Secretion and processing of a novel multi-domain cystatin-like protein by intracellular stages of Trichinella spiralis

The excretory-secretory (ES) proteins of nematode parasites are of major interest as they function at the host-parasite interface and are likely to have roles crucial for successful parasitism. Furthermore, the ES proteins of intracellular nematodes such as Trichinella spiralis may also function to regulate gene expression in the host cell. In a recent proteomic analysis we identified a novel secreted cystatin-like protein from T. spiralis L1 muscle larva. Here we show that the protein, MCD-1 (multi-cystatin-like domain protein 1), contains three repeating cystatin-like domains and analysis of the mcd-1 gene structure suggests that the repeated domains arose from duplication of an ancestral cystatin gene. Cystatins are a diverse group of cysteine protease inhibitors and those secreted by parasitic nematodes are important immuno-modulatory factors. The cystatin superfamily also includes cystatin-like proteins that have no cysteine protease inhibitory activity. A recombinant MCD-1 protein expressed as a GST-fusion protein in Escherichia coli failed to inhibit papain in vitro suggesting that the T. spiralis protein is a new member of the non-inhibitory cystatin-related proteins. MCD-1 secreted from T. spiralis exists as high- and low-molecular weight isoforms and we show that a recombinant MCD-1 protein secreted by HeLa cells undergoes pH-dependent processing that may result in the release of individual cystatin-like domains. Furthermore, we found that mcd-1 gene expression is largely restricted to intracellular stages with the highest levels of expression in the adult worms. It is likely that the major role of the protein is during the intestinal stage of T. spiralis infections.

STI-571 (imatinib mesylate) enhances the apoptotic efficacy of pyrrolo-1,5-benzoxazepine-6, a novel microtubule-targeting agent, in both STI-571-sensitive and -resistant Bcr-Abl-positive human chronic myeloid leukemia cells

Interactions between the Bcr-Abl kinase inhibitor STI-571 (imatinib mesylate) and a novel microtubule-targeting agent (MTA), pyrrolo-1,5-benzoxazepine (PBOX)-6, were investigated in STI-571-sensitive and -resistant human chronic myeloid leukemia (CML) cells. Cotreatment of PBOX-6 with STI-571 induced significantly more apoptosis in Bcr-Abl-positive CML cell lines (K562 and LAMA-84) than either drug alone (P < 0.01). Cell cycle analysis of propidium iodide-stained cells showed that STI-571 significantly reduced PBOX-6-induced G2M arrest and polyploid formation with a concomitant increase in apoptosis. Similar results were obtained in K562 CML cells using lead MTAs (paclitaxel and nocodazole) in combination with STI-571. Potentiation of PBOX-6-induced apoptosis by STI-571 was specific to Bcr-Abl-positive leukemia cells with no cytoxic effects observed on normal peripheral blood cells. The combined treatment of STI-571 and PBOX-6 was associated with the down-regulation of Bcr-Abl and repression of proteins involved in Bcr-Abl transformation, namely the antiapoptotic proteins Bcl-x(L) and Mcl-1. Importantly, PBOX-6/STI-571 combinations were also effective in STI-571-resistant cells. Together, these findings highlight the potential clinical benefits in simultaneously targeting the microtubules and the Bcr-Abl oncoprotein in STI-571-sensitive and -resistant CML cells.

Régulation de la lipoprotéine lipase macrophagique et de LOX-1 par des facteurs métaboliques. Implications dans l’athérosclérose associée au diabète de type 2.

Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont la principale cause de décès dans les pays occidentaux et constituent la principale complication associée au diabète. La lipoprotéine lipase (LPL) est une enzyme clé du métabolisme des lipides et est responsable de l'hydrolyse des lipoprotéines riches en triglycérides (TG). Plusieurs études ont démontré que la LPL sécrétée par les macrophages dans la paroi artérielle est pro-athérogénique. La dysfonction endothéliale caractérise les stades précoces du processus athérosclérotique. Il a été observé qu’un récepteur nouvellement identifié des lipoprotéines de basse densité oxydées (LDLox), le récepteur de type lectine des LDLox (LOX-1), est fortement exprimé dans les lésions athérosclérotiques humaines et dans l’aorte de rats diabétiques, suggérant un rôle clé de LOX-1 dans la pathogénèse de l’athérosclérose diabétique. Au vu du rôle potentiel de la LPL macrophagique et du LOX-1 dans l’athérosclérose associée au diabète de type 2, nous avons évalué la régulation de ces deux molécules pro-athérogéniques par des facteurs métaboliques et inflammatoires augmentés dans le diabète, soit la leptine, l’acide linoléique (LA) et la protéine C-réactive (CRP). Nos résultats démontrent que : 1) Dans les cellules endothéliales aortiques humaines (HAECs), LA augmente l’expression protéique de LOX-1 de façon temps- et dose-dépendante; 2) La pré-incubation de HAECs avec des antioxydants et des inhibiteurs de la NADPH oxydase, de la protéine kinase C (PKC) et du facteur nucléaire-kappa B (NF-kB), inhibe l’effet stimulant de LA sur l’expression protéique de LOX-1; 3) Dans les HAECs traitées avec LA, on observe une augmentation d’expression des isoformes classiques de la PKC; 4) LA augmente de manière significative l’expression génique de LOX-1 ainsi que la liaison des protéines nucléaires extraites des HAECs à la séquence régulatrice NF-kB présente dans le promoteur du gène de LOX-1; 5) LA augmente, via LOX-1, la captation des LDLox par les cellules endothéliales. Pris dans leur ensemble, ces résultats démontrent que LA augmente l’expression endothéliale de LOX-1 in vitro et appuient le rôle clé de LA dans la dysfonction endothéliale associée au diabète. Au vu de nos études antérieures démontrant qu’une expression accrue de LPL macrophagique chez les patients diabétiques de type 2 et que l’augmentation de facteurs métaboliques dans cette maladie, soit l’homocystéine (Hcys), les acides gras et les produits terminaux de glycation (AGE), accroissent l’expression de la LPL macrophagique, nous avons par la suite déterminé l’effet, in vitro, de deux autres facteurs métaboliques et inflammatoires surexprimés dans le diabète, soit la leptine et la CRP, sur l’expression de la LPL macrophagique. Les concentrations plasmatiques de leptine sont élevées chez les patients diabétiques et sont associées à un accroissement des risques cardiovasculaires. Nous avons démontré que : 1) Dans les macrophages humains, la leptine augmente l’expression de la LPL, tant au niveau génique que protéique; 2) L’effet stimulant de la leptine sur la LPL est aboli par la pré-incubation avec un anticorps dirigé contre les récepteurs à la leptine (Ob-R), des inhibiteurs de la PKC et des antioxydants; 3) La leptine augmente l’expression membranaire des isoformes classiques de la PKC et la diminution de l’expression endogène de la PKC, abolit l’effet de la leptine sur l’expression de la LPL macrophagique; 4) Dans les macrophages murins, la leptine augmente le taux de synthèse de la LPL et augmente la liaison de protéines nucléaires à la séquence protéine activée-1 (AP-1) du promoteur du gène de la LPL. Ces observations supportent la possibilité que la leptine puisse représenter un facteur stimulant de la LPL macrophagique dans le diabète. Finalement, nous avons déterminé, in vitro, l’effet de la CRP sur l’expression de la LPL macrophagique. La CRP est une molécule inflammatoire et un puissant prédicteur d’événements cardiovasculaires. Des concentrations élevées de CRP sérique sont documentées chez les patients diabétiques de type 2. Nous avons démontré que : 1) Dans les macrophages humains, la CRP augmente l’expression de la LPL au niveau génique et protéique et la liaison de la CRP aux récepteurs CD32 est nécessaire pour médier ses effets; 2) La pré-incubation de macrophages humains avec des antioxydants, des inhibiteurs de la PKC et de la protéine kinase mitogénique activée (MAPK), prévient l’induction de la LPL par la CRP; 3) La CRP augmente l’activité de la LPL, la génération intracellulaire d’espèces radicalaires oxygénées (ROS), l’expression d’isoformes classiques de la PKC et la phosphorylation des kinases extracellulaires régulées 1/2 (ERK 1/2); 4) Les macrophages murins traités avec la CRP démontrent une augmentation de la liaison des protéines nucléaires à la séquence AP-1 du promoteur du gène de la LPL. Ces données suggèrent que la LPL puisse représenter un nouveau facteur médiant les effets délétères de la CRP dans la vasculopathie diabétique. Dans l’ensemble nos études démontrent le rôle clé de facteurs métaboliques et inflammatoires dans la régulation vasculaire de la LPL et du LOX-1 dans le diabète. Nos données suggèrent que la LPL et le LOX-1 puissent représenter des contributeurs clé de l’athérogénèse accélérée associée au diabète chez l’humain. Mots-clés : athérosclérose, maladies cardiovasculaires, diabète de type 2, macrophage, LPL, cellules endothéliales, LOX-1, stress oxydatif, leptine, LA, CRP.

The BTB/POZ Transcription Factor Miz-1 Is Required To Regulate The Commitment, Survival And Differentiation Of Early B And T Cell Lineages

Les lymphocytes B et T sont issus de cellules progénitrices lymphoïdes de la moelle osseuse qui se différencient grâce à l’action de facteurs de transcription, cytokines et voies de signalisation, dont l’interleukine-7 (IL-7)/IL-7 récepteur (IL-7R). Le facteur de transcription c-Myc est exprimé par les cellules lymphoïdes et contrôle leur croissance et leur différenciation. Cette régulation transcriptionnelle peut être coordonnée par le complexe c-Myc/Myc-Interacting Zinc finger protein-1 (Miz-1). Le but de ce projet était de comprendre les mécanismes qui impliquent Miz-1 et le complexe c-Myc/Miz-1 dans le développement des lymphocytes B et T. Pour réaliser ce projet, des souris déficientes pour le domaine de transactivation de Miz-1 (Miz-1POZ) et des souris à allèles mutantes pour c-MycV394D, mutation qui empêche l’interaction avec Miz-1, ont été générées. La caractérisation des souris Miz 1POZ a démontré que l’inactivation de Miz-1 perturbe le développement des lymphocytes B et T aux stades précoces de leur différenciation qui dépend de l’IL-7. L’analyse de la cascade de signalisation IL-7/IL-7R a montré que ces cellules surexpriment la protéine inhibitrice SOCS1 qui empêche la phosphorylation de STAT5 et perturbe la régulation à la hausse de la protéine de survie Bcl-2. De plus, Miz-1 se lie directement au promoteur de SOCS1 et contrôle son activité. En plus de contrôler l’axe IL-7/IL-7R/STAT5/Bcl-2 spécifiquement aux stades précoces du développement afin d’assurer la survie des progéniteurs B et T, Miz-1 régule l’axe EBF/Pax-5/Rag-1/2 dans les cellules B afin de coordonner les signaux nécessaires pour la différenciation des cellules immatures. La caractérisation des souris c-MycV394D a montré, quant à elle, que les fonctions de Miz-1 dans les cellules B et T semblent indépendantes de c-Myc. Les cellules T des souris Miz-1POZ ont un défaut de différenciation additionnel au niveau de la -sélection, étape où les signaux initiés par le TCR remplacent ceux induits par IL-7 pour assurer la prolifération et la différenciation des thymocytes en stades plus matures. À cette étape du développement, une forme fonctionnelle de Miz-1 semble être requise pour contrôler le niveau d’activation de la voie p53, induite lors du processus de réarrangement V(D)J du TCR. L’expression de gènes pro-apoptotiques PUMA, NOXA, Bax et du régulateur de cycle cellulaire p21CIP1 est régulée à la hausse dans les cellules des souris Miz-1POZ. Ceci provoque un débalancement pro-apoptotique qui empêche la progression du cycle cellulaire des cellules TCR-positives. La survie des cellules peut être rétablie à ce stade de différenciation en assurant une coordination adéquate entre les signaux initiés par l’introduction d’un TCR transgénique et d’un transgène codant pour la protéine Bcl-2. En conclusion, ces études ont montré que Miz-1 intervient à deux niveaux du développement lymphoïde: l’un précoce en contrôlant la signalisation induite par l’IL-7 dans les cellules B et T, en plus de l’axe EBF/Pax-5/Rag-1/2 dans les cellules B; et l’autre tardif, en coordonnant les signaux de survie issus par le TCR et p53 dans les cellules T. Étant donné que les thymocytes et lymphocytes B immatures sont sujets à plusieurs rondes de prolifération, ces études serviront à mieux comprendre l’implication des régulateurs du cycle cellulaire comme c-Myc et Miz-1 dans la génération des signaux nécessaires à la différenciation non aberrante et à la survie des ces cellules. Enfin, les modèles expérimentaux, souris déficientes ou à allèles mutantes, utilisés pour ce travail permettront de mieux définir les bases moléculaires de la transformation maligne des lymphocytes B et T et de révéler les mécanismes conduisant au lymphome.

Rôle de l’enzyme PAS kinase dans la régulation du facteur de transcription PDX-1 dans la cellule bêta pancréatique.

Le diabète de type 2 (DT2) se caractérise par une production insuffisante d'insuline par le pancréas ainsi qu'une résistance des tissus périphériques à l'action de l'insuline. Dans les cellules bêta pancréatiques, le glucose stimule la production de l'insuline en induisant la transcription de son gène et la traduction ainsi que la sécrétion de sa protéine. Paradoxalement, une exposition prolongée et simultanée de ces cellules à de hautes concentrations de glucose en présence d'acides gras conduit à la détérioration de la fonction bêta pancréatique et au développement du DT2. Toutefois, les mécanismes moléculaires responsables de ces effets du glucose ne sont que partiellement connus. L'objectif du travail décrit dans cette thèse est d'identifier les mécanismes responsables de la régulation de la transcription du gène de l'insuline. PDX-1 (de l’anglais pour pancreatic and duodenal homeobox 1) est un facteur de transcription majeur et essentiel tant pour le développement du pancréas que pour le maintien de sa fonction à l'état adulte. En réponse au glucose, PDX-1 se lie au promoteur du gène de l'insuline et induit sa transcription. Ceci est inhibé par l'acide gras palmitate. Dans la première partie des travaux effectués dans le cadre de cette thèse, nous avons identifié deux mécanismes de régulation de la transcription du gène de l'insuline: le premier via ERK1/2 (de l'anglais pour extracellular-signal-regulated protein kinases 1 and 2) et le second par l’enzyme PASK (pour per-arnt-sim kinase). Nous avons également mis en évidence l'existence d'un troisième mécanisme impliquant l'inhibition de l'expression du facteur de transcription MafA par le palmitate. Nos travaux indiquent que la contribution de la signalisation via PASK est majeure. L'expression de PASK est augmentée par le glucose et inhibée par le palmitate. Sa surexpression dans les cellules MIN6 et les îlots isolés de rats, mime les effets du glucose sur l'expression du gène de l'insuline ainsi que sur l'expression de PDX-1 et prévient les effets délétères du palmitate. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons identifié un nouveau mécanisme par lequel PASK augmente la stabilité protéique de PDX-1, soit via la phosphorylation et l'inactivation de la protéine kinase GSK3 bêta (de l'anglais pour glycogen synthase kinase 3 beta). Le glucose induit la translocation de PDX-1 du cytoplasme vers le noyau, ce qui est essentiel à sa liaison au promoteur de ses gènes cibles. L'exclusion nucléaire de PDX-1 a été observée dans plusieurs modèles ex vivo et in vivo de dysfonction de la cellule bêta pancréatique. Dans le dernier volet de cette thèse, nous avons démontré l'importance de l'utilisation de cellules primaires (îlots isolés et dispersés) pour étudier la translocation nucléaire de PDX-1 endogène étant donné que ce mode de régulation est absent dans les lignées insulino-sécrétrices MIN6 et HIT-T15. Ces études nous ont permis d'identifier et de mieux comprendre les mécanismes régulant la transcription du gène de l'insuline via le facteur de transcription PDX-1. Les cibles moléculaires ainsi identifiées pourraient contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques pour le traitement du diabète de type 2. Mots-clés : Diabète, îlots de Langerhans, cellule bêta pancréatique, gène de l'insuline, PDX-1, PASK, GSK3 bêta, ERK1/2, PKB, glucose, palmitate.

Characterization of polycystin-1 in ADPKD pathogenetic mechanism : biogenesis and functional implications by genetic approaches in mouse

La polykystose rénale autosomique dominante (ADPKD) est une des maladies génétiques les plus communes. ADPKD se manifeste le plus souvent au stade adulte par la présence de kystes rénaux, et bien souvent de kystes hépatiques, avec une progression très variable. ADPKD mène à une insuffisance rénale: les seuls recours sont la dialyse puis la transplantation rénale. Les mutations dispersées sur les gènes PKD1 (majoritairement; la protéine polycystine-1, PC1) et PKD2 (la protéine polycystine-2, PC2) sont responsables de l’ADPKD. Le mécanisme pathogénétique de perte de fonction (LOF) et donc d’un effet récessif cellulaire est évoqué comme causatif de l’ADPKD. LOF est en effet supporté par les modèles murins d’inactivation de gènes PKD1/PKD2, qui développent de kystes, quoique in utéro et avec une rapidité impressionnante dans les reins mais pas dans le foie. Malgré de nombreuses études in vitro, le rôle de PC1/PC2 membranaire/ciliaire reste plutôt hypothétique et contexte-dépendant. Ces études ont associé PC1/PC2 à une panoplie de voies de signalisation et ont souligné une complexité structurelle et fonctionnelle exceptionnelle, dont l’implication a été testée notamment chez les modèles de LOF. Toutefois, les observations patho-cellulaires chez l’humain dont une expression soutenue, voire augmentée, de PKD1/PC1 et l’absence de phénotypes extrarénaux particuliers remet en question l’exclusivité du mécanisme de LOF. Il était donc primordial 1) d’éclaircir le mécanisme pathogénétique, 2) de générer des outils in vivo authentiques d’ADPKD en terme d’initiation et de progression de la maladie et 3) de mieux connaitre les fonctions des PC1/PC2 indispensables pour une translation clinique adéquate. Cette thèse aborde tous ces points. Tout d’abord, nous avons démontré qu’une augmentation de PKD1 endogène sauvage, tout comme chez l’humain, est pathogénétique en générant et caractérisant en détail un modèle murin transgénique de Pkd1 (Pkd1TAG). Ce modèle reproduit non seulement les caractéristiques humaines rénales, associées aux défauts du cil primaire, mais aussi extrarénales comme les kystes hépatiques. La sévérité du phénotype corrèle avec le niveau d’expression de Pkd1 ce qui supporte fortement un modèle de dosage. Dans un deuxième temps, nous avons démontré par les études de complémentations génétiques que ces deux organes reposent sur une balance du clivage GPS de Pc1, une modification post-traductionelle typique des aGPCR, et dont l’activité et l’abondance semblent strictement contrôlées. De plus, nous avons caractérisé extensivement la biogénèse de Pc1 et de ses dérivés in vivo générés suite au clivage GPS. Nous avons identifié une toute nouvelle forme et prédominante à la membrane, la forme Pc1deN, en plus de confirmer deux fragments N- et C-terminal de Pc1 (NTF et CTF, respectivement) qui eux s’associent de manière non-covalente. Nous avons démontré de façon importante que le trafic de Pc1deN i.e., une forme NTF détachée du CTF, est toutefois dépendant de l’intégrité du fragment CTF in vivo. Par la suite, nous avons généré un premier modèle humanisant une mutation PKD1 non-sens tronquée au niveau du domaine NTF(E3043X) en la reproduisant chez une souris transgénique (Pkd1extra). Structurellement, cette mutation, qui mimique la forme Pc1deN, s’est également avérée causative de PKD. Le modèle Pkd1extra a permis entre autre de postuler l’existence d’une cross-interaction entre différentes formes de Pc1. De plus, nos deux modèles murins sont tous les deux associés à des niveaux altérés de c-Myc et Pc2, et soutiennent une implication réelle de ces derniers dans l’ADPKD tou comme une interaction fonctionnelle entre les polycystines. Finalement, nous avons démontré un chevauchement significatif entre l’ADPKD et le dommage rénal aigüe (ischémie/AKI) dont une expression augmentée de Pc1 et Pc2 mais aussi une stimulation de plusieurs facteurs cystogéniques tel que la tubérine, la β-caténine et l’oncogène c-Myc. Nos études ont donc apporté des évidences cruciales sur la contribution du gène dosage dans l’ADPKD. Nous avons développé deux modèles murins qui serviront d’outil pour l’analyse de la pathologie humaine ainsi que pour la validation préclinique ADPKD. L’identification d’une nouvelle forme de Pc1 ajoute un niveau de complexité supplémentaire expliquant en partie une capacité de régulation de plusieurs voies de signalisation par Pc1. Nos résultats nous amènent à proposer de nouvelles approches thérapeutiques: d’une part, le ciblage de CTF i.e., de style chaperonne, et d’autre part le ciblage de modulateurs intracellulaires (c-Myc, Pc2, Hif1α). Ensemble, nos travaux sont d’une importance primordiale du point de vue informatif et pratique pour un avancement vers une thérapie contre l’ADPKD. Le partage de voies communes entre AKI et ADPKD ouvre la voie aux approches thérapeutiques parallèles pour un traitement assurément beaucoup plus rapide.

Amino acid substitutions in σ1 and μ1 outer capsid proteins are selected during mammalian reovirus adaptation to Vero cells

Establishment of viral persistence in cell culture has previously led to the selection of mammalian reovirus mutants, although very few of those have been characterized in details. In the present study, reovirus was adapted to Vero cells that, in contrast to classically-used L929 cells, are inefficient in supporting the early steps of reovirus uncoating and are also unable to produce interferon as an antiviral response once infection occurs. The Vero cell-adapted reovirus exhibits amino acids substitutions in both the σ1 and μ1 proteins. This contrasts with uncoating mutants from persistently-infected L929 cells, and various other cell types, that generally harbor amino acids substitutions in the σ3 outer capsid protein. The Vero cell-adapted virus remained sensitive to an inhibitor of lysosomal proteases; furthermore, in the absence of selective pressure for its maintenance, t he virus has partially lost its ability to resist interferon. The positions of the amino acids substitutions on the known protein structures suggest an effect on binding of the viral σ1 protein to the cell surface and on μ1 disassembly from the outer capsid.

Platelet nitric oxide synthase is activated by tyrosine dephosphorylation: possible role for SHP-1 phosphatase

Background: Endothelial nitric oxide synthase (eNOS) activity in endothelial cells is regulated by post-translational phosphorylation of critical serine, threonine and tyrosine residues in response to a variety of stimuli. However, the post-translational regulation of eNOS in platelets is poorly defined. Objectives: We investigated the role of tyrosine phosphorylation in the regulation of platelet eNOS activity. Methods: Tyrosine phosphorylation of eNOS and interaction with the tyrosine phosphatase SHP-1 were investigated by coimmunoprecipitation and immunoblotting. An in vitro immunoassay was used to determine eNOS activity together with the contribution of protein tyrosine phosphorylation. Results: We found platelet eNOS was tyrosine phosphorylated under basal conditions. Thrombin induced a dose- and time-dependent increase in eNOS activity without altering overall level of tyrosine phosphorylation, although we did observe evidence of minor tyrosine dephosphorylation. In vitro tyrosine dephosphorylation of platelet eNOS using a recombinant protein tyrosine phosphatase enhanced thrombin-induced activity compared to thrombin alone, but had no effect on endothelial eNOS activity either at basal or after stimulation with bradykinin. Having shown that dephosphorylation could modulate platelet eNOS activity we examined the role of potential protein phosphatases important for platelet eNOS activity. We found SHP-1 protein tyrosine phosphatase, co-associated with platelet eNOS in resting platelets, but does not associate with eNOS in endothelial cells. Stimulation of platelets with thrombin increased SHP-1 association with eNOS, while inhibition of SHP-1 abolished the ability of thrombin to induce elevated eNOS activity. Conclusions: Our data suggest a novel role for tyrosine dephosphorylation in platelet eNOS activation, which may be mediated by SHP-1.

Expression of SOD1 G93A or wild-type SOD1 in primary cultures of astrocytes down-regulates the glutamate transporter GLT-1: lack of involvement of oxidative stress

Glutamate excitotoxicity is implicated in the aetiology of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) with impairment of glutamate transport into astrocytes a possible cause of glutamate-induced injury to motor neurons. It is possible that mutations of Cu/Zn superoxide dismutase (SOD1), responsible for about 20% of familial ALS, down-regulates glutamate transporters via oxidative stress. We transfected primary mouse astrocytes to investigate the effect of the FALS-linked mutant hSOD1(G93A) and wild-type SOD1 (hSOD1(wt)) on the glutamate uptake system. Using western blotting, immunocytochemistry and RT-PCR it was shown that expression of either hSOD1(G93A) or hSOD1(wt) in astrocytes produced down-regulation of the levels of a glutamate transporter GLT-1, without alterations in its mRNA level. hSOD1(G93A) or hSOD1(wt) expression caused a decrease of the monomeric form of GLT-1 without increasing oxidative multimers of GLT-1. The effects were selective to GLT-1, since another glutamate transporter GLAST protein and mRNA levels were not altered. Reflecting the decrease in GLT-1 protein, [H-3]D-aspartate uptake was reduced in cultures expressing hSOD1(G93A) or hSOD1(wt). The hSOD1-induced decline in GLT-1 protein and [H-3]D-aspartate uptake was not blocked by the antioxidant Trolox nor potentiated by antioxidant depletion using catalase and glutathione peroxidase inhibitors. Measurement of 2',7'-dichlorofluorescein (DCF)-induced fluorescence revealed that expression of hSOD1(G93A) or hSOD1(wt) in astrocytes does not lead to detectable increase of intracellular reactive oxygen species. This study suggests that levels of GLT-1 protein in astrocytes are reduced rapidly by overexpression of hSOD1, and is due to a property shared between the wild-type and G93A mutant form, but does not involve the production of intracellular oxidative stress.

O-GlcNAcylation contributes to the vascular effects of ET-1 via activation of the RhoA/Rho-kinase pathway

Aims Glycosylation with beta-N-acetylglucosamine (O-GlcNAcylation) is one of the most complex post-translational modifications. The cycling of O-GlcNAc is controlled by two enzymes: UDP-NAc transferase (OGT) and O-GlcNAcase (OGA). We recently reported that endothelin-1 (ET-1) augments vascular levels of O-GlcNAcylated proteins. Here we tested the hypothesis that O-GlcNAcylation contributes to the vascular effects of ET-1 via activation of the RhoA/Rho-kinase pathway. Methods and results Incubation of vascular smooth muscle cells (VSMCs) with ET-1 (0.1 mu M) produces a time-dependent increase in O-GlcNAc levels. ET-1-induced O-GlcNAcylation is not observed when VSMCs are previously transfected with OGT siRNA, treated with ST045849 (OGT inhibitor) or atrasentan (ET(A) antagonist). ET-1 as well as PugNAc (OGA inhibitor) augmented contractions to phenylephrine in endothelium-denuded rat aortas, an effect that was abolished by the Rho kinase inhibitor Y-27632. Incubation of VSMCs with ET-1 increased expression of the phosphorylated forms of myosin phosphatase target subunit 1 (MYPT-1), protein kinase C-potentiated protein phosphatase 1 inhibitor protein (protein kinase C-potentiated phosphatase inhibitor-17), and myosin light chain (MLC) and RhoA expression and activity, and this effect was abolished by both OGT siRNA transfection or OGT inhibition and atrasentan. ET-1 also augmented expression of PDZ-Rho GEF (guanine nucleotide exchange factor) and p115-Rho GEF in VSMCs and this was prevented by OGT siRNA, ST045849, and atrasentan. Conclusion We suggest that ET-1 augments O-GlcNAcylation and this modification contributes to increased vascular contractile responses via activation of the RhoA/Rho-kinase pathway.

Islet neogenesis-associated protein signaling in neonatal pancreatic rat islets: involvement of the cholinergic pathway

Islet neogenesis associated protein (INGAP) increases islet mass and insulin secretion in neonatal and adult rat islets. lit the Present Study, we measured the short- and long-term effects of INGAP-PP (a pentadecapeptide having the 104-118 amino acid sequence of INGAP) upon islet protein expression and phosphorylation of components of the PI3K, MAPK and cholinergic pathways, and on insulin secretion. Short-term exposure of neonatal islets to INGAP-PP (90 s, 5, 15, and 30 min) significantly increased Akt1(-Ser473) and MAPK3/1(-Thr202/Tyr204) phosphorylation and INGAP-PP also acutely increased insulin secretion from islets perifused with 2 and 20 mM glucose. Islets cultured for 4 days in the presence of INGAP-PP showed an increased expression of Akt1, Frap1, and Mapk1 mRNAs as well as of the muscarinic M3 receptor subtype, and phospholipase C (PLC)-beta 2 proteins. These islets also showed increased Akt1 and MAPK3/1 protein phosphorylation. Brief exposure of INGAP-P-treated islets to carbachol (Cch) significantly increased P70S6K(-Thr389) and MAPK3/1 phosphorylation and these islets released more insulin when challenged with Cch that was prevented by the M3 receptor antagonist 4-DAMP in a concentration-dependent manner. In conclusion, these data indicate that short- and long-term exposure to INGAP-PP significantly affects the expression and the phosphorylation of proteins involved in islet PI3K and MAPK signaling pathways. The observations of INGAPP-PP-stimulated up-regulation of cholinergic M3 receptors and PLC-beta 2 proteins, enhanced P70S6K and MAIIK3/1 phosphorylation and Cch-induced insulin secretion suggest a participation of the cholinergic pathway in INGAP-PP-mediated effects.

Identification of non-zein proteins in BR473 maize protein bodies by LC-nanoESI-MS/MS

The nutritional value of maize seed is limited due to its high content of storage proteins (zeins), which are deficient in essential amino acids such as lysine and tryptophan. In a previous paper, we showed that protein bodies obtained from BR473 maize variety, developed by Embrapa (Brazilian Agricultural Research Corporation), were mainly constituted by Z27 and a smaller quantity of Z50 gamma-zeins. Besides zein proteins, other not identified protein band in the SDS/PAGE was also observed, which could indicate the presence of non-zein proteins additionally to gamma-zeins. In the present paper, we have demonstrated the presence of non-zein proteins in BR473 maize protein bodies by LC-nanoESI-MS/MS and database searching. This fact could be related to the excellent energetic value and higher protein quality of BR473 maize grains, since high lysine concentration in some maize varieties has been related to the presence of cytoskeleton proteins that are non-zeins. We have identified the following proteins: Brittle-1 protein (chloroplast precursor), Legumin-1, glyceroldehyde-3-phosphate dehydrogenase, and elongation factor 1-alpha.

Estudo da expressão imuno-histoquímica das proteínas MMP-9, MMP-13 e TIMP-1 em ameloblastomas e tumores odontogênicos ceratocistos

Ameloblastomas and keratocystic odontogenic tumors (KOT) represent odontogenic lesions that, despite their benign nature, are distinguished by a distinct biological behavior, characterized by locally aggressive growth and recurrent episodes. The gnathic bone resorption caused by the growth of these lesions is a key to the expansion of the same, both being mediated by osteoclastic cells like enzymatic activity of various matrix metalloproteinases (MMPs) factor. The expression of stimulatory factors and inhibitors of bone resorption has been correlated with the development of these lesions, with emphasis to some MMPs such as collagenases and gelatinases and tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs), among others. Based on the premise that stimulatory and inhibitory factors of osteolytic processes can be decisive for the growth rate of intraosseous odontogenic lesions, this experiment evaluated the immunoreactivity of MMP-9, -13 and TIMP-1 protein in the epithelium and mesenchyme of ameloblastoma and the KOT specimens, by a quantitative analysis of the immunoreactivity cells. Statistical analysis was performed using the Mann-Whitney and Wilcoxon tests with a significance level set at 5 %. Immunohistochemical expression of MMP-9, -13 and TIMP-1 was observed in 100% of cases both in the epithelium and in mesenchyme. The immunoreactivity in the epithelium of KOT and ameloblastomas revealed a predominance of score 3 for MMP-9 (p=0.382) and MMP-13 (p=0.069) and no statistically significance for TIMP-1, the latter being significantly higher immunoreactivity in ameloblastomas. In the mesenchyme, there was a higher score immunoreactivity of MMP-13 (p=0.031) in ameloblastomas in relation to KOT, whereas for MMP-9 and TIMP-1 no statistically significant difference (p=0.403 was observed, p=1.000). The calculation of the ratio of scores revealed expression of proteins in general, similarity of the lesions, a significant predominance of equal expression of TIMP-1 and MMP-9 was observed only in the epithelium of ameloblastoma. The marked immunostaining of MMP-9 , MMP-13 and TIMP-1 in epithelium and mesenchyme of the lesion indicate that these proteins involved in ECM remodeling required for tumor progression, however, specific differences in the expression of some of these proteins, are not sufficient to suggest differences in the biological behavior of ameloblastomas and KOTs

Óxido nítrico, GSTP-1 e p53: qual o papel desses biomarcadores nas lesões prostáticas do cão?

Confeccionou-se um microarranjo de tecido (TMA) com 146 amostras de lesões prostáticas caninas. Este continha 17,2% de hiperplasia prostática benigna (HPB), 32,4% de atrofia inflamatória proliferativa (PIA), 2,6% de prostatite, 8,6% de focos de neoplasia intraepitelial prostática (PIN), 29,1% de carcinomas e 9,3% de próstatas normais. Cortes histológicos sequenciais foram feitos e utilizados para reação de imunoistoquímica com os anticorpos primários anti-p-53, anti-NOS-2 e anti-GSTP. Avaliou-se de cada core o escore de células marcadas para cada anticorpo utilizado. Os resultados foram tabulados por grupo diagnóstico e submetidos ao teste Tuckey. Os carcinomas prostáticos do cão e a PIA apresentaram maior número de amostras (41) com mais de 75% das células positivas para NOS-2, demonstrando a influência do estresse oxidativo no desenvolvimento dessas lesões. As próstatas normais e as afecções desta glândula, HPB, PIA, PIN, prostatite e carcinoma, expressaram a proteína GSTP-1, o que conferiu proteção ao tecido prostático canino a danos oxidativos. A proteína p53 estava presente em todas as amostras estudadas, incluindo o tecido prostático normal, porém as lesões prostáticas apresentaram maior número de amostras com escores mais elevados de marcação (escores três e quatro), presente em 95% dos focos de PIA e carcinoma. Concluiu-se que o aumento de expressão de óxido nítrico nas lesões prostáticas no cão e a expressão de GSTP-1 podem ter protegido o tecido prostático canino e que a expressão de p53 foi positiva e uniforme nas próstatas normais e com lesões hiperplásicas e displásicas.

Expression of protease nexin-1 and plasminogen activators during follicular growth and the periovulatory period in cattle

Extracellular matrix remodeling occurs during ovarian follicular development, mediated by plasminogen activators (PAs) and PA inhibitors including protease nexin-1 (PN-1). In the present study we measured expression/activity of the PA system in bovine follicles at different stages of development by timed collection of ovaries during the first follicular wave and during the periovulatory period, and in follicles collected from an abattoir. The abundance of mRNA encoding PN-1, tissue-type PA (tPA), urokinase (uPA) and PA inhibitor-1 (PAI-1) were initially upregulated by human chorionic gonadotropin (hCG) in bovine preovulatory follicular wall homogenates. PN-1, PAI-1 and tPA mRNA expression then decreased near the expected time of ovulation, whereas uPA mRNA levels remained high. PN-1 concentration in follicular fluid (FF) decreased and reached the lowest level at the time of ovulation, whereas plasmin activity in FF increased significantly after hCG. Follicles collected from the abattoir were classified as non-atretic, early-atretic or atretic based on FF estradiol and progesterone content: PN-1 protein levels in FF were significantly higher in non-atretic than in atretic follicles, and plasmin activity was correspondingly higher in the atretic follicles. No changes in PN-1 levels in FF were observed during the growth of pre-deviation follicles early in a follicular wave. These results indicate that PN-1 may be involved in the process of atresia in non-ovulatory dominant follicles and the prevention of precocious proteolysis in periovulatory follicles.