Isolation of an ovine pulmonary surfactant-associated anionic peptide bactericidal for Pasteurella haemolytica.

Ovine pulmonary surfactant is bactericidal for Pasteurella haemolytica when surfactant and bacteria mixtures are incubated with normal ovine serum. To isolate this component, surfactant (1 mg/ml) was centrifuged at 100,000 x gav, and the supernatant was fractionated by HPLC. Fractions were eluted with acetonitrile (10-100%)/0.1% trifluoracetic acid and tested for bactericidal activity. Amino acid and sequence analysis of three bactericidal fractions showed that fraction 2 contained H-GDDDDDD-OH, fraction 3 contained H-DDDDDDD-OH, and fraction 6 contained H-GADDDDD-OH. Peptides in 0.14 M NaCl/10 microM ZnCl2 (zinc saline solution) induced killing of P. haemolytica and other bacteria comparable to defensins and beta-defensins [minimal bactericidal concentration (MBC)50 range, 0.01-0.06 mM] but not in 0.14 M NaCl/10 mM sodium phosphate buffer, pH 7.2/0.5 mM CaCl2/0.15 mM MgCl2 (MBC50 range, 2.8-11.5 mM). Bactericidal activity resided in the core aspartate hexapeptide homopolymeric region, and MBC50 values of aspartate dipeptide-to-heptapeptide homopolymers were inversely proportional to the number of aspartate residues in the peptide. P. haemolytica incubated with H-DDDDDD-OH in zinc saline solution was killed within 30 min. Ultrastructurally, cells contained flocculated intracellular constituents. In contrast to cationic defensins and beta-defensins, surfactant-associated anionic peptides are smaller in size, opposite in charge, and are bactericidal in zinc saline solution. They are members of another class of peptide antibiotics containing aspartate, which when present in pulmonary secretions may help clear bacteria as a part of the innate pulmonary defense system.

Pulmonary malformation in transgenic mice expressing human keratinocyte growth factor in the lung.

Expression of human keratinocyte growth factor (KGF/FGF-7) was directed to epithelial cells of the developing embryonic lung of transgenic mice disrupting normal pulmonary morphogenesis during the pseudoglandular stage of development. By embryonic day 15.5(E15.5), lungs of transgenic surfactant protein C (SP-C)-KGF mice resembled those of humans with pulmonary cystadenoma. Lungs were cystic, filling the thoracic cavity, and were composed of numerous dilated saccules lined with glycogen-containing columnar epithelial cells. The normal distribution of SP-C proprotein in the distal regions of respiratory tubules was disrupted. Columnar epithelial cells lining the papillary structures stained variably and weakly for this distal respiratory cell marker. Mesenchymal components were preserved in the transgenic mouse lungs, yet the architectural relationship of the epithelium to the mesenchyme was altered. SP-C-KGF transgenic mice failed to survive gestation to term, dying before E17.5. Culturing mouse fetal lung explants in the presence of recombinant human KGF also disrupted branching morphogenesis and resulted in similar cystic malformation of the lung. Thus, it appears that precise temporal and spatial expression of KGF is likely to play a crucial role in the control of branching morphogenesis during fetal lung development.

Two cystic fibrosis transmembrane conductance regulator mutations have different effects on both pulmonary phenotype and regulation of outwardly rectified chloride currents.

Cystic fibrosis (CF), a disorder of electrolyte transport manifest in the lungs, pancreas, sweat duct, and vas deferens, is caused by mutations in the CF transmembrane conductance regulator (CFTR). The CFTR protein has been shown to function as a cAMP-activated chloride channel and also regulates a separate protein, the outwardly rectifying chloride channel (ORCC). To determine the consequence of disease-producing mutations upon these functions, mutant CFTR was transiently expressed in Xenopus oocytes and in human airway epithelial cells lacking functional CFTR. Both G551D, a mutation that causes severe lung disease, and A455E, a mutation associated with mild lung disease, altered but did not abolish CFTR's function as a chloride channel in Xenopus oocytes. Airway epithelial cells transfected with CFTR bearing either A455E or G551D had levels of chloride conductance significantly greater than those of mock-transfected and lower than those of wild-type CFTR-transfected cells, as measured by chloride efflux. A combination of channel blockers and analysis of current-voltage relationships were used to dissect the contribution of CFTR and the ORCC to whole cell currents of transfected cells. While CFTR bearing either mutation could function as a chloride channel, only CFTR bearing A455E retained the function of regulating the ORCC. These results indicate that CF mutations can affect CFTR functions differently and suggest that severity of pulmonary disease may be more closely associated with the regulatory rather than chloride channel function of CFTR.

Oxygen as a key developmental regulator of Rhizobium meliloti N2-fixation gene expression within the alfalfa root nodule.

The symbiotic pattern of expression of Rhizobium meliloti N2-fixation genes is tightly coupled with the histological organization of the alfalfa root nodule and thus is under developmental control. N2-fixation gene expression is induced very sharply at a particular zone of the nodule called interzone II-III that precedes the zone where N2 fixation takes place. We show here that this coupling can be disrupted, hereby resulting in ectopic expression of N2-fixation genes in the prefixing zone II of the nodule. Uncoupling was obtained either by using a R. meliloti strain in which a mutation rendered N2-fixation gene expression constitutive with respect to oxygen in free-living bacterial cultures or by placing nodules induced by a wild-type R. meliloti strain in a microoxic environment. These results implicate oxygen as a key determinant of the symbiotic pattern of N2-fixation gene expression.

Underuse of beta-blockers in heart failure and chronic obstructive pulmonary disease

Acknowledgments The data in this article have been partly presented in preliminary abstract form as a poster at the winter meeting of the British Thoracic Society, London, 2 December 2015 (10.1136/thoraxjnl-2015-207770.161).

Biochemical mechanisms involved in pulmonary hypo-alveolarization induced by peroxides contaminating parenteral nutrition in newborn guinea pig

La dysplasie broncho-pulmonaire (DBP), caractérisée par un défaut de l’alvéolarisation, est une complication pathologique associée à un stress oxydant chez le nouveau-né prématuré. La DBP est présente chez près de 50 % des nouveau-nés de moins de 29 semaines de gestation. La nutrition parentérale (NP) que ces nouveau-nés reçoivent pour cause d’immaturité gastro-intestinale est une source importante de stress oxydant. En effet, leur NP est contaminée par des peroxydes, dont l’ascorbylperoxyde qui est une forme peroxydée du déshydroascorbate. La génération des peroxydes est catalysée par la lumière ambiante. La photoprotection de la NP, quoique difficile d’application en clinique, est associée à une diminution de l’incidence de la DBP chez les enfants prématurés. Chez l’animal nouveau-né, la photoprotection de la NP est associée à un meilleur développement alvéolaire. Ainsi, nous émettons l’hypothèse que l’ascorbylperoxide infusé avec la NP cause la perte d’alvéoles suite à une apoptose exagérée induite par l’oxydation du potentiel redox du glutathion. Cette oxydation du potentiel redox serait occasionnée par l’inhibition de la transformation hépatique de la méthionine en cystéine, menant à une diminution de la synthèse de glutathion au foie et dans les tissus tels que les poumons. La confirmation de cette hypothèse suggérera qu’un ajout de glutathion dans la NP permettra une meilleure détoxification de l’ascorbylperoxide par l’action de la glutathion peroxydase, et préviendra l’oxydation du potentiel redox et ainsi, la perte d'alvéoles par apoptose. Objectifs : Le but de mon projet de recherche est de comprendre les mécanismes biochimiques liant la NP et le développement de la DBP chez le nouveau-né prématuré et de proposer une alternative nutritionnelle prévenant le développement de cette complication fréquemment observée dans cette population. Les objectifs spécifiques sont : 1) d’évaluer l’impact, au poumon, de l’infusion de l’ascorbylperoxyde sur l’axe métabolique potentiel redox du glutathion - apoptose - le développement alvéolaire; 2) d’étudier l’impact de l’ascorbylperoxyde et du potentiel redox sur l’activité hépatique de la méthionine adénosyltransférase (MAT), première enzyme de la cascade métabolique transformant la méthionine en cystéine; et 3) de tenter de prévenir l’impact négatif de la NP ou de l’infusion d’ascorbylperoxyde sur le poumon en améliorant le statut en glutathion. Méthodes: Par un cathéter fixé dans la jugulaire, des cochons d’Inde de trois jours de vie (n = 8 par groupe) ont reçu en continu durant 4 jours une NP ou une solution de base (dextrose + NaCl) enrichie des différentes molécules à l’essai. Le premier objectif a été atteint en enrichissant la solution de base en ascorbylperoxyde à 0, 20, 60 et 180 μM. Ces solutions contenaient ou non 350 μM H2O2 pour se rapprocher des conditions cliniques. Le second objectif a été atteint en investiguant les mécanismes d’inhibition de la MAT dans des animaux infusés ou non avec des solutions contenant la solution de base, des peroxydes, du glutathion et la NP (dextrose + acides aminés + multivitamines + lipides). Le troisième objectif a été atteint en ajoutant ou non à une solution d’ascorbylperoxide ou à la NP 10 μM de glutathion (GSSG), afin d’obtenir une concentration plasmatique normale de glutathion. Après 4 jours, les poumons étaient prélevés et traités pour la détermination de GSH et GSSG par électrophorèse capillaire, le potentiel redox était calculé selon l'équation de Nernst et le niveau de caspase-3 actif (marqueur d’apoptose) par Western blot et l’index d’alvéolarisation quantifié par le nombre d’interceptes entre des structures histologiques et une droite calibrée. Les données étaient comparées par ANOVA, les effets étaient considérés comme significatifs si le p était inférieur à 0,05. Résultats: L’infusion de l’ascorbylperoxyde, indépendamment du H2O2, a induit une hypoalvéolarisation, une activation de la caspase-3 et une oxydation du potentiel redox de manière dose-dépendante. Ces effets ont été empêchés par l’ajout de GSSG à la NP ou à la solution d’ascorbylperoxyde (180 M). L’ascorbylperoxyde et le H2O2 ont inhibé l’activité de MAT tandis qu’elle était linéairement modulée par la valeur du potentiel redox hépatique. Conclusion : Nos résultats suggèrent que l’ascorbylperoxyde est l’agent actif de la NP conduisant au développement de la DBP. Ainsi la correction des bas niveaux de glutathion induits par les peroxydes de la NP favorise la détoxification des peroxydes et la correction du potentiel redox pulmonaire ; ce qui a protégé les poumons des effets délétères de la NP en outrepassant l’inhibition de la MAT hépatique. Nos résultats sont d'une grande importance car ils donnent de l'espoir pour une prévention possible de la DBP.

Long-Term Clinical and Imaging Follow-Up After Reinforced Pulmonary Autograft Ross Procedure.

The Ross operation remains a controversially discussed procedure when performed in the full root technique because concern exists regarding late dilatation of the pulmonary autograft and regurgitation of the neo-aortic valve. In 2008, we published our short-term experience when using external reinforcement of the autograft, which was inserted into a prosthetic Dacron graft. This detail was thought to prevent neoaortic root dilatation. Since 2006, 22 adult patients have undergone a Ross procedure using this technique. Indications were aortic regurgitation (n = 2), aortic stenosis (n = 15), and combined aortic stenosis and insufficiency (n = 5). A bicuspid aortic valve was present in 10 patients. Prior balloon valvuloplasty had been performed in seven patients. No early or late deaths occurred in this small series. One patient required aortic valve replacement early postoperatively, but freedom from late reoperation is 100% in the 21 remaining patients. Echocardiography confirmed the absence of more than trivial aortic insufficiency in 15 patients after a mean of 70 months (range, 14 to 108 months). No autograft dilatation was observed during follow-up and all patients are in New York Heart Association Class I. Autograft reinforcement is a simple and reproducible technical adjunct that may be especially useful in situations known for late autograft dilatation, namely, bicuspid aortic valve, predominant aortic insufficiency, and ascending aortic enlargement. The mid- to long-term results are encouraging because no late aortic root enlargement has been observed and the autograft valve is well functioning in all cases.

Pulmonary hypoplasia and anasarca syndrome in Cika cattle

BACKGROUND: Hydrops foetalis is defined as excessive fluid accumulation within the foetal extravascular compartments and body cavities. It has been described in human and veterinary medicine, but despite several descriptive studies its aetiology is still not fully clarified. Pulmonary hypoplasia and anasarca (PHA) syndrome is a rare congenital abnormality in cattle that is characterised by hydrops foetalis including extreme subcutaneous oedema (anasarca) and undeveloped or poorly formed lungs (pulmonary hypoplasia). Until now, sporadic cases of PHA were reported in cattle breeds like Australian Dexter, Belted Galloway, Maine-Anjou, and Shorthorn. This report describes the first known cases of PHA syndrome in Slovenian Cika cattle. CASE PRESENTATION: A 13-year-old cow aborted a male calf in the seventh month of pregnancy, while a male calf was delivered by caesarean section on the due date from a 14-year-old cow. The pedigree analysis showed that the calves were sired by the same bull, the dams were paternal half-sisters and the second calf was the product of a dam-son mating. Gross lesions were similar in both cases and characterized by severe anasarca, hydrothorax, hydropericardium, ascites, hypoplastic lungs, absence of lymph nodes, and an enlarged heart. The first calf was also athymic. Histopathology of the second affected calf confirmed severe oedema of the subcutis and interstitium of the organs, and pulmonary hypoplasia. The lymph vessels in the subcutis and other organs were severely dilated. Histopathology of the second calf revealed also lack of bronchus associated lymphoid tissue and adrenal gland hypoplasia. CONCLUSIONS: The findings were consistent with known forms of the bovine PHA syndrome. This is the first report of the PHA syndrome occurring in the local endangered breed of Cika cattle. Observed inbreeding practice supports that this lethal defect most likely follows an autosomal recessive mode of inheritance. In the light of the disease phenotype it is assumed that a mutation causing an impaired development of lymph vessels is responsible for the hydrops foetalis associated malformations in bovine PHA.

Biochemical mechanisms involved in pulmonary hypo-alveolarization induced by peroxides contaminating parenteral nutrition in newborn guinea pig

La dysplasie broncho-pulmonaire (DBP), caractérisée par un défaut de l’alvéolarisation, est une complication pathologique associée à un stress oxydant chez le nouveau-né prématuré. La DBP est présente chez près de 50 % des nouveau-nés de moins de 29 semaines de gestation. La nutrition parentérale (NP) que ces nouveau-nés reçoivent pour cause d’immaturité gastro-intestinale est une source importante de stress oxydant. En effet, leur NP est contaminée par des peroxydes, dont l’ascorbylperoxyde qui est une forme peroxydée du déshydroascorbate. La génération des peroxydes est catalysée par la lumière ambiante. La photoprotection de la NP, quoique difficile d’application en clinique, est associée à une diminution de l’incidence de la DBP chez les enfants prématurés. Chez l’animal nouveau-né, la photoprotection de la NP est associée à un meilleur développement alvéolaire. Ainsi, nous émettons l’hypothèse que l’ascorbylperoxide infusé avec la NP cause la perte d’alvéoles suite à une apoptose exagérée induite par l’oxydation du potentiel redox du glutathion. Cette oxydation du potentiel redox serait occasionnée par l’inhibition de la transformation hépatique de la méthionine en cystéine, menant à une diminution de la synthèse de glutathion au foie et dans les tissus tels que les poumons. La confirmation de cette hypothèse suggérera qu’un ajout de glutathion dans la NP permettra une meilleure détoxification de l’ascorbylperoxide par l’action de la glutathion peroxydase, et préviendra l’oxydation du potentiel redox et ainsi, la perte d'alvéoles par apoptose. Objectifs : Le but de mon projet de recherche est de comprendre les mécanismes biochimiques liant la NP et le développement de la DBP chez le nouveau-né prématuré et de proposer une alternative nutritionnelle prévenant le développement de cette complication fréquemment observée dans cette population. Les objectifs spécifiques sont : 1) d’évaluer l’impact, au poumon, de l’infusion de l’ascorbylperoxyde sur l’axe métabolique potentiel redox du glutathion - apoptose - le développement alvéolaire; 2) d’étudier l’impact de l’ascorbylperoxyde et du potentiel redox sur l’activité hépatique de la méthionine adénosyltransférase (MAT), première enzyme de la cascade métabolique transformant la méthionine en cystéine; et 3) de tenter de prévenir l’impact négatif de la NP ou de l’infusion d’ascorbylperoxyde sur le poumon en améliorant le statut en glutathion. Méthodes: Par un cathéter fixé dans la jugulaire, des cochons d’Inde de trois jours de vie (n = 8 par groupe) ont reçu en continu durant 4 jours une NP ou une solution de base (dextrose + NaCl) enrichie des différentes molécules à l’essai. Le premier objectif a été atteint en enrichissant la solution de base en ascorbylperoxyde à 0, 20, 60 et 180 μM. Ces solutions contenaient ou non 350 μM H2O2 pour se rapprocher des conditions cliniques. Le second objectif a été atteint en investiguant les mécanismes d’inhibition de la MAT dans des animaux infusés ou non avec des solutions contenant la solution de base, des peroxydes, du glutathion et la NP (dextrose + acides aminés + multivitamines + lipides). Le troisième objectif a été atteint en ajoutant ou non à une solution d’ascorbylperoxide ou à la NP 10 μM de glutathion (GSSG), afin d’obtenir une concentration plasmatique normale de glutathion. Après 4 jours, les poumons étaient prélevés et traités pour la détermination de GSH et GSSG par électrophorèse capillaire, le potentiel redox était calculé selon l'équation de Nernst et le niveau de caspase-3 actif (marqueur d’apoptose) par Western blot et l’index d’alvéolarisation quantifié par le nombre d’interceptes entre des structures histologiques et une droite calibrée. Les données étaient comparées par ANOVA, les effets étaient considérés comme significatifs si le p était inférieur à 0,05. Résultats: L’infusion de l’ascorbylperoxyde, indépendamment du H2O2, a induit une hypoalvéolarisation, une activation de la caspase-3 et une oxydation du potentiel redox de manière dose-dépendante. Ces effets ont été empêchés par l’ajout de GSSG à la NP ou à la solution d’ascorbylperoxyde (180 M). L’ascorbylperoxyde et le H2O2 ont inhibé l’activité de MAT tandis qu’elle était linéairement modulée par la valeur du potentiel redox hépatique. Conclusion : Nos résultats suggèrent que l’ascorbylperoxyde est l’agent actif de la NP conduisant au développement de la DBP. Ainsi la correction des bas niveaux de glutathion induits par les peroxydes de la NP favorise la détoxification des peroxydes et la correction du potentiel redox pulmonaire ; ce qui a protégé les poumons des effets délétères de la NP en outrepassant l’inhibition de la MAT hépatique. Nos résultats sont d'une grande importance car ils donnent de l'espoir pour une prévention possible de la DBP.

Description of, and 238U, 234U, 232Th and 230Th measurements on a nodule from R/V Sonne station SO79_62KD, Central East Pacific Ocean

Two diagenetic manganese nodules from the Peru Basin were investigated by thermal ionization mass spectrometry and high resolution alpha spectrometry for uranium and thorium. The TIMS concentrations for nodule 62KD (63KG) vary as follows: 0.12-1.01 ppb (0.06-0.59) 230Th, 0.51-1.98 ppm (0.43-1.40) 232Th, 0.13-0.80 ppb (0.09-0.49) 234U, and 1.95-13.47 ppm (1.66-8.24) 238U. Both nodules have average growth rates of ~110 mm per million years. However, from the variations of excess 230Th with depth we estimate partial accumulation rates which range from 50 to 400 mm per million years. The 234U dating method cannot be applied due to remobilization of U from the sediment and subsequent incorporation into the nodules' crystal lattice, reflected by decay corrected 234U values far above the ocean water value. Sections of fast nodule growth are related to those layers having high Mn/Fe ratios (up to 200) and higher densities. As a possible explanation we develop a scenario that describes similar glacial/interglacial trends in both nodules as a record of regional changes of sediment and/or deep water chemistry.

Description and 238U, 234U, 232Th and 230Th measurements of the manganese nodule analysed from station SO79_63KG, R/V SONNE

Thorium and uranium isotopes were measured in a diagenetic manganese nodule from the Peru basin applying alpha- and thermal ionization mass spectrometry (TIMS). Alpha-counting of 62 samples was carried out with a depth resolution of 0.4 mm to gain a high-resolution Th-230(excess) profile. In addition, 17 samples were measured with TIMS to obtain precise isotope concentrations and isotope ratios. We got values of 0.06-0.59 ppb (Th-230), 0.43-1.40 ppm (Th-232), 0.09-0.49 ppb (U-234) and 1.66-8.24 ppm (U-238). The uranium activity ratio in the uppermost samples (1-6 mm) and in two further sections in the nodule at 12.5+/-1.0 mm and 27.3-33.5 mm comes close to the present ocean wa ter value of 1.144+/-0.004. In two other sections of the nodule, this ratio is significantly higher, probably reflecting incorporation of diagenetic uranium. The upper 25 mm section of the Mn nodule shows a relatively smooth exponential decrease in the Th-230(excess) concentration (TIMS). The slope of the best fit yields a growth rate of 110 mm/Ma up to 24.5 mm depth. The section from 25 to 30.3 mm depth shows constant Th-230(excess) concentrations probably due to growth rates even faster than those in the top section of the nodule. From 33 to 50 mm depth, the growth rate is approximately 60 mm/Ma. Two layers in the nodule with distinct laminations (11-15 and 28-33 mm depth) probably formed during the transition from isotopic stage 8 to 7 and in stage 5e, respectively. The Mn/Fe ratio shows higher values during interglacials 5 and 7, and lower ones during glacials 4 and 6. A comparison of our data with data from adjacent sediment cores suggests (a) a variable sb supply of hydrothermal Mn to sediments and Mn nodules of the Peru basin or (b) suboxic conditions at the water sediment interface during periods with lower Mn/Fe ratios.

(Table 1) Compositional variation with depth in a nodule of sediment sample RVG-10D

A detailed study of a nodule from the Somali Basin dated by 230Thexcess was correlated with the paleoceanographic events recorded in Site 236 (Leg 24) Deep Sea Drilling Project (DSDP) cores. Tentative indications are that the phase of nodule accretion starting with the development of pillar structure at a depth of 20 mm in the nodule around 13 Ma coincides with increased Antarctic Bottom Water (AABW) flow and an elevated calciumcarbonate compensation depth (CCD). The Late Miocene lowering of the CCD is represented by the mottled zones between 8 and 18 mm in the nodule is characterised by an abundant silicate component (>20%) of aeolian origin. The Miocene/Pliocene boundary (5 Ma) occurs at a depth of about 8 mm and is represented by the development of pillar structure and a minimum of aeolian dust (10.3%). The increased biological productivity of the Somali surface water since the Middle Miocene is demonstrated by the increasing Corg content of the nodule (from 0.11 to 0.19%) towards its surface.