Angiotensin-(1-7) decreases LPS-induced inflammatory response in macrophages

It has been previously shown that besides its classical role in blood pressure control the reninangiotensin system, mainly by action of angiotensin II on the AT1 receptor, exerts pro-inflammatory effects such as by inducing the production of cytokines. More recently, alternative pathways to this system were described, such as binding of angiotensin-(17) to receptor Mas, which was shown to counteract some of the effects evoked by activation of the angiotensin IIAT1 receptor axis. Here, by means of different molecular approaches we investigated the role of angiotensin-(17) in modulating inflammatory responses triggered in mouse peritoneal macrophages. Our results show that receptor Mas transcripts were up-regulated by eightfold in LPS-induced macrophages. Interestingly, macrophage stimulation with angiotensin-(17), following to LPS exposure, evoked an attenuation in expression of TNF-a and IL-6 pro-inflammatory cytokines; where this event was abolished when the receptor Mas selective antagonist A779 was also included. We then used heterologous expression of the receptor Mas in HEK293T cells to search for the molecular mechanisms underlying the angiotensin-(17)-mediated anti-inflammatory responses by a kinase array; what suggested the involvement of the Src kinase family. In LPS-induced macrophages, this finding was corroborated using the PP2 compound, a specific Src kinase inhibitor; and also by Western blotting when we observed that Ang-(17) attenuated the phosphorylation levels of Lyn, a member of the Src kinase family. Our findings bring evidence for an anti-inflammatory role for angiotensin-(17) at the cellular level, as well as show that its probable mechanism of action includes the modulation of Src kinases activities. J. Cell. Physiol. 227: 21172122, 2012. (C) 2011 Wiley Periodicals, Inc.

Protein turnover, amino acid requirements and recommendations for athletes and active populations

Skeletal muscle is the major deposit of protein molecules. As for any cell or tissue, total muscle protein reflects a dynamic turnover between net protein synthesis and degradation. Noninvasive and invasive techniques have been applied to determine amino acid catabolism and muscle protein building at rest, during exercise and during the recovery period after a single experiment or training sessions. Stable isotopic tracers (13C-lysine, 15N-glycine, ²H5-phenylalanine) and arteriovenous differences have been used in studies of skeletal muscle and collagen tissues under resting and exercise conditions. There are different fractional synthesis rates in skeletal muscle and tendon tissues, but there is no major difference between collagen and myofibrillar protein synthesis. Strenuous exercise provokes increased proteolysis and decreased protein synthesis, the opposite occurring during the recovery period. Individuals who exercise respond differently when resistance and endurance types of contractions are compared. Endurance exercise induces a greater oxidative capacity (enzymes) compared to resistance exercise, which induces fiber hypertrophy (myofibrils). Nitrogen balance (difference between protein intake and protein degradation) for athletes is usually balanced when the intake of protein reaches 1.2 g·kg-1·day-1 compared to 0.8 g·kg-1·day-1 in resting individuals. Muscular activities promote a cascade of signals leading to the stimulation of eukaryotic initiation of myofibrillar protein synthesis. As suggested in several publications, a bolus of 15-20 g protein (from skimmed milk or whey proteins) and carbohydrate (± 30 g maltodextrine) drinks is needed immediately after stopping exercise to stimulate muscle protein and tendon collagen turnover within 1 h.

Modulation of epidermial growth factor receptor signaling in colon adenocarcinoma

The use of agents targeting EGFR represents a new frontier in colon cancer therapy. Among these, monoclonal antibodies (mAbs) and EGFR tyrosine kinase inhibitors (TKIs) seemed to be the most promising. However they have demonstrated low utility in therapy, the former being effective at toxic doses, the latter resulting inefficient in colon cancer. This thesis work presents studies on a new EGFR inhibitor, FR18, a molecule containing the same naphtoquinone core as shikonin, an agent with great anti-tumor potential. In HT-29, a human colon carcinoma cell line, flow cytometry, immunoprecipitation, and Western blot analysis, confocal spectral microscopy have demonstrated that FR18 is active at concentrations as low as 10 nM, inhibits EGF binding to EGFR while leaving unperturbed the receptor kinase activity. At concentration ranging from 30 nM to 5 μM, it activates apoptosis. FR18 seems therefore to have possible therapeutic applications in colon cancer. In addition, surface plasmon resonance (SPR) investigation of the direct EGF/EGFR complex interaction using different experimental approaches is presented. A commercially available purified EGFR was immobilised by amine coupling chemistry on SPR sensor chip and its interaction to EGF resulted to have a KD = 368 ± 0.65 nM. SPR technology allows the study of biomolecular interactions in real-time and label-free with a high degree of sensitivity and specificity and thus represents an important tool for drug discovery studies. On the other hand EGF/EGFR complex interaction represents a challenging but important system that can lead to significant general knowledge about receptor-ligand interactions, and the design of new drugs intended to interfere with EGFR binding activity.

Molekulare Charakterisierung der Centrin-Isoformen in der Retina von Säugetieren

Centrine sind Mitglieder einer hoch konservierten Überfamilie von Ca2+-bindenden Proteinen mit EF-Hand Motiven. Bislang sind vier Centrin-Isoformen bei Säugern beschrieben worden, die in diversen Zellen in der Regel mit Centriolen von Centrosomen oder Centrosomen-verwandten Strukturen assoziiert sind. Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurden die vier Centrin-Isoformen bezüglich der Expression in verschiedenen Geweben untersucht. Dabei lag der Hauptfokus auf Untersuchungen der Centrine in den Photorezeptorzellen der Retina. Analysen auf subzellulärer Ebene brachten Klarheit über die differenzielle Lokalisation der verschiedenen Isoformen in der Retina. Mit Hilfe von verschiedenen Methoden konnten Wechselwirkungspartner in der Retina identifiziert werden, die eine Rolle in der visuellen Signaltransduktionskaskade spielen. Dabei könnten Centrine einem Regelmechanismus angehören, der wichtige Translokationsprozesse dieser Proteine regelt. In den Photorezeptorzellen der Säugetierretina werden die vier Isoformen exprimiert, die in den Strukturen des Cilienapparates differenziell lokalisiert sind. Dabei beschränkt sich ihre Lokalisation entweder auf den Basalkörper (Centrin 4), auf das Verbindungscilium (Centrin 1) oder sie sind in beiden Strukturen zu finden (Centrin 2 und 3). In den nicht- Photorezeptorzellen der Retina sind die Isoformen Centrin 2 und 3 zudem an den Centriolen der Centrosomen lokalisiert. In der vorliegenden Arbeit wurde zum ersten Mal gezeigt, dass alle Centrin-Isoformen in ein und derselben Zelle, der Photorezeptorzelle, koexprimiert werden und dabei subzellulär kolokalisiert sind. Im Weiteren konnte die ubiquitäre Expression von Centrin 2 und 3 in allen untersuchten Geweben an Centrosomen bestätigt werden. Centrin 1 und 4 hingegen werden nur in Geweben mit Cilien-tragenden Zellen exprimiert. Die Funktion der Centrine wird nicht nur durch Bindung von Ca2+, sondern auch durch Phosphorylierungen reguliert. Alle Sequenzen der Centrine weisen diverse mögliche Phosphorylierungsstellen für unterschiedliche Proteinkinasen auf. Die Ergebnisse aller durchgeführten in vitro und ex vivo Phosphorylierungs „Assays“ zeigen eine licht-abhängige Phosphorylierung der Centrin-Isoformen in der Retina. Dabei war in der dunkel-adaptierten Retina die Phosphorylierung vor allem von Centrin 1 und 2 erhöht. Weiterführende Experimente mit Kinase-Inhibitoren wiesen darauf hin, dass vor allem die Proteinkinase CKII eine bedeutende Rolle bei der Centrin-Phosphorylierung in der Retina einnimmt. Centrine sind die ersten Cytoskelettkomponenten, deren Phosphorylierungsgrad lichtabhängig moduliert wird. Diese Ergebnisse weisen auf einen Signalweg, der zwischen der visuellen Signaltransduktionskaskade und der Regulation der Centrin-Aktivität vermittelt, hin. Bei der Suche nach Centrin-Bindungspartnern gelang mit Hilfe von Centrin 1 Blot „Overlay Assays“ der Durchbruch. Der neuartige Ansatz zeigte, dass ausschließlich Ca2+-aktiviertes Centrin 1 mit Proteinen aus der Retina interagierte. Nach der Identifikation eines 37 kDa-Proteins als die β-Untereinheit des visuellen G-Proteins Transducin wurden die Untersuchungen auf diesen Interaktionspartner fokussiert. Die Ergebnisse der hier durchgeführten biochemischen und biophysikalischen Protein-Protein Interaktionsexperimente zeigen insgesamt folgendes: ⇒ Alle vier Centrine interagieren mit Transducin, wobei Centrin 3 die geringste Affinität zu Transducin hat. ⇒ Die Assemblierung der Centrin•G-Protein-Komplexe ist strikt Ca2+-abhängig. ⇒ Die Centrine binden sowohl an das isolierte Gtβγ-Heterodimer als auch an den heterotrimeren Gt-holo-Proteinkomplex, nicht aber an Gtα. Die quantitativen immunoelektronenmikroskopischen Analysen zeigen im Weiteren, dass sich die Komplexe aus Transducin und Centrin 1 bis 3 wahrscheinlich in einer Subdomäne des Verbindungsciliums der Photorezeptorzellen ausbilden. Dabei dürfte die Ausbildung der Komplexe an der Regulation der lichtinduzierten Translokation von Transducin zwischen Innen- und Außensegment der Photorezeptorzellen beteiligt sein. Dieser Translokationsmechanismus wird als ein wichtiger Bestandteil der Langzeitadaption der Signaltransduktionskaskade der Säugerretina diskutiert. Der neuartige Regelmechanismus der molekularen Translokationen, in dem Centrine involviert sind, ist außergewöhnlich und dürfte über die speziellen Photorezeptorzellen hinaus von weit reichender Bedeutung sein.

Untersuchungen zur Interaktion von Cholesterin mit cholesterinbindenden Proteinen

Der geschwindigkeitsbestimmende Schritt bei der Biosynthese von Steroidhormonen ist der Transport von Cholesterin von der äußeren zur inneren Mitochondrienmembran, wo es zu dem Steroid Pregnenolon umgewandelt wird. Für diesen Transport ist das StAR-Protein (Steroidogenic Acute Regulatory Protein) notwendig. Ein weiteres an der Bildung von Steroidhormonen beteiligtes Protein ist das MLN64-Protein. Beide Proteine besitzen so genannte START-Domänen (StAR related Lipid Transfer-Domänen), die Cholesterin binden können. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die START-Domänen von StAR und MLN64 Cholesterin auf unterschiedliche Weise binden. Es ist noch nicht geklärt, auf welche Weise das StAR-Protein den Cholesterintransport in die Mitochondrien bewirkt. Das StAR-Protein könnte Cholesterin binden und als Cholesterintransporter zwischen äußerer und innerer Mitochondrienmembran fungieren. Nach einer anderen Hypothese wirkt das StAR-Protein ausschließlich an der äußeren Mitochondrienmembran. Es wird auch postuliert, dass das StAR-Protein in einem teilweise entfalteten Zustand vorliegen muss, um seine Funktion erfüllen zu können. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass StAR ein fotoreaktives Cholesterinderivat bindet. Die Cholesterinbindungsstelle des StAR-Proteins konnte eingegrenzt werden. Es wurden Experimente durchgeführt, um zu überprüfen, ob das Protein tatsächlich nur in teilweise entfaltetem Zustand aktiv ist. Die Cholesterinbindung des MLN64-Proteins wurde ebenfalls mit dem fotoreaktiven Cholesterinderivat untersucht. Dabei zeigte sich, dass MLN64 offenbar mehrere Bindungsstellen für Cholesterin besitzt. Weitere Experimente beschäftigten sich mit der Charakterisierung der Cholesterinbindungsstelle des humanen Oxytocinrezeptors, eines G-Protein gekoppelten Hormonrezeptors, der durch Cholesterin reguliert wird. Dabei kam auch wieder das fotoreaktive Cholesterinderivat zum Einsatz. Außerdem wurden in dieser Arbeit Experimente durchgeführt, die sich mit der Regulation der Cholesterinbiosynthese befassten. Die Biosynthese des Cholesterins wird reguliert, indem in der Membran des Endoplasmatischen Retikulums verankerte Transkriptionsfaktoren proteolytisch freigesetzt werden. Das passiert nur dann, wenn der zelluläre Cholesterinspiegel niedrig ist. Bei diesem Regulationsmechanismus spielt das Protein SCAP eine zentrale Rolle (Sterol responsive element binding protein Cleavage Activating Protein). SCAP bindet Cholesterin spezifisch und wird dadurch reguliert. Im Rahmen dieser Arbeit konnte der Bereich von SCAP eingegrenzt werden, der Cholesterin bindet. Ebenso konnte gezeigt werden, dass die Interaktion von SCAP mit einem anderen, als Insig bezeichneten Protein indirekt durch das Cholesterinderivat 25-Hydroxycholesterin reguliert wird.

Charakterisierung funktioneller Domänen von Centrin-Isoformen

Centrine sind kleine Ca2+-bindende Proteine aus der Familie der EF-Hand Proteine. Erstmals wurden Centrine als Hauptbestandteil der kontraktilen Flagellenwurzeln von Grünalgen beschrieben. Mittlerweile konnten Centrine in nahezu allen eukaryotischen Organismen nachgewiesen werden. In Säugetieren wurden bis zu vier Isoformen identifiziert, die an Centrosomen oder davon abgeleiteten Strukturen, wie Spindelpolkörpern und Basalkörper, aber auch in Übergangszonen von Cilien exprimiert werden. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Centrine im zellulären Kontext der Photorezeptorzellen nicht nur durch die Bindung von Ca2+ reguliert werden, sondern auch durch reversible Phosphorylierungen. Die Phosphorylierung der Centrin-Isoformen findet in der Retina von Vertebraten lichtabhängig während der Dunkeladaption statt. Die Protein Kinase CK2 (CK2) ist für die beschriebenen lichtabhängigen Phosphorylierungen hauptverantwortlich. Obwohl alle Centrin-Isoformen mehrere mögliche Zielsequenzen für die CK2 besitzen, kommt es nur zur Phosphorylierung einer einzigen Aminosäure in Cen1p, Cen2p und Cen4p. Im Gegensatz dazu stellt die Isoform Cen3p kein Substrat für die CK2 dar. Zudem wurden hier erstmals Phosphatasen identifiziert, die in der Lage sind Centrine zu dephosphorylieren. Die Dephosphorylierung durch die PP2Cund PP2C ist sehr spezifisch, da keine andere Phosphatase der Retina die CK2-vermittelte Phosphorylierung der Centrine rückgängig machen kann. Hoch auflösende licht- und elektronenmikroskopische Analysen zeigten erstmals, dass die Centrine sowohl mit der CK2 als auch mit der PP2C im Verbindungscilium der Photorezeptorzellen colokalisiert sind. Cen1p und CK2 sind in der Lage, direkt an Mikrotubuli zu binden, was die notwendige räumliche Nähe zwischen Enzymen und Substrat herstellt. Bisherige Arbeiten zeigten, dass alle Centrine Ca2+-abhängig mit dem visuellen G-Protein Transducin interagieren. Diese Wechselwirkung dürfte an der Regulation der lichtabhängigen Translokation des visuellen G-Proteins Transducin zwischen dem Außen- und dem Innensegment der Photorezeptorzelle beteiligt sein. In der vorliegenden Arbeit zeigten Interaktionsstudien, dass die Bindungsaffinitäten der Centrine für Transducin durch die CK2-vermittelte Phosphorylierung drastisch verringert wurden. Dieser beobachtete Effekt beruht auf deutlich verringerten Ca2+-Affinitäten der Centrin-Isoformen nach der CK2-vermittelten Phosphorylierung. In der vorliegenden Arbeit wurde ein neuartiger Regulationsmechanismus der Centrine in den Photorezeptorzellen der Vertebraten beschrieben. Centrine werden nicht nur durch Ca2+-Bindung zur Bildung von Protein Komplexen stimuliert, sondern durch die Phosphorylierung zum Auflösen dieser Komplexe angeregt. Damit reguliert die CK2-vermittelte, lichtabhängige Phosphorylierung der Centrine möglicherweise ebenfalls die adaptive Translokation des visuellen G-Proteins Transducin zwischen dem Außen- und Innensegment der Photorezeptorzellen.

Analisi preclinica di nuove strategie terapeutiche basate sull'inibizione di protein-chinasi nell'osteosarcoma.

Scopo: L’obiettivo del presente programma di studio è stato quello di identificare e validare nuovi possibili bersagli terapeutici per l’osteosarcoma (OS) partendo dall’analisi del chinoma umano. Risultati: L’analisi del profilo di espressione genica ottenuta su 21 campioni clinici di OS ad alto grado di malignità ha permesso di selezionare le seguenti chinasi di possibile rilevanza biologica per l’OS: AURK-A, AURK-B, CDK2, PIK3CA, PLK-1. Le chinasi selezionate sono state validate tramite RNA interference. Successivamente è stata valutata l’efficacia dei relativi inibitori specifici: VX-680 e ZM-447439 inibitori delle Aurora-chinasi, Roscovitina di CDK2 e NMS1 di PLK-1, già inclusi in studi clinici. In termini d’inibizione della crescita cellulare le linee sono risultate maggiomente sensibili ai farmaci VX-680 e NMS1. E’ stata osservata una minor sensibilità ai farmaci VX-680, ZM447439 e NMS1 nelle linee doxorubicina(DX)-resistenti (caratterizzate da elevati livelli di espressione di ABCB1), indicando questi farmaci come potenziali substrati di ABCB1. La Roscovitina, nonostante i valori di IC50 elevati, non sembrerebbe substrato di ABCB1. La validazione preclinica di VX-680 e ZM447439 è stata completata. La forte inibizione della crescita è causata da endoreduplicazione per mancata citodieresi con conseguente formazione di una popolazione iperploide e apoptosi. Inoltre, VX-680 inibisce la motilità e la capacità di formare colonie. Esperimenti di associazione farmacologica mostrano che VX-680 interagisce positivamente con tutti i chemioterapici convenzionali impiegati nel trattamento dell’OS. NMS-1 produce interazioni positive con la DX in linee cellulari DX-resistenti, probabilmente grazie all’effetto revertante esercitato su ABCB1. La Roscovitina produce interazioni positive con CDDP e DX nelle varianti resistenti, effetto probbilmente dovuto al ruolo di CDK2 nei meccanismi di riparo del DNA. Conclusioni: L’analisi in vitro dell’attività degli inibitori ha permesso di identificare VX-680 come nuovo farmaco di potenziale interesse clinico, soprattutto in virtù delle sue interazioni sinergiche con i chemioterapici di uso convenzionale nel trattamento dell’osteosarcoma.

Bindeprotein-abhängige DctS-Sensorkinasen aus Bacillus subtilis und Geobacillus kaustophilus

Das Enterobakterium Escherichia coli sowie das Bodenbakterium Bacillus subtilis können C4-Dicarbonsäuren als aerobe Kohlenstoffquelle zur Energiekonservierung nutzen. Die Regulation des C4-Dicarboxylatstoffwechsels erfolgt in E. coli und B. subtilis durch das Zweikomponentensystem DcuSREc bzw. DctSRBs, bestehend aus einer Sensorkinase und einem Responseregulator. Diese kontrollieren die Expression des C4-Dicarboxylat-Transporters DctA. Der Sensor DcuSEc benötigt für seine Funktion im aeroben Stoffwechsel den Transporter DctA als Cosensor. Für das DctSRBs-System gibt es Hinweise aus genetischen Untersuchungen, dass DctSBs das Bindeprotein DctBBs und möglicherweise auch DctABs als Cosensoren für seine Funktion benötigt. In dieser Arbeit sollte ein direkter Nachweis geführt werden, ob DctBBs und DctABs gemeinsam oder nur jeweils eine der Komponenten als Cosensoren für DctSBs fungieren. Sowohl für DctBBs als auch für DctABs wurde eine direkte Protein-Protein-Interaktion mit DctSBs durch zwei in vivo Interaktionsmethoden nachgewiesen. Beide Methoden beruhen auf der Co-Reinigung der Interaktionspartner mittels Affinitätschromatographie und werden je nach Affinitätssäule als mSPINE oder mHPINE (Membrane Strep/His-Protein INteraction Experiment) bezeichnet. Die Interaktion von DctSBs mit DctBBs wurde zusätzlich über ein bakterielles Two-Hybrid System nachgewiesen. Nach Coexpression mit DctSBs interagieren DctABs und DctBBs in mSPINE-Tests gleichzeitig mit der Sensorkinase. DctSBs bildet somit eine sensorische DctS/DctA/DctB-Einheit in B. subtilis und das Bindeprotein DctBBs agiert nur als Cosensor, nicht aber als Transport-Bindeprotein. Eine direkte Interaktion zwischen dem Transporter DctABs und dem Bindeprotein DctBBs besteht nicht. Transportmessungen belegen, dass der DctA-vermittelte Transport von [14C]-Succinat unabhängig ist von DctBBs. Außerdem wurde untersucht, ob Zweikomponentensysteme aus anderen Bakteriengruppen nach einem ähnlichen Schema wie DcuSREc bzw. DctSRBs aufgebaut sind. Das thermophile Bakterium Geobacillus kaustophilus verfügt über ein DctSR-System, welches auf genetischer Ebene mit einem Transporter des DctA-Typs und einem DctB-Bindeprotein geclustert vorliegt. Die Sensorkinase DctSGk wurde in E. coli heterolog exprimiert und gereinigt. Diese zeigt in einer E. coli DcuS-Insertionsmutanten Komplementation der DcuS-Funktion und besitzt dabei Spezifität für die C4-Dicarbonsäuren Malat, Fumarat, L-Tartrat und Succinat sowie für die C6-Tricarbonsäure Citrat. In Liposomen rekonstituiertes DctSGk zeigt Autokinase-Aktivität nach Zugabe von [γ-33P]-ATP. Der KD-Wert für [γ-33P]-ATP der Kinasedomäne von DctSGk liegt bei 43 μM, die Affinität für ATP ist damit etwa 10-fach höher als in DcuSEc.

The physiological role of APP in the activation of neuroprotective signaling mechanisms

Accumulating evidence indicates that loss of physiological amyloid precursor protein (APP) function leads to enhanced susceptibility of neurons to cellular stress during brain aging. This study investigated the neuroprotective function of the soluble APP ectodomain sAPPα. Recombinant sAPPα protected primary hippocampal neurons and neuroblastoma cells from cell death induced by trophic factor deprivation. This protective effect was abrogated in APP-depleted neurons, but not in APLP1-, APLP2- or IGF1-R-deficient cells, indicating that expression of holo-APP is required for sAPPα-dependent neuroprotection. Strikingly, recombinant sAPPα, APP-E1 domain and the copper-binding growth factor-like domain (GFLD) of APP were able to stimulate PI3K/Akt survival signaling in different wildtype cell models, but failed in APP-deficient cells. An ADAM10 inhibitor blocking endogenous sAPPα secretion exacerbated neuron death in organotypic hippocampal slices subjected to metabolic stress, which could be rescued by exogenous sAPPα. Interestingly, sAPPα-dependent neuroprotection was unaffected in neurons of APP-ΔCT15 mice which lack the intracellular C-terminal YENPTY motif of APP. In contrast, sAPPα-dependent Akt signaling was completely abolished in APP mutant cells lacking the C-terminal G-protein interaction motif and by specifically blocking Gi/o-dependent signaling with pertussis toxin. Collectively, the present thesis provides new mechanistic insights into the physiological role of APP: the data suggest that cell surface APP mediates sAPPα-induced neuroprotection via Go-protein-coupled activation of the Akt pathway.

EFFECTS OF PRENATAL DEXAMETHASONE ON HIPOPCAMPAL SEROTONIN 1A RECEPTORS IN ADULT MALE RATS

The main activation route for the stress response is the hypothalamo-pituitaryadrenal axis (HPA) and the sympatho-adrenomedullary system. The HPA axis is a neuroendocrine feedback loop mediated by an array of tissue specific hormones, receptors and neurotransmitters that regulate glucocorticoid (GC) release. GCs are steroidal hormones produced by the adrenal glands and are key players in a negativefeedback loop controlling HPA activity. They influence the HPA axis through glucocorticoid receptors in the hypothalamus and pituitary and through both glucocorticoid (GR) and mineralcorticoid receptors (MR) that are co-localized in the hippocampus. Repeated or chronic stress exerts a negative influence on these HPA axis regulatory sites and contributes to potentially pathological conditions, especially during early development. For example, chronic stress promotes increased maternal adrenal gland secretion of glucocortiocoid, leading to abnormally high concentrations of GC inthe fetal environment. The timing and maturation of the HPA axis relative to birth is highly species specific and is closely linked to landmarks in fetal development. In rats this development of the HPA axis takes place in utero and continues even shortly after birth. It is likely that the maternal endocrine environment will affect fetal development during this critical time point and may alter the overall set point for the expression ofgenes and their protein products that mediate fetal HPA axis function. Dexamethasone (DEX) is a synthetic glucocorticoid (sGC) and is a consensus treatment in preterm pregnancies used to expedite fetal lung development. However it has been shown that DEX causes long term physiological and behavioral disorders in prenatally-exposed laboratory animals. Previous studies have also shown that it alters the MR: GR receptor ratio in the hippocampus. Taking into consideration corticosteroid regulation of serotonin receptors, especially 5HT1A receptors and their putative interaction with glucocorticoid receptors in the hippocampus, we hypothesized that prenatal DEX exposure would lead to changes in the expression and function of 5HT1A receptors in the hippocampus. We administered DEX to rat dams during the last trimester of gestation and investigated the changes in these receptors in the adult rat offspring. Radioligand receptor binding assays were used to study hippocampal 5HT1A receptor binding affinity and number. Our results demonstrate that hippocampal 5HT1A receptors are increased in the DEX animalscompared with controls by 36%, with no change in binding affinity. The efficiency of ligand-induced receptor signal transduction via G-protein activation was also studied using [35S]GTPγS incorporation assay. Using this technique, we showed that there was no significant difference in the maximum ligand mediated stimulation (Emax) of 5HT1Areceptors between control and dex exposed animals. However, the intracellular signalling efficiency of hippocampal 5HT1A receptors was diminished, since a significant increase in EC50 values was obtained with the dex exposed group showing a value 51% higherEC50 than controls. Taken together these data illustrate a considerable change in the 5HT1A component of the serotonergic system following prenatal DEX exposure.

Enhanced T cell transmigration across the murine liver sinusoidal endothelium is mediated by transcytosis and surface presentation of chemokines

Transmigration through the liver endothelium is a prerequisite for the homeostatic balance of intrahepatic T cells and a key regulator of inflammatory processes within the liver. Extravasation into the liver parenchyma is regulated by the distinct expression patterns of adhesion molecules and chemokines and their receptors on the lymphocyte and endothelial cell surface. In the present study, we investigated whether liver sinusoidal endothelial cells (LSEC) inhibit or support the chemokine-driven transmigration and differentially influence the transmigration of pro-inflammatory or anti-inflammatory CD4(+) T cells, indicating a mechanism of hepatic immunoregulation. Finally, the results shed light on the molecular mechanisms by which LSEC modulate chemokine-dependent transmigration. LSEC significantly enhanced the chemotactic effect of CXC-motif chemokine ligand 12 (CXCL12) and CXCL9, but not of CXCL16 or CCL20, on naive and memory CD4(+) T cells of a T helper 1, T helper 2, or interleukin-10-producing phenotype. In contrast, brain and lymphatic endothelioma cells and ex vivo isolated lung endothelia inhibited chemokine-driven transmigration. As for the molecular mechanisms, chemokine-induced activation of LSEC was excluded by blockage of G(i)-protein-coupled signaling and the use of knockout mice. After preincubation of CXCL12 to the basal side, LSEC took up CXCL12 and enhanced transmigration as efficiently as in the presence of the soluble chemokine. Blockage of transcytosis in LSEC significantly inhibited this effect, and this suggested that chemokines taken up from the basolateral side and presented on the luminal side of endothelial cells trigger T cell transmigration. CONCLUSION: Our findings demonstrate a unique capacity of LSEC to present chemokines to circulating lymphocytes and highlight the importance of endothelial cells for the in vivo effects of chemokines. Chemokine presentation by LSEC could provide a future therapeutic target for inhibiting lymphocyte immigration and suppressing hepatic inflammation.

Envelope protein dynamics in paramyxovirus entry.

Paramyxoviruses include major pathogens with significant global health and economic impact. This large family of enveloped RNA viruses infects cells by employing two surface glycoproteins that tightly cooperate to fuse their lipid envelopes with the target cell plasma membrane, an attachment and a fusion (F) protein. Membrane fusion is believed to depend on receptor-induced conformational changes within the attachment protein that lead to the activation and subsequent refolding of F. While structural and mechanistic studies have considerably advanced our insight into paramyxovirus cell adhesion and the structural basis of F refolding, how precisely the attachment protein links receptor engagement to F triggering remained poorly understood. Recent reports based on work with several paramyxovirus family members have transformed our understanding of the triggering mechanism of the membrane fusion machinery. Here, we review these recent findings, which (i) offer a broader mechanistic understanding of the paramyxovirus cell entry system, (ii) illuminate key similarities and differences between entry strategies of different paramyxovirus family members, and (iii) suggest new strategies for the development of novel therapeutics.

In search of epigenetic marks in testes and sperm cells of differentially fed boars

In search of transmittable epigenetic marks we investigated gene expression in testes and sperm cells of differentially fed F0 boars from a three generation pig feeding experiment that showed phenotypic differences in the F2 generation. RNA samples from 8 testes of boars that received either a diet enriched in methylating micronutrients or a control diet were analyzed by microarray analysis. We found moderate differential expression between testes of differentially fed boars with a high FDR of 0.82 indicating that most of the differentially expressed genes were false positives. Nevertheless, we performed a pathway analysis and found disparate pathway maps of development_A2B receptor: action via G-protein alpha s, cell adhesion_Tight junctions and cell adhesion_Endothelial cell contacts by junctional mechanisms which show inconclusive relation to epigenetic inheritance. Four RNA samples from sperm cells of these differentially fed boars were analyzed by RNA-Seq methodology. We found no differential gene expression in sperm cells of the two groups (adjusted P-value>0.05). Nevertheless, we also explored gene expression in sperm by a pathway analysis showing that genes were enriched for the pathway maps of bacterial infections in cystic fibrosis (CF) airways, glycolysis and gluconeogenesis p.3 and cell cycle_Initiation of mitosis. Again, these pathway maps are miscellaneous without an obvious relationship to epigenetic inheritance. It is concluded that the methylating micronutrients moderately if at all affects RNA expression in testes of differentially fed boars. Furthermore, gene expression in sperm cells is not significantly affected by extensive supplementation of methylating micronutrients and thus RNA molecules could not be established as the epigenetic mark in this feeding experiment.

Mutations in myosin light chain kinase cause familial aortic dissections.

Mutations in smooth muscle cell (SMC)-specific isoforms of α-actin and β-myosin heavy chain, two major components of the SMC contractile unit, cause familial thoracic aortic aneurysms leading to acute aortic dissections (FTAAD). To investigate whether mutations in the kinase that controls SMC contractile function (myosin light chain kinase [MYLK]) cause FTAAD, we sequenced MYLK by using DNA from 193 affected probands from unrelated FTAAD families. One nonsense and four missense variants were identified in MYLK and were not present in matched controls. Two variants, p.R1480X (c.4438C>T) and p.S1759P (c.5275T>C), segregated with aortic dissections in two families with a maximum LOD score of 2.1, providing evidence of linkage of these rare variants to the disease (p = 0.0009). Both families demonstrated a similar phenotype characterized by presentation with an acute aortic dissection with little to no enlargement of the aorta. The p.R1480X mutation leads to a truncated protein lacking the kinase and calmodulin binding domains, and p.S1759P alters amino acids in the α-helix of the calmodulin binding sequence, which disrupts kinase binding to calmodulin and reduces kinase activity in vitro. Furthermore, mice with SMC-specific knockdown of Mylk demonstrate altered gene expression and pathology consistent with medial degeneration of the aorta. Thus, genetic and functional studies support the conclusion that heterozygous loss-of-function mutations in MYLK are associated with aortic dissections.

An examination of the characteristics, concentration and distribution of androgen receptor in rat testis during sexual maturation

Previously reported androgen receptor concentrations in rat testis and testicular cell types have varied widely. In the studies reported here a nuclear exchange assay was established in rat testis in which exchange after 86 hours at 4$\sp\circ$C was greater than 85% complete and receptor was stable. Receptor concentration per DNA measured by exchange declined between 15 and 25 days of age in the rat testis, then increased 4-fold during sexual maturation. Proliferation of germ cells which had low receptor concentration appeared to account for the early decline in testicular receptor concentration, whereas increase in receptor number per Sertoli cell between 25 and 35 days of age contributed to the later increase. Increase in Leydig cell number during maturation appeared to account for the remainder of the increase due to the high receptor concentration in these cells. Detailed studies showed that other possible explanations for changes in receptor number (e.g. shifts in receptor concentration between the cytosol and nuclear subcellular compartments or changes in the affinity of the receptor for its ligands) were not likely.^ Androgen receptor dynamics in testicular cells showed rapid, specific uptake of ($\sp3$H) -testosterone that was easily blocked by unlabeled testosterone (RA of 7 nM in both cell types), and medroxyprogesterone acetate (RA of 28 and 16 nM in Sertoli and peritubular cells, respectively), but not as well by the anti-androgens cyproterone acetate (RA of 116 and 68 nM) and hydroxyflutamide (RA of 300 and 180 nM). The affinity of the receptor for the ligand dimethylnortestosterone was similar in the two cell types (K$\rm\sb{d}$ values of 0.78 and 0.71 nM for Sertoli and peritubular cells) and was virtually identical with the affinity of the whole testis receptor (0.89 nM). Medroxyprogesterone acetate and testosterone significantly increased nuclear androgen receptor concentration relative to untreated controls in Sertoli and peritubular cells, whereas hydroxyflutamide and cyproterone acetate did not. Despite the different embryological origins of peritubular and Sertoli cells, their responses to both androgens and anti-androgens were similar. In addition, these studies suggest that peritubular cells are as likely as Sertoli cells to be primary androgen targets. ^