente dos macronutrientes e energia no pirarucu.

Exendin-4 protects beta-cells from interleukin-1 beta-induced apoptosis by interfering with the c-Jun NH2-terminal kinase pathway.

OBJECTIVE: The pro-inflammatory cytokine interleukin-1 beta (IL-1 beta) generates pancreatic beta-cells apoptosis mainly through activation of the c-Jun NH(2)-terminal kinase (JNK) pathway. This study was designed to investigate whether the long-acting agonist of the hormone glucagon-like peptide 1 (GLP-1) receptor exendin-4 (ex-4), which mediates protective effects against cytokine-induced beta-cell apoptosis, could interfere with the JNK pathway. RESEARCH DESIGN AND METHODS: Isolated human, rat, and mouse islets and the rat insulin-secreting INS-1E cells were incubated with ex-4 in the presence or absence of IL-1 beta. JNK activity was assessed by solid-phase JNK kinase assay and quantification of c-Jun expression. Cell apoptosis was determined by scoring cells displaying pycnotic nuclei. RESULTS: Ex-4 inhibited induction of the JNK pathway elicited by IL-1 beta. This effect was mimicked with the use of cAMP-raising agents isobutylmethylxanthine and forskolin and required activation of the protein kinase A. Inhibition of the JNK pathway by ex-4 or IBMX and forskolin was concomitant with a rise in the levels of islet-brain 1 (IB1), a potent blocker of the stress-induced JNK pathway. In fact, ex-4 as well as IBMX and forskolin induced expression of IB1 at the promoter level through cAMP response element binding transcription factor 1. Suppression of IB1 levels with the use of RNA interference strategy impaired the protective effects of ex-4 against apoptosis induced by IL-1 beta. CONCLUSIONS: The data establish the requirement of IB1 in the protective action of ex-4 against apoptosis elicited by IL-1 beta and highlight the GLP-1 mimetics as new potent inhibitors of the JNK signaling induced by cytokines.