The nuclear hormone receptor PPARγ counteracts vascular calcification by inhibiting Wnt5a signalling in vascular smooth muscle cells.

Vascular calcification is a hallmark of advanced atherosclerosis. Here we show that deletion of the nuclear receptor PPARγ in vascular smooth muscle cells of low density lipoprotein receptor (LDLr)-deficient mice fed an atherogenic diet high in cholesterol, accelerates vascular calcification with chondrogenic metaplasia within the lesions. Vascular calcification in the absence of PPARγ requires expression of the transmembrane receptor LDLr-related protein-1 in vascular smooth muscle cells. LDLr-related protein-1 promotes a previously unknown Wnt5a-dependent prochondrogenic pathway. We show that PPARγ protects against vascular calcification by inducing the expression of secreted frizzled-related protein-2, which functions as a Wnt5a antagonist. Targeting this signalling pathway may have clinical implications in the context of common complications of atherosclerosis, including coronary artery calcification and valvular sclerosis.

Mineralocorticoid receptor is essential for corticosteroid-induced up-regulation of L-type calcium currents in cultured neonatal cardiomyocytes.

Despite the fact that mineralocorticoid receptor (MR) antagonist drugs such as spironolactone and eplerenone reduce the mortality in heart failure patients, there is, thus far, no unambiguous demonstration of a functional role of MR in cardiac cells. The aim of this work was to investigate the activation pathway(s) mediating corticosteroid-induced up-regulation of cardiac calcium current (ICa). In this study, using neonatal cardiomyocytes from MR or glucocorticoid receptor (GR) knockout (KO) mice, we show that MR is essential for corticosteroid-induced up-regulation of ICa. This study provides the first direct and unequivocal evidence for MR function in the heart.

Structural Insight into the Mode of Action of a Direct Inhibitor of Coregulator Binding to the Thyroid Hormone Receptor.

The development of nuclear hormone receptor antagonists that directly inhibit the association of the receptor with its essential coactivators would allow useful manipulation of nuclear hormone receptor signaling. We previously identified 3-(dibutylamino)-1-(4-hexylphenyl)-propan-1-one (DHPPA), an aromatic β-amino ketone that inhibits coactivator recruitment to thyroid hormone receptor β (TRβ), in a high-throughput screen. Initial evidence suggested that the aromatic β-enone 1-(4-hexylphenyl)-prop-2-en-1-one (HPPE), which alkylates a specific cysteine residue on the TRβ surface, is liberated from DHPPA. Nevertheless, aspects of the mechanism and specificity of action of DHPPA remained unclear. Here, we report an x-ray structure of TRβ with the inhibitor HPPE at 2.3-Å resolution. Unreacted HPPE is located at the interface that normally mediates binding between TRβ and its coactivator. Several lines of evidence, including experiments with TRβ mutants and mass spectroscopic analysis, showed that HPPE specifically alkylates cysteine residue 298 of TRβ, which is located near the activation function-2 pocket. We propose that this covalent adduct formation proceeds through a two-step mechanism: 1) β-elimination to form HPPE; and 2) a covalent bond slowly forms between HPPE and TRβ. DHPPA represents a novel class of potent TRβ antagonist, and its crystal structure suggests new ways to design antagonists that target the assembly of nuclear hormone receptor gene-regulatory complexes and block transcription.

Activité physique et prévention de l'athérosclérose : mise en évidence de l'implication des PPAR (Peroxisome Proliferaor-Activated Receptor) dans la cardioprotection induite par l'exercice physique soumis ou volontaire chez la souris ApoE-/-.

L'athérosclérose est un processus inflammatoire chronique à l'origine des accidents cardiovasculaires qui constitue l'une des premières causes de mortalité en France. L'inflammation est le facteur essentiel dans l'initiation, la progression et l'instabilité des lésions athéromateuses à l'origine des accidents aigus. Les données récentes suggèrent que l'activation des récepteurs nucléaires PPAR (Peroxysome-Proliferator Activated Receptor) par des ligands pharmacologiques prévient le développement et la progression de l'athérosclérose et diminue de manière importante la mortalité cardiovasculaire. À côté de ces traitements pharmacologiques, l'exercice physique prévient aussi la mortalité cardiovasculaire de manière significative. L'objectif de notre premier travail a été d'explorer les effets de l'exercice physique de natation, sur le déve¬loppement des lésions athéromateuses d'une part et d'autre part, sur l'expression des récepteurs nucléaires PPAR. Nos résultats montrent que l'exercice physique de natation diminue la progression de l'athérosclérose et stimule l'expression des PPAR-γ vasculaires. De manière intéressante, lorsque le PPAR-γ est inhibé avec l'antagoniste BADGE, les effets antiathérogènes de l'exercice physique sont abolis. L'hypertension est à l'origine des complications graves telles que la rupture de plaque d'athérosclérose. L'objectif de notre deuxième travail a été d'explorer l'implication des PPAR dans la progression et la stabilité des lésions athéromateuses chez des souris ApoE-/- hypercholestérolemiques et hypertendues (2K1C), soumises à des exercices physiques (volontaire ou imposé) ou traités avec le telmisartan, un antihypertenseur. Nos résultats montrent que l'exercice physique possède différents mécanismes protecteurs. De manière similaire, l'exercice physique favorise la stabilité de lésions athéromateuses de manière comparable au traitement pharmacologique. De plus, nos résultats montrent que les souris traitées avec l'exercice imposé ou le telmisartan présentent un mécanisme comparable qui permet de réduire significativement l'expression des cytokines pro-inflammatoire et d'activer les PPAR-γ vasculaires. L'exercice volontaire favorise l'expression des marqueurs des macrophages alternatifs M2 et des cytokines anti-inflammatoires (CD 206, IL-1 Ra). L'exercice volontaire diminue significativement l'extension des lésions athéromateuses de manière comparable au telmisartan. Ces résultats montrent que l'exercice physique volontaire et l'exercice physique imposé ont deux mécanismes d'actions distincts. De plus, la surexpression des M2 en réponse à l'exercice volontaire modifie la balance inflammatoire en faveur des M2. Ce renversement de la balance au profit des macrophages alternatifs M2 est significativement corrélé à la diminution de la progression des lésions athéromateuses. Les exercices imposé et volontaire possèdent des mécanismes d'action distincts. L'exercice soumis diminue l'expression des cytokines pro-inflammatoires tandis que l'exercice volontaire augmente l'expression des cytokines anti-inflammatoires et favorise un phénotype anti-inflammatoire des macrophages M2 qui s'accompagne d'une réduction des lésions athéromateuses. - Atherosclerosis is a complex inflammatory process, leading cause of morbidity and mortality in France. Inflammation is essential in initiation, progression and atherosclerosis plaque destabilization leading to acute cardiovascular events. Recent studies suggest that pharmacological PPAR activation prevents ΑΤΗ développement and progression and decreased cardiovascular mortality. Compared to pharmacological treatment, physical exercise also significantly prevents cardiovascular mortality. The aim of the first study was to investigate the influence of physical exercise on ATS development and PPAR expression in arterial wall. Our results had shown that physical exercise decrease ΑΤΗ progression and increase PPAR-γ expression in arterial wall. Interestingly, PPAR-γ inhibition with BADGE, a PPAR-γ antagonist abolishes these antiatherogenic effects. Hypertension increase ΑΤΗ complication such as plaque rupture. The aim of the second study were to inves¬tigate PPAR-γ implication in progression and stabilization of ΑΤΗ lesions in hypercholesterolemic and hypertensive ApoE-/- mice (2K1C) submitted to different exercises (voluntary wheel running and submitted treadmill running) or treated with telmisartan an anti-hypertensive drug. Our results shown that, physical exercise prevents ATS cardiovascular events by several mechanisms. Similarly to telmisartan, physical exercises stabilize ΑΤΗ lesion. Moreover results shown that, submitted exercise and telmisartan have an comparable mechanism. In fact, they significantly decrease pro-inflammatory cytokines expression and in the same time activated PPAR-γ expression in arterial wall. Contrary to submitted exercise, voluntary exercises increases expression of anti-inflammatory cytokines IL-1ra and increase M2 marker CD206. These results suggest that voluntary and submitted exercise have two different mechanism of action. Moreover, M2 surexpression in response to voluntary exercise shift the inflammatory balance in favor to M2. Further, this change of balance in favor to M2, is significantly correlated to decrease of ΑΤΗ progression. Voluntary exercises significantly decreases ΑΤΗ progression in the same levels like telmisartan treatment. Voluntary and submitted exercise has two different mechanisms, submitted exercise decrease proinflammatory cytokines expression whereas voluntary exercise increase anti-inflammatory cytokines expression and promote an anti-inflammatory phenotype of macrophages M2. The shift of M1/M2 balance towards M2 decreases atherosclerosis progression.

Structural Insight into the Mode of Action of a Direct Inhibitor of Coregulator Binding to the Thyroid Hormone Receptor.

The development of nuclear hormone receptor antagonists that directly inhibit the association of the receptor with its essential coactivators would allow useful manipulation of nuclear hormone receptor signaling. We previously identified 3-(dibutylamino)-1-(4-hexylphenyl)-propan-1-one (DHPPA), an aromatic β-amino ketone that inhibits coactivator recruitment to thyroid hormone receptor β (TRβ), in a high-throughput screen. Initial evidence suggested that the aromatic β-enone 1-(4-hexylphenyl)-prop-2-en-1-one (HPPE), which alkylates a specific cysteine residue on the TRβ surface, is liberated from DHPPA. Nevertheless, aspects of the mechanism and specificity of action of DHPPA remained unclear. Here, we report an x-ray structure of TRβ with the inhibitor HPPE at 2.3-Å resolution. Unreacted HPPE is located at the interface that normally mediates binding between TRβ and its coactivator. Several lines of evidence, including experiments with TRβ mutants and mass spectroscopic analysis, showed that HPPE specifically alkylates cysteine residue 298 of TRβ, which is located near the activation function-2 pocket. We propose that this covalent adduct formation proceeds through a two-step mechanism: 1) β-elimination to form HPPE; and 2) a covalent bond slowly forms between HPPE and TRβ. DHPPA represents a novel class of potent TRβ antagonist, and its crystal structure suggests new ways to design antagonists that target the assembly of nuclear hormone receptor gene-regulatory complexes and block transcription.

Targeted ablation of gonadotropin dependent endocrine tumors in transgenic mice through their luteinizing hormone receptor (LHR)

Gonadal somatic cell and adrenocortical endocrine tumors are rare. The incidence of adrenocortical carcinomas is only 1-2/1000000 a year. However, they are aggressive, especially in adulthood and currently surgery is the only curative treatment. Cytotoxic agents are in use in advanced cancers, but side effects and multidrug resistance are often problems. Thus there is a need for novel curative treatment methods. In contrast, ovarian granulosa cell tumors and testicular Leydig cell tumors are usually benign, especially at a younger age. The aim of the present thesis was to study a novel targeted treatment method through luteinizing hormone/chorionic gonadotropin receptor (LHCGR) in a transgenic mouse tumor model. The cytotoxic agent was lytic peptide Hecate-CGbeta conjugate where 23 amino acid Hecate, a synthetic form of honeybee venom melittin, was conjugated to 15 amino acid fragment of human chorionic gonadotropin β subunit. Lytic peptides are known to act only on negatively charged cells, such as bacteria and cancer cells and hereby, due to hCGbeta fragment, the conjugate is able to bind directly to LHCGR bearing cancer cells, saving the healthy ones. The experiments were carried out in inhibin-alpha-Simian Virus 40-T-antigen transgenic mice that are known to express LHCGR-bearing gonadal tumors, namely Leydig and granulosa cell tumors by 100% penetrance. If the mice are gonadectomized prepubertally they form adrenocortical tumors instead. Transgenic and wild type mice were treated for three consecutive weeks with control vehicle, Hecate or Hecate-CGbeta conjugate. GnRH antagonist or estradiol was given to a group of mice with or without Hecate-CGbeta conjugate to analyze the additive role of gonadotropin blockage in adrenocortical tumor treatment efficacy. Hecate-CGbeta conjugate was able to diminish the gonadal and adrenal tumor size effectively in males. No treatment related side effects were found. Gonadotropin blockage through GnRH antagonist was the best treatment in female adrenal tumors. The mode of cell death by Hecate-CGbeta conjugate was proven to be through necrosis. LHCGR and GATA-4 were co-expressed in tumors, where the treatment down-regulated their expression simultaneously, suggesting their possible use as tumor markers. In conclusion, the present thesis showed that Hecate-CGbeta conjugate targets its action selectively through LHCGR and selectively kills the LHCGR bearing tumor cells. It works both in gonadal somatic and in ectopic LHCGR bearing adrenal tumors. These results establish a more general principle that receptors expressed ectopically in malignant cells can be exploited in targeted cytotoxic therapies without affecting the normal healthy cells.

Hyperalgesic effect induced by barbiturates, midazolam and ethanol: pharmacological evidence for GABA-A receptor involvement

The involvement of GABA-A receptors in the control of nociception was studied using the tail-flick test in rats. Non-hypnotic doses of the barbiturates phenobarbital (5-50 mg/kg), pentobarbital (17-33 mg/kg), and thiopental (7.5-30 mg/kg), of the benzodiazepine midazolam (10 mg/kg) or of ethanol (0.4-1.6 g/kg) administered by the systemic route reduced the latency for the tail-flick response, thus inducing a 'hyperalgesic' state in the animals. In contrast, non-convulsant doses of the GABA-A antagonist picrotoxin (0.12-1.0 mg/kg) administered systemically induced an increase in the latency for the tail-flick response, therefore characterizing an 'antinociceptive' state. Previous picrotoxin (0.12 mg/kg) treatment abolished the hyperalgesic state induced by effective doses of the barbiturates, midazolam or ethanol. Since phenobarbital, midazolam and ethanol reproduced the described hyperalgesic effect of GABA-A-specific agonists (muscimol, THIP), which is specifically antagonized by the GABA-A antagonist picrotoxin, our results suggest that GABA-A receptors are tonically involved in the modulation of nociception in the rat central nervous system

Gender differences in vascular expression of endothelin and ET A/ET B receptors, but not in calcium handling mechanisms, in deoxycorticosterone acetate-salt hypertension

We determined if the increased vascular responsiveness to endothelin-1 (ET-1) observed in male, but not in female, DOCA-salt rats is associated with differential vascular mRNA expression of ET-1 and/or ET A/ET B receptors or with functional differences in Ca2+ handling mechanisms by vascular myocytes. Uninephrectomized male and female Wistar rats received DOCA and drinking water containing NaCl/KCl. Control rats received vehicle and tap water. Blood pressure and contractile responses of endothelium-denuded aortic rings to agents which induce Ca2+ influx and/or its release from internal stores were measured using standard procedures. Expression of mRNA for ET-1 and ET A/ET B receptors was evaluated by RT-PCR after isolation of total cell RNA from both aorta and mesenteric arteries. Systolic blood pressure was higher in male than in female DOCA rats. Contractions induced by Bay K8644 (which activates Ca2+ influx through voltage-operated L-type channels), and by caffeine, serotonin or ET-1 in Ca2+-free buffer (which reflect Ca2+ release from internal stores) were significantly increased in aortas from male and female DOCA-salt compared to control aortas. DOCA-salt treatment of male, but not female, rats statistically increased vascular mRNA expression of ET-1 and ET B receptors, but decreased the expression of ET A receptors. Molecular up-regulation of vascular ET B receptors, rather than differential changes in smooth muscle Ca2+ handling mechanisms, seems to account for the increased vascular reactivity to ET-1/ET B receptor agonists and higher blood pressure levels observed in male DOCA-salt rats.

Excitatory amino acid receptor blockade within the caudal pressor area and rostral ventrolateral medulla alters cardiovascular responses to nucleus raphe obscurus stimulation in rats

Pressor responses elicited by stimulation of the nucleus raphe obscurus (NRO) depend on the integrity of the rostral ventrolateral medulla (RVLM). Therefore, to test the participation of excitatory amino acid (EAA) receptors in the cardiovascular responses evoked by NRO stimulation (1 ms, 100 Hz, 40-70 µA, for 10 s), the EAA antagonist kynurenic acid (Kyn) was microinjected at different sites in the ventrolateral medullar surface (2.7 nmol/200 nl) of male Wistar rats (270-320 g, N = 39) and NRO stimulation was repeated. The effects of NRO stimulation were: hypertension (deltaMAP = +43 ± 1 mmHg, P<0.01), bradycardia (deltaHR = -30 ± 7 bpm, P<0.01) and apnea. Bilateral microinjection of Kyn into the RVLM, which did not change baseline parameters, almost abolished the bradycardia induced by NRO stimulation (deltaHR = -61 ± 3 before vs -2 ± 3 bpm after Kyn, P<0.01, N = 7). Unilateral microinjection of Kyn into the CVLM did not change baseline parameters or reduce the pressor response to NRO stimulation (deltaMAP = +46 ± 5 before vs +48 ± 5 mmHg after Kyn, N = 6). Kyn bilaterally microinjected into the caudal pressor area reduced blood pressure and heart rate and almost abolished the pressor response to NRO stimulation (deltaMAP = +46 ± 4 mmHg before vs +4 ± 2 mmHg after Kyn, P<0.01, N = 7). These results indicate that EAA receptors on the medullary ventrolateral surface play a role in the modulation of the cardiovascular responses induced by NRO stimulation, and also suggest that the RVLM participates in the modulation of heart rate responses and that the caudal pressor area modulates the pressor response following NRO stimulation.

Antagonist G-mediated targeting and cytotoxicity of liposomal doxorubicin in NCI-H82 variant small cell lung cancer

The aim of the present study was to characterize the interactions of antagonist G (H-Arg-D-Trp-NmePhe-D-Trp-Leu-Met-NH 2)-targeted sterically stabilized liposomes with the human variant small cell lung cancer (SCLC) H82 cell line and to evaluate the antiproliferative activity of encapsulated doxorubicin against this cell line. Variant SCLC tumors are known to be more resistant to chemotherapy than classic SCLC tumors. The cellular association of antagonist G-targeted (radiolabeled) liposomes was 20-30-fold higher than that of non-targeted liposomes. Our data suggest that a maximum of 12,000 antagonist G-targeted liposomes were internalized/cell during 1-h incubation at 37ºC. Confocal microscopy experiments using pyranine-containing liposomes further confirmed that receptor-mediated endocytosis occurred, specifically in the case of targeted liposomes. In any of the previously mentioned experiments, the binding and endocytosis of non-targeted liposomes have revealed to be negligible. The improved cellular association of antagonist G-targeted liposomes, relative to non-targeted liposomes, resulted in an enhanced nuclear delivery (evaluated by fluorimetry) and cytotoxicity of encapsulated doxorubicin for incubation periods as short as 2 h. For an incubation of 2 h, we report IC50 values for targeted and non-targeted liposomes containing doxorubicin of 5.7 ± 3.7 and higher than 200 µM doxorubicin, respectively. Based on the present data, we may infer that receptors for antagonist G were present in H82 tumor cells and could mediate the internalization of antagonist G-targeted liposomes and the intracellular delivery of their content. Antagonist G covalently coupled to liposomal drugs may be promising for the treatment of this aggressive and highly heterogeneous disease.

Effect of histamine H1 and H2 receptor antagonists, microinjected into cerebellar vermis, on emotional memory consolidation in mice

This study investigated the effects of histamine H1 or H2 receptor antagonists on emotional memory consolidation in mice submitted to the elevated plus maze (EPM). The cerebellar vermis of male mice (Swiss albino) was implanted using a cannula guide. Three days after recovery, behavioral tests were performed in the EPM on 2 consecutive days (T1 and T2). Immediately after exposure to the EPM (T1), animals received a microinjection of saline (SAL) or the H1 antagonist chlorpheniramine (CPA; 0.016, 0.052, or 0.16 nmol/0.1 µL) in Experiment 1, and SAL or the H2 antagonist ranitidine (RA; 0.57, 2.85, or 5.7 nmol/0.1 µL) in Experiment 2. Twenty-four hours later, mice were reexposed to the EPM (T2) under the same experimental conditions but they did not receive any injection. Data were analyzed using one-way ANOVA and the Duncan test. In Experiment 1, mice microinjected with SAL and with CPA entered the open arms less often (%OAE) and spent less time in the open arms (%OAT) in T2, and there was no difference among groups. The results of Experiment 2 demonstrated that the values of %OAE and %OAT in T2 were lower compared to T1 for the groups that were microinjected with SAL and 2.85 nmol/0.1 µL RA. However, when animals were microinjected with 5.7 nmol/0.1 µL RA, they did not show a reduction in %OAE and %OAT. These results demonstrate that CPA did not affect behavior at the doses used in this study, while 5.7 nmol/0.1 µL RA induced impairment of memory consolidation in the EPM.

Modulation de la voie de signalisation de Gαq par l’hyperglycémie : mécanisme moléculaire

Les complications vasculaires telles que l’augmentation de la contractilité et la prolifération cellulaire sont les complications les plus communes observées dans le diabète et l’hyperglycémie chronique est un facteur important dans ces processus. La voie de signalisation de Gαq joue un rôle important dans la régulation du tonus vasculaire et l’altération de celle-ci peut contribuer aux complications vasculaires observées dans les cas de diabète et d’hyperglycémie. Il a été observé que les taux et l’activité des protéines kinase C (PKC) et du diacylglycérol (DAG) sont augmentés dans ces conditions. Cependant, aucune étude n’a démontré l’implication de Gαq/11 et des PLCβ, molécules de signalisation en amont de PKC/DAG. Plusieurs études révèlent que l’augmentation des taux et de l’activité des PKC et du DAG induite par l’hyperglycémie dans des cellules du muscle lisse vasculaire (CMLV) est attribuée à l’augmentation du stress oxydatif. De plus, les niveaux de certains peptides vasoactifs, tels que l’angiotensine II et l’endothéline-1, augmentés dans les conditions de diabète/d’hyperglycémie, peuvent contribuer à l’augmentation du stress oxydatif observée. Le travail présenté dans cette thèse avait pour but d’examiner les effets de l’hyperglycémie sur les niveaux d’expression protéique de Gαq/11 et de ses molécules associées, ainsi que d’étudier le mécanisme moléculaire par lequel l’hyperglycémie module la voie de signalisation de Gαq dans les CMLV. Dans la première étude, nous avons examiné si l’hyperglycémie pouvait moduler l’expression des protéines Gαq, Gα11, PLCβ1 et PLCβ2. Le prétraitement des CMLV A10 avec 26 mM de glucose durant 72 heures augmente l’expression des protéines Gαq, Gα11, PLCβ-1 et PLCβ-2 en comparaison avec les CMLV témoins. Le traitement avec des antagonistes aux récepteurs AT1 de l’Ang II, et ETA/ETB de l’ET-1, atténue la hausse de Gαq, de Gα11, de PLCβ1 et de PLCβ2 induite par l’hyperglycémie. De plus, la formation d’IP3 stimulée par l’ET-1 était plus élevée dans les CMLV exposée à 26 mM de glucose. Le traitement des CMLV A10 avec l’Ang II et l’ET-1 augmente également les niveaux d’expression des protéines Gα q/11 et PLCβ. Cette augmentation de l’expression est restaurée au niveau des CMLV témoins par les antagonistes des récepteurs AT1, ETA et ETB. Ces résultats suggèrent que l’augmentation de l’expression des protéines Gαq/11 et PLCβ dans les CMLV induite par l’hyperglycémie est attribuée à l’activation des récepteurs AT1, ETA et ETB. Dans la seconde étude, nous avons examiné l’implication du stress oxydatif dans l’augmentation des niveaux d’expression des protéines Gαq/11 et PLCβ et de leur signalisation induite par l’hyperglycémie. Nous avons également déterminé le mécanisme responsable de l’augmentation du stress oxydatif induite par l’hyperglycémie. L’augmentation de l’expression des protéines Gαq/11 et PLCβ des CMLV A10 exposées à 26 mM de glucose est revenue au niveau basal après un traitement avec l’antioxydant diphenyleneiodonium (DPI), et la catalase, un chélateur du peroxyde d’hydrogène, mais pas par le 111Mn-tetralis(benzoic acid porphyrin) (MnTBAP) ni par l’acide urique, des chélateurs du peroxynitrite. De plus, l’augmentation de la formation d’IP3 stimulée par l’ET-1 dans les CMLV exposées à 26 mM de glucose est revenue au niveau basal après un traitement avec le DPI et la catalase. Ces résultats suggèrent que l’augmentation du stress oxydatif induite par l’hyperglycémie contribue à l’augmentation de l’expression des protéines Gαq/11 et les molécules associées à la voie de signalisation de Gq. De plus, l’augmentation de la production d’anion superoxyde (O2-), de l’activité de la NADPH oxydase et de l’expression des protéines p22(phox) et p47(phox) induite par l’hyperglycémie est revenue à un niveau basal après un traitement avec les antagonistes des récepteurs AT1, ETA et ETB. Ces résultats suggèrent que l’hyperglycémie augmente les niveaux endogènes de l’Ang II et de l’ET-1, ce qui augmente le stress oxydatif par la formation d’O2- et de H2O2 et peut contribuer à l’augmentation des niveaux de Gq/11α et de leurs molécules de signalisation. Puisqu’il a été observé que l’hyperglycémie transactive les récepteurs aux facteurs de croissance tels que le récepteur au facteur de croissance épidermique (EGF-R) et le récepteur au facteur de croissance dérivé des plaquettes (PDGF-R), nous avons entrepris d’examiner, dans la troisième étude, l’implication d’EGF-R et de PDGF-R dans l’augmentation des niveaux de Gαq/11, de PLCβ et de leur signalisation induite par l’hyperglycémie. L’augmentation des niveaux d’expression des protéines Gαq, Gα11, PLCβ-1 et PLCβ-2 induite par l’hyperglycémie est revenue au niveau basal après un traitement avec les inhibiteurs d’EGF-R (AG1478) et de PDGF-R (AG1295) et par l’inhibiteur de c-Src, PP2. L’augmentation de la phosphorylation d’EGF-R et de PDGF-R induite par l’hyperglycémie a été abolie par AG1478, AG1295 et PP2. De plus, l’augmentation des niveaux de Gαq/11, et de PLCβ induite par l’hyperglycémie est atténuée par l’inhibiteur des MAPK, le PD98059, et par l’inhibiteur d’AKT, le wortmannin. L’augmentation de la phosphorylation d’ERK et d’AKT était également atténuée par AG1478 et AG1295. Ces résultats suggèrent que la transactivation des récepteurs aux facteurs de croissance induite par c-Src peut contribuer à l’augmentation des niveaux de Gα q/11/PLC et de leur signalisation par la voie des MAPK/PI3K. En conclusion, les études présentées dans cette thèse indiquent que l’hyperglycémie augmente les niveaux de Gαq/11 et de PLCβ. Nous avons émis des évidences qui démontrent que l’augmentation endogène de l’Ang II et de l’ET-1 par l’hyperglycémie peut contribuer à l’augmentation de la production d’O2- et de H2O2 résultant ainsi en une augmentation du stress oxydatif qui pourrait être responsable de l’augmentation de Gαq/11/PLC et de leur signalisation dans les conditions d’hyperglycémie. Finalement, nous avons démontré que la transactivation des récepteurs aux facteurs de croissance induite par l’hyperglycémie peut être responsable de l’augmentation de Gαq/11/PLC et les molécules associées à la voie de signalisation de Gq dans les cas de diabète et d’hyperglycémie.

Modulation of Endothelin-1 and Insulin-like Growth Factor Type 1-induced Signaling by Curcumin in A-10 Vascular Smooth Muscle Cells

Les maladies cardio-vasculaires (MCV), telles que l’hypertension et l’athérosclérose, s’accompagnent de modifications structurales et fonctionnelles au niveau vasculaire. Un fonctionnement aberrant de la migration, l’hypertrophie et la prolifération des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) sont des évènements cellulaires à l’origine de ces changements. L’endothéline-1 (ET-1) contribue à la pathogénèse des anomalies vasculaires, notamment via l’activation des protéines MAPK et PI3-K/PKB, des composantes clés impliquées dans les voies prolifératives et de croissance cellulaires. Il a été suggéré que le stress oxydant jouerait un rôle intermédiaire dans les effets pathophysiologiques vasculaires de l’ET-1. En conséquence, une modulation de la signalisation induite par l’ET-1 peut servir comme éventuelle stratégie thérapeutique contre le développement des MCV. Il apparaît de nos jours un regain d’intérêt dans l’utilisation des agents phyto-chimiques pour traiter plusieurs maladies. La curcumine, constituant essentiel de l’épice curcuma, est dotée de plusieurs propriétés biologiques parmi lesquelles des propriétés anti-oxydantes, anti-prolifératrices et cardio-protectrices. Cependant, les mécanismes moléculaires de son effet cardio-protecteur demeurent obscurs. Dans cette optique, l’objectif de cette étude a été d’examiner l’efficacité de la curcumine à inhiber la signalisation induite par l’ET-1 dans les CMLV. La curcumine a inhibé la phosphorylation des protéines IGF-1R, PKB, c-Raf et ERK1/2, induite par l’ET-1 et l’IGF-1. De plus, la curcumine a inhibé l’expression du facteur de transcription Egr-1 induite par l’ET-1 et l’IGF-1, dans les CMLV. Ces résultats suggèrent que la capacité de la curcumine à atténuer ces voies de signalisation serait un mécanisme d’action potentiel de ses effets protecteurs au niveau cardiovasculaire.

Role of receptor and non-receptor protein tyrosine kinases in vasoactive peptide-induced signaling

L'endothéline-1 (ET-1) et l'angiotensine II (Ang II) jouent un rôle important dans le maintien de la pression artérielle et l'homéostasie vasculaire. Une activité accrue de ces peptides vasoactifs est présumée contribuer au développement de pathologies vasculaires, telles que l'hypertension, l'athérosclérose, l'hypertrophie et la resténose. Ceci est causé par une activation excessive de plusieurs voies de signalisation hypertrophiques et prolifératives, qui incluent des membres de la famille des Mitogen Activated Protein Kinases (MAPK), ainsi que la famille phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-K) / protéine kinase B (PKB). Bien que l'activation de ces voies de signalisation soit bien élucidée, les éléments en amont responsables de l'activation des MAPK et de la PKB, induite par l'ET-1 et Ang II, demeurent mal compris. Durant les dernières années, le concept de la transactivation de récepteurs et/ou non-récepteurs protéines tyrosine kinases (PTK) dans le déclenchement des événements de signalisation induits par les peptides vasoactifs a gagné beaucoup de reconnaissance. Nous avons récemment démontré que la PTK Insulin-like Growth Factor type-1 Receptor (IGF-1R) joue un rôle dans la transduction des signaux induits par l‟H2O2, menant à la phosphorylation de la PKB. Étant donné que les peptides vasoactifs génèrent des espèces réactives d'oxygène, telles que l‟H2O2 lors de leur signalisation, nous avons examiné le rôle de d‟IGF-1R dans la phosphorylation de la PKB et les réponses hypertrophiques dans les cellules muscle lisse vasculaires (CMLV) induites par l'ET-1 et Ang II. AG-1024, un inhibiteur spécifique de l'IGF-1R, a atténué la phosphorylation de la PKB induite à la fois par l'ET-1 et Ang II. Le traitement des CMLVs avec l‟ET-1 et Ang II a également induit une phosphorylation des résidus tyrosine dans les sites d'autophosphorylation d'IGF-1R, celle-ci a été bloquée par l‟AG-1024. En outre, l‟ET-1 et l‟Ang II on tous les deux provoqué la phosphorylation de c-Src, une PTK non-récepteur, bloqué par PP-2, inhibiteur spécifique de la famille Src. La PP-2 a également inhibé la phosphorylation de PKB et d‟IGF-1R induite par l‟ET-1 et l‟Ang II. De plus, la synthèse de protéines ainsi que d‟ADN, marqueurs de la prolifération cellulaire et de l'hypertrophie, ont également été atténuée par l‟AG-1024 et le PP-2. Bien que ce travail démontre le rôle de c-Src dans la phosphorylation PKB induite par l'ET-1 et Ang II, son rôle dans l'activation des MAPK induit par l'ET-1 dans les CMLVs reste controversé. Par conséquent, nous avons examiné l'implication de c-Src dans l'activation de ERK 1/2, JNK et p38MAPK, par l'ET-1 et Ang II, ainsi que leur capacité à régulariser l'expression du facteur de transcription Early growth transcription factor-1 « Egr-1 ». ET-1 et Ang II ont induit la phosphorylation de ERK 1/2, JNK et p38 MAPK, et ont amplifié l'expression d'Egr-1 dans les CMLVs. Cette augmentation de la phosphorylation des MAPK a été diminuée par la PP-2, qui a aussi atténué l'expression d'Egr-1 induite par l'ET-1 et l'Ang II. Une preuve supplémentaire du rôle de c-Src dans ce processus a été obtenue en utilisant des fibroblastes embryonnaires de souris déficientes en c-Src (Src -/- MEF). L'expression d'Egr-1, ainsi que l'activation des trois MAPKs par l'ET-1 ont été atténuées dans les cellules Src -/- par rapport au MEF exprimant des taux normaux Src. En résumé, ces données suggèrent que l'IGF-1R et c-Src PTK jouent un rôle essentiel dans la régulation de la phosphorylation de PKB et des MAPK dans l‟expression d'Egr-1, ainsi que dans les réponses hypertrophiques et prolifératives induites par l'ET-1 et Ang II dans les CMLVs.

Increased Insulin Secretion by Muscarinic M1 and M3 Receptor Function from Rat Pancreatic Islets in vitro

Parasympathetic system plays an important role in insulin secretion from the pancreas. Cholinergic effect on pancreatic beta cells exerts primarily through muscarinic receptors. In the present study we investigated the specific role of muscarinic M1 and M3 receptors in glucose induced insulin secretion from rat pancreatic islets in vitro. The involvement of muscarinic receptors was studied using the antagonist atropine. The role of muscarinic MI and M3 receptor subtypes was studied using subtype specific antagonists. Acetylcholine agonist, carbachol, stimulated glucose induced insulin secretion at low concentrations (10-8-10-5 M) with a maximum stimulation at 10-7 M concentration. Carbachol-stimulated insulin secretion was inhibited by atropine confirming the role of muscarinic receptors in cholinergic induced insulin secretion. Both M1 and M3 receptor antagonists blocked insulin secretion induced by carbachol. The results show that M3 receptors are functionally more prominent at 20 mM glucose concentration when compared to MI receptors. Our studies suggest that muscarinic M1 and M3 receptors function differentially regulate glucose induced insulin secretion, which has clinical significance in glucose homeostasis.