靶向斑马鱼VEGF的shRNA表达载体的构建及其对斑马鱼胚胎血管发育的影响

血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)是一种多功能的细胞因子，其主要作用是促进血管内皮细胞增殖和增加血管通透性，是肿瘤及正常组织血管生成的中心调控因素，以VEGF为靶点的肿瘤血管靶向性治疗成为近几年肿瘤治疗的新途径。RNAi是近年来新发展的一项反向遗传学技术，是一种研究基因功能的有力工具。斑马鱼作为一种重要的模式生物，被广泛用于胚胎的分子发育机制、疾病模型的构建以及药物筛选等研究中。然而在斑马鱼中运用RNAi技术进行基因功能研究是一个相对较新的领域，研究资料较少，并且目前进行的斑马鱼RNAi实验中，siRNA大都是通过化学方法或体外转录合成的。体外合成的siRNA在进入体内后会被降解而无法达到持久阻抑基因表达的目的。因此本研究旨在探讨VEGF特异性siRNA表达载体对斑马鱼VEGF基因的沉默作用，通过分析表型及相关细胞因子的变化，阐明VEGF对斑马鱼胚胎血管生成的影响及作用机制。 研究通过计算机辅助设计软件，针对斑马鱼VEGF mRNA不同位点设计合成了4段含siRNA特异序列的DNA单链，经退火，克隆入pSilencer 4.1-CMV neo载体CMV启动子下游，构建了重组质粒pS1-VEGF、pS2-VEGF、pS3-VEGF及pS4-VEGF。 通过显微注射的方法将载体导入1-2细胞期斑马鱼体内，于胚胎发育的48 h采用RT-PCR的方法检测VEGF基因的表达量，研究不同干扰序列对VEGF基因表达的干涉作用。结果显示，针对不同位点的表达载体对VEGF基因表达的抑制效率有显著差异。它们对VEGF mRNA的抑制率分别为80.5%，42.8%，12.5%，40.7%。通过筛选我们得到了一条具有高效抑制作用的载体pS1-VEGF，该载体的相应序列靶向斑马鱼两个主要异构体VEGF165和VEGF121的共有外显子序列。 形态学检测结果显示，注射了pS1-VEGF的胚胎出现了心包膜水肿、血流速度减慢、循环红细胞堆积等症状。定量碱性磷酸酶染色显示，注射pS1-VEGF能够抑制斑马鱼胚胎新生血管的形成，当注射剂量为0.4 ng时，血管生成的抑制率为31.8%。NBT/BCIP血管染色显示，注射该载体后72 h，50%的斑马鱼肠下静脉、节间血管以及其它血管的发育受到不同程度的抑制。随着注射剂量的加大，血管发育受抑制的情况也随之加重，当注射剂量为1 ng时，只有心脏、头部及卵黄有血液循环。对干扰效果的特异性进行了研究，结果表明pS1-VEGF对斑马鱼内源基因胸苷酸合成酶（thymidylate synthase, TS）基因的表达没有明显的抑制作用。针对TS基因的shRNA表达载体及与斑马鱼没有同源性的对照载体对VEGF基因表达也没有明显的抑制作用。浓度梯度实验表明在0-1.2 ng的范围内干扰效果具有剂量依赖性。 以胚胎整体原位杂交的方法检测质粒对VEGF基因受体NRP1基因表达的影响，发现VEGF特异性shRNA表达载体能够引起NRP1基因表达的降低，说明斑马鱼中VEGF所介导的血管生成作用至少在部分上是依赖于NRP通路所调节的。 本研究工作为进一步研究斑马鱼基因功能、VEGF调控网络提供了一个快速、有效的手段，为阐明斑马鱼的血管生成机制提供了新的资料，为采用RNAi技术，以VEGF为靶点，以斑马鱼为模型对肿瘤进行基因治疗研究奠定了基础。

皮层蛋白（CORTACTIN）在斑马鱼早期胚胎发育中的分布图式和功能分析

该文选择斑马鱼胚胎为实验材料,利用蛋白质电泳转印技术（WesternBlotting）、整装免疫组化染色方法及激光扫描共聚焦显微观察技术等,研究了皮层蛋白在斑马鱼早期胚胎中的分布图式,并通过显微注射抗皮层蛋白的抗体至斑马鱼受精卵中,初步研究了它在胚胎发育中的功能.

玻璃海鞘多肽PCI的分离纯化及其抗血管生成活性研究

血管生成是肿瘤生长、发展的必经之路，并且与实体瘤的发生、转移有着密切的关系，抑制肿瘤新生血管生成具有特异性高、疗效好、不易产生耐药性以及毒副作用低等特点，因此抑制肿瘤血管形成可望成为治疗癌症的一个突破点，以抗血管生成为主的肿瘤生物治疗研究已成为近十年的研究热点。玻璃海鞘（Coina intestinalis）属于内性目、玻璃海鞘科，因其进化上的独特地位常作为研究神经发育、免疫系统进化的材料。在其它种属的海鞘中分离发现了多种具有抗肿瘤活性的多肽，但关于玻璃海鞘抗血管生成活性多肽的分离纯化和活性研究未见报道。本文利用多种分离纯化手段，采用活性追踪的方法首次从玻璃海鞘中分离得到具有抗新生血管生成作用的多肽，并对其抗血管生成活性做了初步研究。 本研究利用冷丙酮分级沉淀，超滤截留分子量小于5kDa的蛋白，再经SephadexG25、Superdex75柱层析，µRPC C2/C18反相柱层析等分离手段，采用活性追踪的方法，由玻璃海鞘（Coina intestinalis）中分离纯化出抗血管生成多肽PCI，据保留时间计算其分子量为1.8 kDa。MTT检测表明其对人脐静脉血管内皮细胞（HUVEC）具有强烈的抑制作用，IC50为7.5 μg/ml，并对多种肿瘤细胞有直接的抑制作用。斑马鱼胚胎体内实验进一步表明PCI在40 μg/ml的浓度下作用12h，斑马鱼胚胎新生血管生成受到显著抑制，肠下静脉血管长度为正常组的30%，斑马鱼胚胎血管生成率为正常组的45%。

Impacts of Mountaintop Removal Coal Mining on the Mud River, West Virginia: Selenium Accumulation, Trophic Transfer, and Toxicity in Fish

Selenium (Se) is a micronutrient necessary for the function of a variety of important enzymes; Se also exhibits a narrow range in concentrations between essentiality and toxicity. Oviparous vertebrates such as birds and fish are especially sensitive to Se toxicity, which causes reproductive impairment and defects in embryo development. Selenium occurs naturally in the Earth's crust, but it can be mobilized by a variety of anthropogenic activities, including agricultural practices, coal burning, and mining.

Mountaintop removal/valley fill (MTR/VF) coal mining is a form of surface mining found throughout central Appalachia in the United States that involves blasting off the tops of mountains to access underlying coal seams. Spoil rock from the mountain is placed into adjacent valleys, forming valley fills, which bury stream headwaters and negatively impact surface water quality. This research focused on the biological impacts of Se leached from MTR/VF coal mining operations located around the Mud River, West Virginia.

In order to assess the status of Se in a lotic (flowing) system such as the Mud River, surface water, insects, and fish samples including creek chub (Semotilus atromaculatus) and green sunfish (Lepomis cyanellus) were collected from a mining impacted site as well as from a reference site not impacted by mining. Analysis of samples from the mined site showed increased conductivity and Se in the surface waters compared to the reference site in addition to increased concentrations of Se in insects and fish. Histological analysis of mined site fish gills showed a lack of normal parasites, suggesting parasite populations may be disrupted due to poor water quality. X-ray absorption near edge spectroscopy techniques were used to determine the speciation of Se in insect and creek chub samples. Insects contained approximately 40-50% inorganic Se (selenate and selenite) and 50-60% organic Se (Se-methionine and Se-cystine) while fish tissues contained lower proportions of inorganic Se than insects, instead having higher proportions of organic Se in the forms of methyl-Se-cysteine, Se-cystine, and Se-methionine.

Otoliths, calcified inner ear structures, were also collected from Mud River creek chubs and green sunfish and analyzed for Se content using laser ablation inductively couple mass spectrometry (LA-ICP-MS). Significant differences were found between the two species of fish, based on the concentrations of otolith Se. Green sunfish otoliths from all sites contained background or low concentrations of otolith Se (< 1 µg/g) that were not significantly different between mined and unmined sites. In contrast creek chub otoliths from the historically mined site contained much higher (≥ 5 µg/g, up to approximately 68 µg/g) concentrations of Se than for the same species in the unmined site or for the green sunfish. Otolith Se concentrations were related to muscle Se concentrations for creek chubs (R2 = 0.54, p = 0.0002 for the last 20% of the otolith Se versus muscle Se) while no relationship was observed for green sunfish.

Additional experiments using biofilms grown in the Mud River showed increased Se in mined site biofilms compared to the reference site. When we fed fathead minnows (Pimephales promelas) on these biofilms in the laboratory they accumulated higher concentrations of Se in liver and ovary tissues compared to fathead minnows fed on reference site biofilms. No differences in Se accumulation were found in muscle from either treatment group. Biofilms were also centrifuged and separated into filamentous green algae and the remaining diatom fraction. The majority of Se was found in the diatom fraction with only about 1/3rd of total biofilm Se concentration present in the filamentous green algae fraction

Finally, zebrafish (Danio rerio) embryos were exposed to aqueous Se in the form of selenate, selenite, and L-selenomethionine in an attempt to determine if oxidative stress plays a role in selenium embryo toxicity. Selenate and selenite exposure did not induce embryo deformities (lordosis and craniofacial malformation). L-selenomethionine, however, induced significantly higher deformity rates at 100 µg/L compared to controls. Antioxidant rescue of L-selenomethionime induced deformities was attempted in embryos using N-acetylcysteine (NAC). Pretreatment with NAC significantly reduced deformities in the zebrafish embryos secondarily treated with L-selenomethionine, suggesting that oxidative stress may play a role in Se toxicity. Selenite exposure also induced a 6.6-fold increase in glutathione-S-transferase pi class 2 gene expression, which is involved in xenobiotic transformation. No changes in gene expression were observed for selenate or L-selenomethionine-exposed embryos.

The findings in this dissertation contribute to the understanding of how Se bioaccumulates in a lotic system and is transferred through a simulated foodweb in addition to further exploring oxidative stress as a potential mechanism for Se-induced embryo toxicity. Future studies should continue to pursue the role of oxidative stress and other mechanisms in Se toxicity and the biotransformation of Se in aquatic ecosystems.

Chk1 Suppresses a Caspase-2 Apoptotic Response to DNA Damage that Bypasses p53, Bcl-2, and Caspase-3

Evasion of DNA damage-induced cell death, via mutation of the p53 tumor suppressor or overexpression of prosurvival Bcl-2 family proteins, is a key step toward malignant transformation and therapeutic resistance. We report that depletion or acute inhibition of checkpoint kinase 1 (Chk1) is sufficient to restore ?-radiation-induced apoptosis in p53 mutant zebrafish embryos. Surprisingly, caspase-3 is not activated prior to DNA fragmentation, in contrast to classical intrinsic or extrinsic apoptosis. Rather, an alternative apoptotic program is engaged that cell autonomously requires atm (ataxia telangiectasia mutated), atr (ATM and Rad3-related) and caspase-2, and is not affected by p53 loss or overexpression of bcl-2/xl. Similarly, Chk1 inhibitor-treated human tumor cells hyperactivate ATM, ATR, and caspase-2 after ?-radiation and trigger a caspase-2-dependent apoptotic program that bypasses p53 deficiency and excess Bcl-2. The evolutionarily conserved "Chk1-suppressed" pathway defines a novel apoptotic process, whose responsiveness to Chk1 inhibitors and insensitivity to p53 and BCL2 alterations have important implications for cancer therapy. © 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

Toxicogenomics of natural and anthropogenic effectors in eleutheroembryos

The introduction of chemicals into the environment by human activities may represent a serious risk to environmental and human health. Environmental risk assessment requires the use of efficient and sensitive tools to determine the impact of contaminants on the ecosystems. The use of zebrafish for the toxicity assessment of pharmaceuticals, drugs, and pollutants, is becoming well accepted due to zebrafish unique advantages for the screening of compounds for hazard identification. The aim of the present work is to apply toxicogenomic approaches to identify novel biomarkers and uncovered potential modes of action of classic and emergent contaminants able to disrupt endocrine systems, such as the Retinoic Acid Receptor, Retinoid X Receptor and the Aryl Hydrocarbon Receptor. This study relies on different nuclear and cytosolic protein receptors and other conditional (ligand- or stress- activated) transcriptional factors that are intimately involved in the regulation of defensome genes and in mechanisms of chemical toxicity. The transcriptomic effects of organic compounds, endogenous compounds, and nanoparticles were analysed during the early stages of zebrafish development. Studying the gene expression profiles of exposed and unexposed organisms to pollutants using microarrays allowed the identification of specific gene markers and to establish a "genetic code" for the tested compounds. Changes in gene expression were observed at toxicant concentrations that did not cause morphological effects. Even at low toxicant concentrations, the observed changes in transcript levels were robust for some target genes. Microarray responses of selected genes were further complemented by the real time quantitative polymerase chain reaction (qRT-PCR) methodology. The combination of bio-informatic, toxicological analyses of differential gene expression profiles, and biochemical and phenotypic responses across the treatments allowed the identification of uncovered potential mechanisms of action. In addition, this work provides an integrated set of tools that can be used to aid management-decision making by improving the predictive capability to measure environmental stress of contaminants in freshwater ecosystems. This study also illustrates the potential of zebrafish embryos for the systematic, large-scale analysis of chemical effects on developing vertebrates.

Assessment of the mineralogenic toxicity of aquatic pollutants

In ecotoxicology a major focus is in the aquatic environment, not only because it presents a great economic value to man but it is an ecosystem widely affected by the growing anthropogenic pollution. Most of the studies performed relate to adverse effects in development, reproductive or endocrine disruption but little is known about the possible effects in bone formation and skeletal development. In this study, we set out to evaluate the effects of 8 aquatic pollutants on the skeletal development using an in vivo system, the zebrafish larvae aged 20 days post-fertilization, through chronic exposure. Several endpoints were considered such as the cumulative mortality, total length, occurrence of skeletal deformities and marker gene expression. We were able to establish LD50 values for some pollutants, like 3-methylcholanthrene, lindane, diclofenac, cobalt and vanadate and found that the total length was not affected by any of the pollutants tested. Cobalt was the most harmful chemical to affect hatching time, severely affecting the ability of the zebrafish embryos to hatch and overall the number of deformities increased upon exposure to tested chemicals but no patterns of deformities were identified. We also propose that 3-methylcholanthrene has an osteogenic effect, affecting osteoblast and osteoclast function and that op levels can act as a mediator of 3-methylcholanthrene toxic stress to the osteoblast. In turn we found naphthalene to probably have a chondrogenic effect. Our results provided new insights into the potential osteotoxicity of environmental pollutants. Future studies should aim at confirming these preliminary data and at determining mechanisms of osteotoxicity.

Modulation de la neurogénèse par la glycine

Les vertébrés, du poisson à l'homme, possèdent un potentiel membranaire médié en partie par les ions chlorure (Cl-). L’une des premières formes d’activité neuronale lors du développement est la dépolarisation médiée par les ions chlorures extrudés par les canaux glycinergiques (GlyR) et GABAergiques. Cette dépolarisation est rendu possible grâce à l’expression retardée du co-transporteur d’ions chlorure et de potassium KCC2 lors du développement qui génère un gradient hyperpolarisant postnatalement chez les mammifères. Le rôle de cette dépolarisation précoce paradoxale durant le développement est inconnu. En injectant l’ARNm de KCC2 dans des embryons de poissons zébrés nouvellement fertilisé, nous avons devancé l’expression de ce co-transporteur rendant ainsi la glycine hyperpolarisante dans tous les neurones dès les premières phases du développement. Nous avons aussi ciblé le récepteur glycinergique directement en bloquant son activité et son expression à l’aide d’une drogue spécifique, la strychnine et d’un morpholino antisens (Knockdown). Dans les trois cas (KCC2, strychnine et GlyR KD), les perturbations de l’activité neuronale ont provoqués des erreurs dans la neurogenèse, en particulier une diminution du nombre d’interneurones sans avoir d’effets sur les motoneurones et les neurones sensoriels. De plus, en bloquant les canaux calciques activés à bas voltage dans le développement avec la drogue nifedipine, il y a des erreurs dans la neurogénèse semblables à celles remarquées dans les trois conditions précédentes. Nous concluons que la dépolarisation précoce par la glycine permet l’entrée du calcium et l’activation de la neurogénèse chez les interneurones.

Développement de l’activité rythmique chez l’embryon du poisson-zébré

Les circuits neuronaux peuvent générer une panoplie de rythmes. Nous pouvons séparer les mécanismes de création de ces rythmes en deux grands types. Le premier consiste de circuits contrôlés par des cellules « pacemakers », ayant une activité rythmique intrinsèque, comme dans le ganglion stomatogastique des crustacés. Le deuxième consiste de circuits multi-neuronaux connectés par un réseau synaptique qui permet une activité rythmique sans la présence de neurones pacemakers, tel que démontré pour les circuits de la nage chez plusieurs vertébrés. Malgré nos connaissances des mécanismes de rhythmogénèse chez les vertébrés adultes, les mécanismes de la création et la maturation de ces circuits locomoteurs chez les embryons restent encore inconnus. Nous avons étudié cette question à l’aide du poisson-zébré où les embryons débutent leur activité motrice par des contractions spontanées alternantes à 17 heures post-fertilisation (hpf). Des études ont démontré que cette activité spontanée n’est pas sensible aux antagonistes de la transmission synaptique chimique et ne requiert pas le rhombencéphale. Après 28 hpf, les embryons commencent à nager et se propulser en réponse au toucher. Des études antérieures on démontré que l’apparition de la nage nécessite le rhombencéphale et la transmission synaptique chimique. Cette thèse explore la possibilité que ces changements comportementaux représentent la progression d’un circuit contrôle par un pacemaker à un circuit ou le rythme provient d’un circuit distribué. En mesurant le groupement des contractions de l’activité spontanée, plutôt que la fréquence moyenne, nous avons découvert une nouvelle forme d’activité spontanée qui débute à 22 hpf. Cette activité consiste de deux contractions alternantes à succession très rapide. Contrairement à l’activité spontanée présente dès 17 hpf cette nouvelle forme d’activité requiert le rhombencéphale et la transmission synaptique chimique, comme démontré pour la nage qui apparait à 28 hpf. Cette forme de comportement intermédiaire représente potentiellement une étape transitoire lors de la maturation des circuits moteurs.

Caractérisation fonctionnelle chez le poisson zèbre de l'isoforme protéique WNK1/HSN2 mutée dans la neuropathie héréditaire sensitive et autonome de type 2

La neuropathie humaine sensitive et autonome de type 2 (NHSA 2) est une pathologie héréditaire rare caractérisée par une apparition précoce des symptômes et une absence d’affectation motrice. Cette pathologie entraîne la perte de perception de la douleur, de la chaleur et du froid ainsi que de la pression (toucher) dans les membres supérieurs et inférieurs et est due à des mutations autosomales récessives confinées à l’exon HSN2 de la protéine kinase à sérine/thréonine WNK1 (with-no-lysine protein kinase 1). Cet exon spécifique permettrait de conférer une spécificité au système nerveux à l’isoforme protéique WNK1/HSN2. La kinase WNK1 est étudiée en détails, en particulier au niveau du rein, mais son rôle au sein du système nerveux demeure inconnu. Considérant le début précoce de la neuropathie et le manque d’innervation sensorielle révélé par des biopsies chez les patients NHSA2, notre hypothèse de recherche est que les mutations tronquantes menant à la NHSA de type 2 causent une perte de fonction de l’isoforme WNK1/HSN2 spécifique au système nerveux entraînant un défaut dans le développement du système nerveux sensoriel périphérique. Chez l’embryon du poisson zèbre, WNK1/HSN2 est exprimé au niveau des neuromastes de la ligne latérale postérieure, un système mécanosensoriel périphérique. Nous avons obtenu des embryons knockdown pour WNK1/HSN2 par usage d’oligonucléotides morpholino antisens (AMO). Nos trois approches AMO ont révélé des embryons présentant des défauts d’établissement au niveau de la ligne latérale postérieure. Afin de déterminer la voie pathogène impliquant l’isoforme WNK1/HSN2, nous nous sommes intéressés à l’interaction rapportée entre la kinase WNK1 et le co-transporteur neuronal KCC2. Ce dernier est une cible de phosphorylation de WNK1 et son rôle dans la promotion de la neurogenèse est bien connu. Nous avons détecté l’expression de KCC2 au niveau de neuromastes de la ligne latérale postérieure et observé une expression accrue de KCC2 chez les embryons knockdown pour WNK1/HSN2 à l’aide de RT-PCR semi-quantitative. De plus, une sur-expression d’ARN humain de KCC2 chez des embryons a produit des défauts dans la ligne latérale postérieure, phénocopiant le knockdown de WNK1/HSN2. Ces résultats furent validés par un double knockdown, produisant des embryons n’exprimant ni KCC2, ni WNK1/HSN2, dont le phénotype fut atténué. Ces résultats nous mènent à suggérer une voie de signalisation où WNK1/HSN2 est en amont de KCC2, régulant son activation, et possiblement son expression. Nous proposons donc que la perte de fonction de l’isoforme spécifique cause un débalancement dans les niveaux de KCC2 activée, menant à une prolifération et une différenciation réduites des progéniteurs neuronaux du système nerveux périphérique. Les défauts associés à la NHSA de type 2 seraient donc de nature développementale et non neurodégénérative.

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.

Sediment-contact fish embryo toxicity assay with Danio rerio to assess particle-bound pollutants in the Tiete River Basin (Sao Paulo, Brazil)

The Tiete River and its tributary Pinheiros River receive a highly complex organic and inorganic pollutants load from sanitary sewage and industrial sources, as well as agricultural and agroindustrial activities. The aim of the present study was to evaluate the embryotoxic and teratogenic effects of sediments from selected locations in the Tiete River Basin by means of the sediment contact embryo toxicity assay with Danio rerio, in order to provide a comprehensive and realistic insight into the bioavailable hazard potential of these sediment samples. Lethal and sub-lethal effects were recorded, and high embryo toxicity could be found in the samples not only in the vicinity of the megacity Sao Paulo (Billings reservoir and Pinheiros River samples), but also downstream (in the reservoirs Barra Bonita, Promissao and Tres Irmaos). Results confirm that most toxicity is due to the discharges of the metropolitan area of Sao Paulo. However, they also indicate additional sources of pollutants along the river course, probably from industrial, agricultural and agroindustrial residues, which contribute to the degradation of each area. The sediment contact fish embryo test showed to be powerful tool to detect embryo toxicity in sediments, not only by being a sensitive method, but also for taking into account bioavailability. This test provides an ecological highly realistic and relevant exposure scenario, and should therefore be added in ecotoxicological sediment quality assessments. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

The small molecule, genistein, increases hepcidin expression in human hepatocytes

Hepcidin, a peptide hormone that decreases intestinal iron absorption and macrophage iron release, is a potential drug target for patients with iron overload syndromes because its levels are inappropriately low in these individuals. Endogenous stimulants of Hepcidin transcription include bone morphogenic protein 6 (BMP6) and interleukin-6 (IL-6) by effects on mothers against decapentaplegic homolog (Smad)4 or signal transducer and activator of transcription (Stat)3, respectively. We conducted a small-scale chemical screen in zebrafish embryos to identify small molecules that modulate hepcidin expression. We found that treatment with the isoflavone, genistein, from 28-52 hours postfertilization in zebrafish embryos enhanced Hepcidin transcript levels, as assessed by whole-mount in situ hybridization and quantitative real-time reverse-transcriptase polymerase chain reaction. Genistein's stimulatory effect was conserved in human hepatocytes: Genistein treatment of HepG2 cells increased both Hepcidin transcript levels and promoter activity. We found that genistein's effect on Hepcidin expression did not depend on estrogen receptor signaling or increased cellular iron uptake, but was impaired by mutation of either BMP response elements or the Stat3-binding site in the Hepcidin promoter. RNA sequencing of transcripts from genistein-treated hepatocytes indicated that genistein up-regulated 68% of the transcripts that were up-regulated by BMP6; however, genistein raised levels of several transcripts involved in Stat3 signaling that were not up-regulated by BMP6. Chromatin immunoprecipitation and ELISA experiments revealed that genistein enhanced Stat3 binding to the Hepcidin promoter and increased phosphorylation of Stat3 in HepG2 cells. Conclusion: Genistein is the first small-molecule experimental drug that stimulates Hepcidin expression in vivo and in vitro. These experiments demonstrate the feasibility of identifying and characterizing small molecules that increase Hepcidin expression. Genistein and other candidate molecules may subsequently be developed into new therapies for iron overload syndromes.

Novas alternativas terapêuticas para o tratamento da Criptococose: análogos de Resveratrol e microRNAs

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Duplications of BHLHA9 are associated with ectrodactyly and tibia hemimelia inherited in non-Mendelian fashion

Background Split-hand/foot malformation (SHFM)-also known as ectrodactyly-is a congenital disorder characterised by severe malformations of the distal limbs affecting the central rays of hands and/or feet. A distinct entity termed SHFLD presents with SHFM and long bone deficiency. Mouse models suggest that a defect of the central apical ectodermal ridge leads to the phenotype. Although six different loci/mutations (SHFM1-6) have been associated with SHFM, the underlying cause in a large number of cases is still unresolved. Methods High resolution array comparative genomic hybridisation (CGH) was performed in patients with SHFLD to detect copy number changes. Candidate genes were further evaluated for expression and function during limb development by whole mount in situ hybridisation and morpholino knock-down experiments. Results Array CGH showed microduplications on chromosome 17p13.3, a locus previously associated with SHFLD. Detailed analysis of 17 families revealed that this copy number variation serves as a susceptibility factor for a highly variable phenotype with reduced penetrance, particularly in females. Compared to other known causes for SHFLD 17p duplications appear to be the most frequent cause of SHFLD. A similar to 11.8 kb minimal critical region was identified encompassing a single gene, BHLHA9, a putative basic loop helix transcription factor. Whole mount in situ hybridisation showed expression restricted to the limb bud mesenchyme underlying the apical ectodermal ridge in mouse and zebrafish embryos. Knock down of bhlha9 in zebrafish resulted in shortening of the pectoral fins. Conclusions Genomic duplications encompassing BHLHA9 are associated with SHFLD and non-Mendelian inheritance characterised by a high degree of non-penetrance with sex bias. Knock-down of bhlha9 in zebrafish causes severe reduction defects of the pectoral fin, indicating a role for this gene in limb development.