Architectural and Functional Similarities between Trimeric ATP-Gated P2X Receptors and Acid-Sensing Ion Channels

ATP-gated P2X receptors and acid-sensing ion channels are two distinct ligand-gated ion channels that assemble into trimers. They are involved in many important physiological functions such as pain sensation and are recognized as important therapeutic targets. They have unrelated primary structures and respond to different ligands (ATP and protons) and are thus considered as two different ion channels. As a consequence, comparisons of the biophysical properties and underlying mechanisms have only been rarely made between these two channels. However, the recent determination of their molecular structures by X-ray crystallography has revealed unexpected parallels in the architecture of the two pores, providing a basis for possible functional analogies. In this review, we analyze the structural and functional similarities that are shared by these trimeric ion channels, and we outline key unanswered questions that, if addressed experimentally, may help us to elucidate how two unrelated ion channels have adopted a similar fold of the pore.

New insights into the role of microRNAs in pancreatic ß-cell maturation and plasticity

Le diabète est une maladie chronique caractérisée par une élévation du taux de sucre dans le sang aussi appelé « glycémie » reflétant un état pathologique. L'élévation de la glycémie au long cours a des répercussions délétères sur nombreux de nos tissus et organes d'où l'apparition de complications sévères chez les sujets diabétiques pouvant atteindre les yeux, les reins, le système nerveux, le système cardiovasculaire et les membres inférieurs. La carence en une hormone essentielle à notre organisme, l'insuline, est au coeur du développement de la maladie. L'insuline induit la captation du glucose circulant dans le sang en excès suite à une prise alimentaire riche en glucides et favorise son utilisation et éventuellement son stockage dans les tissus tels que le foie, le tissu adipeux et les muscles. Ainsi, l'insuline est vitale pour réguler et maintenir stable notre niveau de glycémie. Les cellules bêta du pancréas sont les seules entités de notre corps capables de produire de l'insuline et une perte de fonctionnalité associée à leur destruction ont été mises en cause dans le processus pathologique du diabète de type 2. Cependant la pleine fonctionnalité et la maturation des cellules bêta n'apparaissent qu'après la naissance lorsque le pancréas en développement a atteint sa masse adulte définitive. Enfin, une fois la masse des cellules bêta définitive établie, leur nombre et volume restent relativement constants au cours de la vie adulte chez un sujet sain. Néanmoins, au cours de périodes critiques les besoins en insuline sont augmentés tel qu'observé chez les femmes enceintes et les personnes obèses qui ont une perte de sensibilité à l'insuline qui se traduit par la nécessité de sécréter plus d'insuline afin de maintenir une glycémie normale. Dans l'hypothèse où la compensation n'a pas lieu ou n'est pas aboutie, le diabète se développe. Le processus de maturation postnatale ainsi que les événements compensatoires sont donc des étapes essentielles et de nombreuses questions sont encore non résolues concernant l'identification des mécanismes les régulant. Parmi les acteurs potentiels figurent de petites molécules d'ARN découvertes récemment appelées microARNs et qui ont été rapidement suggérées très prometteuses dans l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques dans le cadre du diabète et d'autres pathologies. Les microARNs vont réguler l'expression de notre génome sans en modifier la séquence, phénomène également appelé épigénétique, ce qui résulte en des différences de comportement et de fonction cellulaires. Les microARNs sont donc susceptibles de jouer un rôle clé dans l'ensemble des processus biologiques et notre environnement associé à nos prédispositions génétiques peuvent grandement modifier leur niveau et donc leur action, qui à son tour se répercutera sur notre état physiologique. En effet nous avons identifié des changements de microARNs dans les cellules d'îlots pancréatiques de modèles animaux (rats et souris) associés à un état de résistance à l'insuline (grossesse et obésité). Par le biais d'expériences in vitro sur des cellules bêta extraites de rats et conservées en culture, nous avons pu analyser de plus près l'implication des microARNs dans la capacité des cellules bêta à sécréter de l'insuline mais aussi à se multiplier et à survivre au sein d'un environnement toxique. Ainsi, nous avons identifié des microARNs qui participent positivement à la compensation des cellules bêta, sous la direction d'hormones telles les estrogènes ou d'une hormone libérée par l'intestin au cours de la digestion (l'inerétine GLP1) et qui est largement utilisée comme agent thérapeutique dans la médication contre le diabète. Dans un second temps nous avons utilisé une stratégie similaire afin de déterminer le rôle de microARNs préalablement détectés comme étant changés au cours du développement postnatal des cellules bêta chez le rat. Cette étude a également mené à l'identification de microARNs participant à la maturation et à l'expansion de la masse des cellules bêta sous l'influence de la composition du régime alimentaire et des besoins en insuline adéquats qui en dépendent. Ces études apportent la vision de nouveaux mécanismes moléculaires impliquant les microARNs et démontrant leur importance pour le bon fonctionnement des cellules bêta et leur capacité d'adaptation à l'environnement. -- Les cellules bêta sont une composante des îlots pancréatiques de Langerhans et sont des cellules hautement différenciées qui ont l'unique capacité de sécréter de l'insuline sous l'influence des nutriments suite à une prise alimentaire. L'insuline facilite l'incorporation de glucose dans ses tissus cibles tels le foie, le tissu adipeux et les muscles. Bien que les besoins en insuline soient relativement constants au cours de la vie d'un individu sain, certaines conditions associées à un état de résistance à l'insuline, telles la grossesse ou l'obésité, requièrent une libération d'insuline majorée. En cas de résistance à l'insuline, une dysfonction des cellules bêta plus ou moins associée à leur mort cellulaire, conduisent à une sécrétion d'insuline insuffisante et au développement d'une hyperglycémie chronique, caractéristique du diabète de type 2. Jusqu'à présent, les mécanismes moléculaires sous- jacents à la compensation des cellules bêta ou encore menant à leur dysfonction restent peu connus. Découverts récemment, les petits ARNs non-codant appelés microARNs (miARNs), suscitent un intérêt grandissant de par leur potentiel thérapeutique pour la prise en charge et le traitement du diabète. Les miARNs sont de puissants régulateurs de l'expression génique qui lient directement le 3'UTR de leurs ARN messagers cibles afin d'inhiber leur traduction ou d'induire leur dégradation, ce qui leur permet de contrôler des fonctions biologiques multiples. Ainsi, nous avons pris pour hypothèse que les miARNs pourraient jouer un rôle essentiel en maintenant la fonction des cellules bêta et des processus compensatoires afin de prévenir le développement du diabète. Lors d'une première étude, une analyse transcriptomique a permis l'identification de miARNs différemment exprimés au sein d'îlots pancréatiques de rattes gestantes. Parmi eux, le miR-338-3p a démontré la capacité de promouvoir la prolifération et la survie des cellules bêta exposées à des acides gras saturés et des cytokines pro-inflammatoires, sans altérer leur propriété sécrétrice d'insuline. Nous avons également identifié deux hormones reconnues pour leurs propriétés bénéfiques pour la physiologie de la cellule bêta, l'estradiol et l'incrétine GLP1, qui régulent les niveaux du miR-338-3p. Ce miARN intègre parfaitement les voies de signalisation de ces deux hormones dépendantes de l'AMP cyclique, afin de contrôler l'expression de nombreux gènes conduisant à son action biologique. Dans un projet ultérieur, notre objectif était de déterminer la contribution de miARNs dans l'acquisition de l'identité fonctionnelle des cellules bêta en période postnatale. En effet, directement après la naissance les cellules bêta sont reconnues pour être encore immatures et incapables de sécréter de l'insuline spécifiquement en réponse à l'élévation de la glycémie. Au contraire, la réponse insulinique induite par les acides aminés ainsi que la biosynthèse d'insuline sont déjà fonctionnelles. Nos recherches ont permis de montrer que les changements de miARNs corrélés avec l'apparition du phénotype sécrétoire en réponse au glucose, sont régis par la composition nutritionnelle du régime alimentaire et des besoins en insuline qui en découlent. En parallèle, le taux de prolifération des cellules bêta est considérablement réduit. Les miARNs que nous avons étudiés coordonnent des changements d'expression de gènes clés impliqués dans l'acquisition de propriétés vitales de la cellule bêta et dans la maintenancé de son identité propre. Enfin, ces études ont permis de clairement démontrer l'importance des miARNs dans la régulation de la fonction des cellules bêta pancréatiques. -- Beta-cells are highly differentiated cells localized in the pancreatic islets and are characterized by the unique property of secreting insulin in response to nutrient stimulation after meal intake. Insulin is then in charge of facilitating glucose uptake by insulin target tissues such as liver, adipose tissue and muscles. Despite insulin needs stay more or less constant throughout life of healthy individuals, there are circumstances such as during pregnancy or obesity which are associated to insulin resistance, where insulin needs are increased. In this context, defects in beta-cell function, sometimes associated with beta-cell loss, may result in the release of inappropriate amounts of insulin leading to chronic hyperglycemia, properly defined as type 2 diabetes mellitus. So far, the mechanisms underlying beta- cell compensation as well as beta-cell failure remain to be established. The recently discovered small non-coding RNAs called microRNAs (miRNAs) are emerging as interesting therapeutic targets and are bringing new hope for the treatment of diabetes. miRNAs display a massive potential in regulating gene expression by directly binding to the 3'UTR of messenger RNAs and by inhibiting their translation and/or stability, enabling them to modify a wide range of biological functions. In view of this, we hypothesized that miRNAs may play an essential role in preserving the functional beta-cell mass and permitting to fight against beta-cell exhaustion and decompensation that can lead to diabetes development. In a first study, global profiling in pancreatic islets of pregnant rats, a model of insulin resistance, led to the identification of a set of differentially expressed miRNAs. Among them, miR-338- 3p was found to promote beta-cell proliferation and survival upon exposure of islet cells to pro- apoptotic stimuli such as saturated fatty acids or pro-inflammatory cytokines, without impairment in their capacity to release insulin. We also discovered that miR-338-3p changes are driven by two hormones, the estradiol and the incretin GLP1, both well known for their beneficial impact on beta- cell physiology. Consistently, we found that miR-338-3p integrates the cAMP-dependent signaling pathways regulated by these two hormones in order to control the expression of numerous genes and execute its biological functions. In a second project, we aimed at determining whether miRNAs contribute to the acquisition of beta-cell identity. Indeed, we confirmed that right after birth beta-cells are still immature and are unable to secrete insulin specifically in response to elevated concentrations of glucose. In contrast, amino acid-stimulated insulin release as well as insulin biosynthesis are already fully functional. In parallel, newborn beta-cells are proliferating intensively within the expanding pancreas. Interestingly, we demonstrated that the miRNA changes and the subsequent acquisition of glucose responsiveness is influenced by the diet composition and the resulting insulin needs. At the same time, beta-cell proliferation declines. The miRNAs that we have identified orchestrate expression changes of essential genes involved in the acquisition of specific beta-cell properties and in the maintenance of a mature beta-cell identity. Altogether, these studies clearly demonstrate that miRNAs play important roles in the regulation of beta-cell function.

Attenuated asymmetry of functional connectivity in schizophrenia: a high-resolution EEG study.

The interhemispheric asymmetries that originate from connectivity-related structuring of the cortex are compromised in schizophrenia (SZ). Under the assumption that such abnormalities affect functional connectivity, we analyzed its correlate-EEG synchronization-in SZ patients and matched controls. We applied multivariate synchronization measures based on Laplacian EEG and tuned to various spatial scales. Compared to the controls who had rightward asymmetry at a local level (EEG power), rightward anterior and leftward posterior asymmetries at an intraregional level (1st and 2nd order S-estimator), and rightward global asymmetry (hemispheric S-estimator), SZ patients showed generally attenuated asymmetry, the effect being strongest for intraregional synchronization in the alpha and beta bands. The abnormalities of asymmetry increased with the duration of the disease and correlated with the negative symptoms. We discuss the tentative links between these findings and gross anatomical asymmetries, including the cerebral torque and gyrification pattern, in normal subjects and SZ patients.

Identidad nacional, lengua y escuela = National identity, language and school

La globalización cuestiona la existencia de una relación mimética entre ciudadanía y Estado-nación. Las identidades homogéneas, sustentadas ideológicamente en nociones como «lengua nacional», plantean problemas en sociedades en las que ha crecido espectacularmente la diversidad lingüística e identitaria. Cataluña es un territorio en el que una parte de la población afirma una identidad catalana distinta a la española y viceversa. Además, se ha teorizado que la identidad catalana y la lengua catalana coexisten mutuamente. Por eso, se suceden voces que defienden la presencia del catalán en la educación escolar como fuente de la identidad nacional catalana, mientras que otras voces defienden su presencia simplemente como una buena manera de aprender el catalán cuando no se puede aprender en el medio social y familiar. En los últimos años, Cataluña ha recibido casi un millón de personas extranjeras que han modificado notablemente su situación sociolingüística. Las últimas encuestas manifiestan que un 6,3% de la población utiliza habitualmente una lengua distinta del catalán y del castellano. En este marco, mostramos las construcciones identitarias de un grupo de adolescentes de origen extranjero que están en el segundo ciclo de la ESO. Los datos fueron recogidos mediante dos grupos de discusión de seis-siete estudiantes de distinto origen, lengua propia y tiempo de residencia en Cataluña. Los resultados muestran la importancia del lugar de origen en la construcción de la identidad. Además, los participantes que afirman sentimientos catalanes o españoles no los relacionan con la lengua sino con los intercambios sociales que han establecido con sus iguales de origen naciona. Las intervenciones muestran también las dificultades para promover identidades múltiples desde el contexto escolar que eviten actitudes racistas y xenófobas y sirvan para promover proyectos colectivos de futuro en los que se pueda vivir desde una cierta diferencia

Imagerie cardiaque non invasive: apport spécifique en clinique des nouvelles modalités (II). Evaluation fonctionnelle [Cardiac imaging: specific clinical role of newly developed non invasive techniques. Part II: functional evaluation].

The non-invasive evaluation of myocardial ischemia is a priority in cardiology. The preferred initial non-invasive test is exercise ECG, because of its high accessibility and its low cost. Stress radionuclide myocardial perfusion imaging or stress echocardiography are now routinely performed, and new non-invasive techniques such as perfusion-MRI, dobutamine stress-MRI or 82rubidium perfusion PET have recently gained acceptance in clinical practice. In the same time, an increasing attention has been accorded to the concept of myocardial viability in the decisional processes in case of ischemic heart failure. In this indication, MRI with late enhancement after intravenous injection of gadolinium and 18F-FDG PET showed an excellent diagnostic accuracy. This article will present these new imaging modalities and their accepted indications.

Identification of novel functional TBP-binding sites and general factor repertoires.

Our current knowledge of the general factor requirement in transcription by the three mammalian RNA polymerases is based on a small number of model promoters. Here, we present a comprehensive chromatin immunoprecipitation (ChIP)-on-chip analysis for 28 transcription factors on a large set of known and novel TATA-binding protein (TBP)-binding sites experimentally identified via ChIP cloning. A large fraction of identified TBP-binding sites is located in introns or lacks a gene/mRNA annotation and is found to direct transcription. Integrated analysis of the ChIP-on-chip data and functional studies revealed that TAF12 hitherto regarded as RNA polymerase II (RNAP II)-specific was found to be also involved in RNAP I transcription. Distinct profiles for general transcription factors and TAF-containing complexes were uncovered for RNAP II promoters located in CpG and non-CpG islands suggesting distinct transcription initiation pathways. Our study broadens the spectrum of general transcription factor function and uncovers a plethora of novel, functional TBP-binding sites in the human genome.

The costs of crossing paths and switching tasks between audition and vision.

Switching from one functional or cognitive operation to another is thought to rely on executive/control processes. The efficacy of these processes may depend on the extent of overlap between neural circuitry mediating the different tasks; more effective task preparation (and by extension smaller switch costs) is achieved when this overlap is small. We investigated the performance costs associated with switching tasks and/or switching sensory modalities. Participants discriminated either the identity or spatial location of objects that were presented either visually or acoustically. Switch costs between tasks were significantly smaller when the sensory modality of the task switched versus when it repeated. This was the case irrespective of whether the pre-trial cue informed participants only of the upcoming task, but not sensory modality (Experiment 1) or whether the pre-trial cue was informative about both the upcoming task and sensory modality (Experiment 2). In addition, in both experiments switch costs between the senses were positively correlated when the sensory modality of the task repeated across trials and not when it switched. The collective evidence supports the independence of control processes mediating task switching and modality switching and also the hypothesis that switch costs reflect competitive interference between neural circuits.

Functional diversity of CD8+ T-cell subsets in chronic infection

Certains pathogènes tels que le virus de l'hépatite C ainsi que le virus de l'immunodéficience humaine sont capables de détourner les mécanismes de défense du système immunitaire adaptatif afin d'établir des infections chroniques chez l'homme. La souche clone-13 du virus de la chorioméningite lymphocytaire est utilisée comme modèle d'études d'infection virale chronique chez la souris. Les raisons qui expliqueraient la persistance de certains virus ne sont pas encore bien définies. Toutefois, il a été montré qu'une exposition prolongée à un environnement inflammatoire ainsi que la présence prolongée de l'antigène sont des facteurs qui vont déclencher un procédé de différentiation particulier des lymphocytes T CD8+. Ces cellules sur-expriment alors des récepteurs inhibiteurs tels que PD-1 tandis que leur capacité à produire des cytokines diminue. Ce procédé de différentiation est appelé « exhaustion » et serait à l'origine de la génération de réponses lymphocytaires non ou peu fonctionnelles entraînant de ce fait la persistance de l'infection. Néanmoins, il a également été démontré que ces lymphocytes maintiennent des fonctions effectrices et qu'ils permettent de limiter la réplication du virus. Afin d'étudier la fonction effectrice résiduelle de ces lymphocytes T, nous avons transféré des cellules provenant de souris infectées chroniquement dans des souris receveuses naïves qui ont à leur tour été infectées avec le virus. Grâce à ces expériences, nous avons démontré que les cellules transférées contiennent des cellules qui sont capables de i) re-proliférer, ii) de protéger les souris contre une infection virale, et de iii) survivre en l'absence d'antigène. Nous avons remarqué que les cellules stimulées de façon chronique maintiennent le même phénotype lorsqu'elles sont transférées dans des souris naïves soumises à une infection virale aiguë. Nous avons de ce fait conclu que les cellules stimulées chroniquement contiennent une sous-population de cellules qui comporte des attributs de cellules T mémoire. D'autre part, nous avons pu identifier le facteur de transcription Tcf-1 comme l'élément essential pour la génération des cellules T ressemblant à des cellules mémoires. D'autre part, nous avons étudié l'impact du niveau de stimulation via le récepteur des cellules T (TCR) sur le phénotype adopté par les lymphocytes T au cours d'une infection chronique. Dans ce but, nous avons généré des souches de virus recombinants qui expriment un épitope modifié de manière à réduire le niveau de stimulation via le TCR. D'autre part, nous avons utilisé un mélange de deux souches virales de manière à moduler spécifiquement la quantité d'un épitope tout en conservant la même charge virale. Nous avons montré que la quantité d'antigène avait plus d'influence sur le phénotype des lymphocytes T que la force d'interaction entre le complexe peptide-CMH et le TCR. De plus, l'apparition de ce phénotype ne semble pas avoir d'impact sur la prolifération des cellules en réponse à une infection primaire ou secondaire. Ainsi, nous proposons un modèle par lequel le procédé d'« exhaustion » des cellules T correspond à une différentiation cellulaire particulière qui est indépendante de la capacité de prolifération des cellules. De manière générale, ces découvertes apportent de nouvelles connaissances sur les sous-catégories de lymphocytes T CD8+ qui sont générés pendant une infection virale chronique. Nous pensons que la réponse effectrice du système immunitaire est maintenue pendant de longues périodes grâce à la présence de cellules par partagent certaines caractéristiques avec des cellules mémoires. L'étude approfondie de ces cellules peut avoir des implications importantes sur l'optimisation des stratégies utilisant l'immunothérapie pour combattre les infections chroniques et cancers.

Shedding light on proteolytic cleavage of CD44: the responsible sheddase and functional significance of shedding.

CD44 is the major cell-surface receptor for hyaluronan, which is implicated in cell-cell and cell-matrix adhesion, cell migration, and signaling. Studies have shown that CD44-dependent migration requires CD44 to be shed from the cell surface and that matrix metalloproteinase-mediated cleavage may provide an underlying mechanism. However, the full spectrum of proteases that may participate in CD44 shedding has yet to be defined. In this issue, Anderegg et al. demonstrate that ADAM10, but not ADAM17 or MMP14, mediates constitutive shedding of CD44 in human melanoma cells and that knockdown of ADAM10 blocks the antiproliferative activity of the soluble proteolytic cleavage product of CD44.

LKB1 and AMPK differentially regulate pancreatic β-cell identity.

Fully differentiated pancreatic β cells are essential for normal glucose homeostasis in mammals. Dedifferentiation of these cells has been suggested to occur in type 2 diabetes, impairing insulin production. Since chronic fuel excess ("glucotoxicity") is implicated in this process, we sought here to identify the potential roles in β-cell identity of the tumor suppressor liver kinase B1 (LKB1/STK11) and the downstream fuel-sensitive kinase, AMP-activated protein kinase (AMPK). Highly β-cell-restricted deletion of each kinase in mice, using an Ins1-controlled Cre, was therefore followed by physiological, morphometric, and massive parallel sequencing analysis. Loss of LKB1 strikingly (2.0-12-fold, E<0.01) increased the expression of subsets of hepatic (Alb, Iyd, Elovl2) and neuronal (Nptx2, Dlgap2, Cartpt, Pdyn) genes, enhancing glutamate signaling. These changes were partially recapitulated by the loss of AMPK, which also up-regulated β-cell "disallowed" genes (Slc16a1, Ldha, Mgst1, Pdgfra) 1.8- to 3.4-fold (E<0.01). Correspondingly, targeted promoters were enriched for neuronal (Zfp206; P=1.3×10(-33)) and hypoxia-regulated (HIF1; P=2.5×10(-16)) transcription factors. In summary, LKB1 and AMPK, through only partly overlapping mechanisms, maintain β-cell identity by suppressing alternate pathways leading to neuronal, hepatic, and other characteristics. Selective targeting of these enzymes may provide a new approach to maintaining β-cell function in some forms of diabetes.-Kone, M., Pullen, T. J., Sun, G., Ibberson, M., Martinez-Sanchez, A., Sayers, S., Nguyen-Tu, M.-S., Kantor, C., Swisa, A., Dor, Y., Gorman, T., Ferrer, J., Thorens, B., Reimann, F., Gribble, F., McGinty, J. A., Chen, L., French, P. M., Birzele, F., Hildebrandt, T., Uphues, I., Rutter, G. A. LKB1 and AMPK differentially regulate pancreatic β-cell identity.

Combined functional and viability cardiac MR imaging in a single breathhold

The combination of cardiac viability and functional information enhances the identification of different heart tissues in the setting of ischemic heart disease. A method has recently been proposed for obtaining black-blood delayed-enhancement (DE) viability images using the stimulated-echo acquisition mode (STEAM) MRI pulse sequence in a single short breathhold. The method was validated against conventional inversion-recovery (IR) DE images for identifying regions of myocardial infarction (MI). The method was based on the acquisition of three consecutive images of the same anatomical slice. One image has T(1)-weighted contrast in which infarction appears bright. The two other images are used to construct an anatomical image of the heart, which is combined with the first image to produce a black-blood viability image. However, using appropriate modulation and demodulation frequencies, the latter two images bear useful information about myocardial deformation that results in a cardiac strain-encoding (SENC) functional image. In this work, a method is proposed for obtaining three consecutive SENC images in a single acquisition that can be combined to produce a composite image of the heart, which shows both functional and viability information. The proposed technique reduces scan time by one-half, compared with separate acquisitions of functional and viability images, and alleviates misregistration problems caused by separate breathholds.

Dynamic changes in brain functional connectivity during concurrent dual-task performance.

This study investigated the spatial, spectral, temporal and functional proprieties of functional brain connections involved in the concurrent execution of unrelated visual perception and working memory tasks. Electroencephalography data was analysed using a novel data-driven approach assessing source coherence at the whole-brain level. Three connections in the beta-band (18-24 Hz) and one in the gamma-band (30-40 Hz) were modulated by dual-task performance. Beta-coherence increased within two dorsofrontal-occipital connections in dual-task conditions compared to the single-task condition, with the highest coherence seen during low working memory load trials. In contrast, beta-coherence in a prefrontal-occipital functional connection and gamma-coherence in an inferior frontal-occipitoparietal connection was not affected by the addition of the second task and only showed elevated coherence under high working memory load. Analysis of coherence as a function of time suggested that the dorsofrontal-occipital beta-connections were relevant to working memory maintenance, while the prefrontal-occipital beta-connection and the inferior frontal-occipitoparietal gamma-connection were involved in top-down control of concurrent visual processing. The fact that increased coherence in the gamma-connection, from low to high working memory load, was negatively correlated with faster reaction time on the perception task supports this interpretation. Together, these results demonstrate that dual-task demands trigger non-linear changes in functional interactions between frontal-executive and occipitoparietal-perceptual cortices.

Stem cell populations derived from heart and pancreas show a with a unique phenotype and give rise to functional cardiomyocytes and insulin-producing cells, respectively

Introduction: Recently, mesenchymal stem cells (MSC) of perivascular origin have been identified in several organs not including the heart. Using a novel cell isolation protocol, we have isolated cells sharing common characteristics from mouse hearts and pancreas. The aim of the present study was to characterize these cells in vitro.Methods: Cells were isolated from neonatal and adult mouse hearts and pancreas and cultured for more than 6 months. Surface marker expression was analyzed by flow cytometry and immunocytochemistry. Cell differentiation was tested using multiple differentiation media. Insulin production by pancreas-derived cells was tested by dithizone staining.Results: Cells showing a similar, distinctive morphology were obtained from the heart and pancreas after 4-8 weeks of culture. Cells from the two organs also showed a very similar immunophenotype, characterized by expression of c-kit (stem cell factor receptor), CD44, the common leukocyte marker CD45, and the monocytic markers CD11b and CD14. A significant proportion of cardiac and pancreatic cells expressed NG2, a marker for pericytes and other vascular cells. A significant proportion of cardiac, but not of pancreatic cells expressed stem cell antigen-1 (Sca-1). However, cells did not express T, B or dendritic cell markers. Cells of both cardiac and pancreatic origin spontaneously formed "spheres" (spherical cell aggregates similar to "neurospheres" formed by neural stem cells) in vitro. Cardiosphere formation was enhanced by TNF-alpha. Several cardiospheres (but no "pancreatospheres") derived from neonatal (but not adult) cells showed spontaneous rhythmic contractions, thus demonstrating cardiac differentiation (this was confirmed by immunostaining for alpha-sarcomeric actinin). Beating activity was enhanced by low serum conditions. Cells from both organs formed adipocytes, osteocytes and osteocytes under appropriate conditions, the typical differentiation pattern of MSCs. Pancreas-derived cells also formed dithizonepositive insulin-producing cells.Conclusions: We have defined cardiac and pancreatic cell populations that share a common morphology, growth characteristics, and a unique immunophenotype. Expression of perivascular and monocytic markers, along with stem/priogenitor cell markers by these cells suggests a relationship with pericytes-mesoangioblasts and so-called multipotent monocytes. Cells show MSC-typical growth and differentiation patterns, together with tissue-specific differentiation potential: cardiomyocytes for cardiac-derived cells and insulinproducing cells for pancreas-derived cells.