Akkumulation von Splenozyten mit immunsuppressiven Eigenschaften in mastzelllosen Mäusen mit Kit-W-sh-Mutation

Mutationen, die zu einer reduzierten Aktivität der Tyrosinkinase c-Kit führen, können zum Verlust von Mastzellen führen, weshalb entsprechende Mausstämme intensiv zur Erforschung von Mastzellfunktionen verwendet werden. C-Kit ist der Rezeptor für den in der Hämatopoese essentiellen Stammzellfaktor (SCF) und die vorliegende Arbeit hatte daher das Ziel, mögliche weitere Auswirkungen der Mutation KitW-sh auf die Hämatopoese in Mäusen zu untersuchen. Es zeigte sich, dass die KitW-sh-Mutation zu einer ausgeprägten extramedullären Hämatopoese in der Milz führt. Dies ist durch das vermehrte Vorkommen von hämatopoetischen Stammzellen und Vorläufern der myeloiden Zellreihe charakterisiert, die alle eine reduzierte Expression von c-Kit aufweisen. Detailiert untersucht wurde eine massiv expandierte Zellpopulation mit dem Phänotyp neutrophiler Granulozyten in den Milzen naiver KitW-sh-Mäuse. Es handelt sich hierbei jedoch um Zellen mit immunsuppressiven Eigenschaften, die in Wildtypmäusen typischerweise während der Entwicklung von Tumoren expandieren und als "myeloid-derived suppressor cells" (MDSC) angesprochen werden, eine phänotypisch und funktionell heterogene Zellgruppe. Die entsprechenden Zellen aus naiven KitW sh-Mäusen wurden als granulozytär-(G)-MDSC-ähnlichen Zellen bezeichnet, da sie in der Lage sind, in vitro die Proliferation von T-Zellen durch die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies zu hemmen und nach Transfer in tumortragende Wildtypmäuse das Tumorwachstum zu begünstigen. Diese Ergebnisse stehen im Einklang mit unserer Beobachtung, dass der Transfer einer Karzinom-Zelllinie in KitW-sh-Mäusen zur Bildung größerer Tumore führt als in entsprechenden Wildtyp-Kontrolltieren, unabhängig von der Abwesenheit von Mastzellen. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen einen starken Einfluss der KitW-sh-Mutation nicht nur auf die Entwicklung von Mastzellen, sondern auch auf die extramedulläre Myelopoese. Die Expansion G-MDSC-ähnlicher Zellen mit potentiell immunsuppressiven Eigenschaften kann die Verwendung von KitW-sh-Mäusen für die gezielte Untersuchung Mastzell-spezifischer Phänomene einschränken.

Influence of the chemokine CXCL12 on the progression and the signaling in colorectal cancer

Das Chemokin CXCL12 (auch bekannt als SDF-1) ist ein kleines Protein (8-14) KDa, das in sechs Isoformen exprimiert wird (SDF-1α, SDF-1β, SDF-1γ, SDF- 1δ, SDF-1ε und SDF-1θ) von einem einzigen Gen, dass die Leukozyten-Wanderung regelt und variabel in einer Reihe von normalen und Krebsgeweben exprimiert wird.rnCXCL12 spielt verschiedene Rollen in der Tumorpathogenese. Es wurde nachgewiesen, dass CXCL12 das Tumorwachstum und die Malignität fördert, die Tumorangiogenese stärkt, sich an der Metastasierung beteiligt und zu immunsuppressiven Netzwerken innerhalb des Tumormikromilieus beiträgt. Daher liegt es nahe, dass der CXCL12/CXCR4-Signalweg ein wichtiges Ziel ist für die Entwicklung von neuartigen Krebstherapien.rnUm Licht auf die Rolle der Chemokin CXCL12 Splicevarianten in der Entwicklung von Krebs zu werfen und die mögliche physiologische Relevanz und ihre möglichen funktionellen Unterschiede bei Darmkrebs zu verstehen, haben wir alle CXCL12 Splicevarianten (alpha, beta, gamma, delta, epsilon und theta) in die kolorektalen Zelllinie SW480 und die Melanomzellinie D05 transfiziert und exprimiert.rnrnDiese Arbeit wurde erstellt, um die folgenden Ziele zu erreichen. Untersuchung der Rolle von CXCL12 Splicevarianten bei der Vermittlung von Tumorprogression, Adhäsion, Migration, Invasion und Metastasierung von Darmkrebs. Untersuchung, ob die CXCL12 Variantenwege ein wichtiges Ziel für die Entwicklung von Krebstherapien darstellen.rn• Um eine in vivo Mausmodell zu entwickeln, um die Rolle der CXCL12 Varianten im Rahmen des Tumorwachstums zu verstehen.rnrnUnsere Ergebnisse zeigen, dass:Der CXCL12 G801A Polymorphismus ist ein Low-Penetranz Risikofaktor für die Entwicklung von Darmkrebs. Der CXCL12-Gen-Polymorphismus rs1801157 ist mit dem T-Status (Tumor-node-Metastasen) assoziiert. Es gab keine Beziehung zwischen CXCL12-Gen-Polymorphismus rs1801157 und Fernmetastisen oder LN metastasen. Alle sechs CXCL12 Splicevarianten werden im Darmkrebs und in gesunder Kolon mucosa exprimiert. Die höchste Expression wird bei SDF-1alpha, dann SDF-1 beta gefunden. Alle sechs CXCL12 Varianten zeigen erhöhte Tumorzellproliferation in vitro. SDF-1beta, gefolgt von SDF-1alpha zeigte die größte Aktivität im Proliferationsassay.rn• Alle sechs CXCL12 Varianten induzieren die Tumorzelladhäsion.SDF-1beta dann SDF-1alpha zeigte die größte Aktivität im Rahmen des Adhäsionsassay. Alle sechs CXCL12 Varianten erhöhten die Zellmigration und Invasion von Tumorzellen in vitro. SDF-1theta und SDF-1epsilon 1theta zeigten die größte Aktivität, während die schwächste Aktivität mit SDF-1alpha und SDF-1beta beobachtet wurde. Alle sechs CXCL12 Varianten aktivieren Akt und (MAPK) Mitogen- acktivatedierte Protein kinase Wege und damit die Regulierung viele essentieller Prozesse in Tumorzellen, wie Proliferation, Migration, Invasion und Adhäsion. Es ist interessant festzustellen, dass AMD3100 die CXCL12 Splicevarianten inhibriert, die AKT-MEK-1/2-Phosphorylierung induzieren.rnDer Inhibitor AMD3100 unterdrückt stark die CXCL12 Varianten -delta, -epsilon und theta-und unterdrückt schwach CXCL12-gamma. während es keine signifikante Wirkung auf CXCL12-alpha und beta hatte. Es hat möglicherweise Auswirkungen auf mehrere große Signalwage in Bezug auf Proliferation, Migration und Invasions.rn• Es ist wichtig anzumerken, dass die Hemmung von CXCL12-Varianten durch AMD3100 einen der möglichen Ansaätze in der Krebstherapie darstellen kann.Wir schlagen vor, dass weitere Studien erwogen werden, die wir brauchen, um die biologische Aktivität dieser neuen CXCL12 Varianten bei verschiedenen Arten von Krebs klar zu verstehen.

Die Rolle von Chemokinrezeptor CXCR4 und Connective Tissue Growth Factor innerhalb der Tumor-Stroma-Interaktion in der akuten myeloischen Leukämie

Die akute myeloische Leukämie (AML) ist eine heterogene Erkrankung der hämatopoetischen Vorläuferzelle, die durch unkontrollierte Vermehrung und ein reduziertes Differenzierungsverhalten gekennzeichnet ist. Aufgrund von Therapieresistenzen und häufig vorkommenden Rückfällen ist die AML mit einer schlechten Langzeitprognose verbunden. Neue Studienergebnisse zeigen, dass leukämische Zellen einer hierarchischen Ordnung unterliegen, an deren Spitze die leukämische Stammzelle (LSC) steht, welche den Tumor speist und ähnliche Charakteristika besitzt wie die hämatopoetische Stammzelle. Die LSC nutzt den Kontakt zu Zellen der hämatopoetischen Nische des Knochenmarks, um die erste Therapie zu überdauern und Resistenzen zu erwerben. Neue Therapieansätze versuchen diese Interaktion zwischen leukämischen Zellen und supportiv wirkenden Stromazellen anzugreifen. rnrnIn dieser Arbeit sollte die Bedeutung des CXC-Motiv Chemokinrezeptors Typ 4 (CXCR4) und des Connective Tissue Growth Factors (CTGF) innerhalb der AML-Stroma-Interaktion untersucht werden. CXCR4, der in vivo dafür sorgt, dass AML-Zellen in der Nische gehalten und geschützt werden, wurde durch den neuwertigen humanen CXCR4-spezifischen Antikörper BMS-936564/MDX-1338 in AML-Zelllinien und Patientenzellen in Zellkulturversuchen blockiert. Dies induzierte Apoptose sowie Differenzierung und führte in Kokulturversuchen zu einer Aufhebung des Stroma-vermittelten Schutzes gegenüber der Chemotherapie. Für diese Effekte musste teilweise ein sekundärer Antikörper verwendet werden, der die CXCR4-Moleküle miteinander kreuzvernetzt.rnDie Auswertung eines quantitativen Real time PCR (qPCR)-Arrays ergab, dass CTGF in der AML-Zelllinie Molm-14 nach Kontakt zu Stromazellen hochreguliert wird. Diese Hochregulation konnte in insgesamt drei AML-Zelllinien sowie in drei Patientenproben in qPCR- und Western Blot-Versuchen bestätigt werden. Weitere Untersuchungen zeigten, dass diese Hochregulation (i) unabhängig von der Stromazelllinie ist, (ii) den direkten Kontakt zum Stroma benötigt und (iii) auch unter hypoxischen Bedingungen, wie sie innerhalb des Knochenmarks vorherrschen, stattfindet. Der durch Zell-Zell- oder Zell-Matrix-Kontakt gesteuerte Hippo-Signalweg konnte aus folgenden Gründen als möglicher upstream-Regulationsmechanismus identifiziert werden: (i) Dessen zentraler Transkriptions-Kofaktor TAZ wurde in kokultivierten Molm-14-Zellen stabilisiert, (ii) der shRNA-gesteuerte Knockdown von TAZ führte zu einer reduzierten CTGF-Hochregulation, (iii) CTGF wurde in Abhängigkeit von der Zelldichte reguliert, (iv) Cysteine-rich angiogenic inducer 61 (Cyr61), ein weiteres Zielgen von TAZ, wurde in kokultivierten AML-Zellen ebenfalls verstärkt exprimiert. Der Knockdown von CTGF führte in vitro zu einer partiellen Aufhebung der Stroma-vermittelten Resistenz und die Blockierung von CTGF durch den Antikörper FG-3019 wirkte im AML-Mausmodell lebensverlängernd. rn rnDie Rolle von CTGF in der AML ist bisher nicht untersucht. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass CTGF ein interessantes Therapieziel in der AML darstellt. Es bedarf weiterer Untersuchungen, um die Bedeutung von CTGF in der Tumor-Stroma-Interaktion näher zu charakterisieren und nachgeschaltete Signalwege zu identifizieren.

Genexpressionsanalyse boviner mesenchymaler Stammzellen und deren in-vitro-differenzierten Folgelinien

Mesenchymale Stamzellen (MSC) sind Vertreter der adulten Stammzellen. Sie bergen durch ihre große Plastizität ein immenses Potential für die klinische Nutzung in Form von Stammzelltherapien. Zellen dieses Typs kommen vornehmlich im Knochenmark der großen Röhrenknochen vor und können zu Knochen, Knorpel und Fettzellen differenzieren. MSC leisten einen wichtigen Beitrag im Rahmen regenerativer Prozesse, beispielsweise zur Heilung von Frakturen. Breite Studien demonstrieren bereits jetzt auch bei komplexeren Erkrankungen (z.B. Osteoporose) therapeutisch vielversprechende Einsatzmöglichkeiten. Oft kommen hierbei aus MSC gezielt differenzierte Folgelinien aus Zellkulturen zum Einsatz. Dies bedingt eine kontrollierte Steuerung der Differenzierungsprozesse in vitro. Der Differenzierung einer Stammzelle liegt eine komplexe Veränderung ihrer Genexpression zugrunde. Genexpressionsmuster zur Erhaltung und Proliferation der Stammzellen müssen durch solche, die der linienspezifischen Differenzierung dienen, ersetzt werden. Die mit der Differenzierung einhergehende, transkriptomische Neuausrichtung ist für das Verständnis der Prozesse grundlegend und wurde bislang nur unzureichend untersucht. Ziel der vorliegenden Arbeit ist eine transkriptomweite und vergleichende Genexpressionsanalyse Mesenchymaler Stammzellen und deren in vitro differenzierten Folgelinien mittels Plasmid - DNA Microarrays und Sequenziertechniken der nächsten Generation (RNA-Seq, Illumina Plattform). In dieser Arbeit diente das Hausrind (Bos taurus) als Modellorganismus, da es genetisch betrachtet eine hohe Ähnlichkeit zum Menschen aufweist und Knochenmark als Quelle von MSC gut verfügbar ist. Primärkulturen Mesenchymaler Stammzellen konnten aus dem Knochenmark von Rindern erfolgreich isoliert werden. Es wurden in vitro Zellkultur - Versuche durchgeführt, um die Zellen zu Osteoblasten, Chondrozyten und Adipozyten zu differenzieren. Zur Genexpressionsanalyse wurde RNA aus jungen MSC und einer MSC Langzeitkultur („alte MSC“), sowie aus den differenzierten Zelllinien isoliert und für nachfolgende Experimente wo nötig amplifiziert. Der Erfolg der Differenzierungen konnte anhand der Genexpression von spezifischen Markergenen und mittels histologischer Färbungen belegt werden. Hierbei zeigte sich die Differenzierung zu Osteoblasten und Adipozyten erfolgreich, während die Differenzierung zu Chondrozyten trotz diverser Modifikationen am Protokoll nicht erfolgreich durchgeführt werden konnte. Eine vergleichende Hybridisierung zur Bestimmung differentieller Genexpression (MSC vs. Differenzierung) mittels selbst hergestellter Plasmid - DNA Microarrays ergab für die Osteogenese mit Genen wie destrin und enpp1, für die undifferenzierten MSC mit dem Gen sema3c neue Kandidatengene, deren biologische Funktion aufzuklären in zukünftigen Experimenten vielversprechende Ergebnisse liefern sollte. Die Analyse der transkriptomweiten Genexpression mittels NGS lieferte einen noch umfangreicheren Einblick ins Differenzierungsgeschehen. Es zeigte sich eine hohe Ähnlichkeit im Expressionsprofil von jungen MSC und Adipozyten, sowie zwischen den Profilen der alten MSC (eine Langzeitkultur) und Osteoblasten. Die alten MSC wiesen deutliche Anzeichen für eine spontane Differenzierung in die osteogene Richtung auf. Durch Analyse der 100 am stärksten exprimierten Gene jeder Zelllinie ließen sich für junge MSC und Adipozyten besonders Gene der extrazellulären Matrix (z.B col1a1,6 ; fn1 uvm.) auffinden. Sowohl Osteoblasten, als auch die alten MSC exprimieren hingegen verstärkt Gene mit Bezug zur oxidativen Phosphorylierung, sowie ribosomale Proteine. Eine Betrachtung der differentiellen Genexpression (junge MSC vs. Differenzierung) mit anschließender Pathway Analyse und Genontologie Anreicherungsstatistik unterstützt diese Ergebnisse vor allem bei Osteoblasten, wo nun jedoch zusätzlich auch Gene zur Regulation der Knochenentwicklung und Mineralisierung in den Vordergrund treten. Für Adipozyten konnte mit Genen des „Jak-STAT signaling pathway“, der Fokalen Adhäsion, sowie Genen des „Cytokine-cytokine receptor interaction pathway“ sehr spannende Einsichten in die Biologie dieses Zelltyps erlangt werden, die sicher weiterer Untersuchungen bedürfen. In undifferenzierten MSC konnte durch differentielle Genexpressionsanalyse die Rolle des nicht kanonischen Teils des WNT Signalweges als für die Aufrechterhaltung des Stammzellstatus potentiell äußerst einflussreich ermittelt werden. Die hier diskutierten Ergebnisse zeigen beispielhaft, dass besonders mittels Genexpressionsanalyse im Hochdurchsatzverfahren wertvolle Einblicke in die komplexe Biologie der Stammzelldifferenzierung möglich sind. Als Grundlage für nachfolgende Arbeiten konnten interessante Gene ermittelt und Hypothesen zu deren Einfluss auf Stammzelleigenschaften und Differenzierungsprozesse aufgestellt werden. Um einen besseren Einblick in den Differenzierungsverlauf zu ermöglichen, könnten künftig NGS Analysen zu unterschiedlichen Differenzierungszeitpunkten durchgeführt werden. Zudem wären weitere Anstrengungen zur erfolgreichen Etablierung der chondrogenen Differenzierung zur vollständigen Analyse der Genexpression des trilinearen Differenzierungspotentials von MSC wünschenswert.

Novel agents targeting the IGF-1R/PI3K pathway impair cell proliferation and survival in subsets of medulloblastoma and neuroblastoma

The receptor tyrosine kinase (RTK)/phosphoinositide 3-kinase (PI3K) pathway is fundamental for cancer cell proliferation and is known to be frequently altered and activated in neoplasia, including embryonal tumors. Based on the high frequency of alterations, targeting components of the PI3K signaling pathway is considered to be a promising therapeutic approach for cancer treatment. Here, we have investigated the potential of targeting the axis of the insulin-like growth factor-1 receptor (IGF-1R) and PI3K signaling in two common cancers of childhood: neuroblastoma, the most common extracranial tumor in children and medulloblastoma, the most frequent malignant childhood brain tumor. By treating neuroblastoma and medulloblastoma cells with R1507, a specific humanized monoclonal antibody against the IGF-1R, we could observe cell line-specific responses and in some cases a strong decrease in cell proliferation. In contrast, targeting the PI3K p110α with the specific inhibitor PIK75 resulted in broad anti-proliferative effects in a panel of neuro- and medulloblastoma cell lines. Additionally, sensitization to commonly used chemotherapeutic agents occurred in neuroblastoma cells upon treatment with R1507 or PIK75. Furthermore, by studying the expression and phosphorylation state of IGF-1R/PI3K downstream signaling targets we found down-regulated signaling pathway activation. In addition, apoptosis occurred in embryonal tumor cells after treatment with PIK75 or R1507. Together, our studies demonstrate the potential of targeting the IGF-1R/PI3K signaling axis in embryonal tumors. Hopefully, this knowledge will contribute to the development of urgently required new targeted therapies for embryonal tumors.

Differential regulation of glucocorticoid synthesis in murine intestinal epithelial versus adrenocortical cell lines

Glucocorticoids are steroid hormones with important functions in development, immune regulation, and glucose metabolism. The adrenal glands are the predominant source of glucocorticoids; however, there is increasing evidence for extraadrenal glucocorticoid synthesis in thymus, brain, skin, and vascular endothelium. We recently identified intestinal epithelial cells as an important source of glucocorticoids, which regulate the activation of local intestinal immune cells. The molecular regulation of intestinal glucocorticoid synthesis is currently unexplored. In this study we investigated the transcriptional regulation of the steroidogenic enzymes P450 side-chain cleavage enzyme and 11beta-hydroxylase, and the production of corticosterone in the murine intestinal epithelial cell line mICcl2 and compared it with that in the adrenocortical cell line Y1. Surprisingly, we observed a reciprocal stimulation pattern in these two cell lines. Elevation of intracellular cAMP induced the expression of steroidogenic enzymes in Y1 cells, whereas it inhibited steroidogenesis in mICcl2 cells. In contrast, phorbol ester induced steroidogenic enzymes in intestinal epithelial cells, which was synergistically enhanced upon transfection of cells with the nuclear receptors steroidogenic factor-1 (NR5A1) and liver receptor homolog-1 (NR5A2). Finally, we observed that basal and liver receptor homolog-1/phorbol ester-induced expression of steroidogenic enzymes in mICcl2 cells was inhibited by the antagonistic nuclear receptor small heterodimer partner. We conclude that the molecular basis of glucocorticoid synthesis in intestinal epithelial cells is distinct from that in adrenal cells, most likely representing an adaptation to the local environment and different requirements.

Human mast cells undergo TRAIL-induced apoptosis

Mast cells (MC), supposedly long-lived cells, play a key role in allergy and are important contributors to other inflammatory conditions in which they undergo hyperplasia. In humans, stem cell factor (SCF) is the main regulator of MC growth, differentiation, and survival. Although human MC numbers may also be regulated by apoptotic cell death, there have been no reports concerning the role of the extrinsic apoptotic pathway mediated by death receptors in these cells. We examined expression and function of death receptors for Fas ligand and TRAIL in human MC. Although the MC leukemia cell line HMC-1 and human lung-derived MC expressed both Fas and TRAIL-R, MC lines derived from cord blood (CBMC) expressed only TRAIL-R. Activation of TRAIL-R resulted in caspase 3-dependent apoptosis of CBMC and HMC-1. IgE-dependent activation of CBMC increased their susceptibility to TRAIL-mediated apoptosis. Results suggest that TRAIL-mediated apoptosis may be a mechanism of regulating MC survival in vivo and, potentially, for down-regulating MC hyperplasia in pathologic conditions.

Different vascular smooth muscle cell apoptosis in the human internal mammary artery and the saphenous vein. Implications for bypass graft disease

BACKGROUND: The remarkable patency of internal mammary artery (MA) grafts compared to saphenous vein (SV) grafts has been related to different biological properties of the two blood vessels. We examined whether proliferation and apoptosis of vascular smooth muscle cells (VSMC) from human coronary artery bypass vessels differ according to patency rates. METHODS AND RESULTS: Proliferation rates to serum or platelet-derived growth factor (PDGF)-BB were lower in VSMC from MA than SV. Surface expression of PDGF beta-receptor was slightly lower, while that of alpha-receptor was slightly higher in MA than SV. Cell cycle distribution, expression of cyclin E, cdk2, p21, p27, p57, and cdk2 kinase activity were identical in PDGF-BB-stimulated cells from MA and SV. However, apoptosis rates were higher in MA than SV determined by lactate dehydrogenase release, DNA fragmentation, and Hoechst 33258 staining. Moreover, caspase inhibitors (Z-VAD-fmk, Boc-D-fmk) abrogated the different proliferation rates of VSMC from MA versus SV. Western blotting and GSK3-beta kinase assay revealed lower Akt activity in VSMC from MA versus SV, while total Akt expression was identical. Adenoviral transduction of a constitutively active Akt mutant abrogated the different proliferation rates of VSMC from MA versus SV. CONCLUSIONS: Higher apoptosis rates due to lower Akt activity rather than different cell cycle regulation account for the lower proliferation of VSMC from MA as compared to SV. VSMC apoptosis may protect MA from bypass graft disease.

The metastatic T-cell hybridoma antigen/P-selectin glycoprotein ligand 1 is required for hematogenous metastasis of lymphomas

Using variants of the murine BW5147 lymphoma cell-line, we have previously identified 3 monoclonal antibodies (MAbs) that discriminate between metastatic and nonmetastatic BW5147-derived T-cell hybridomas and lymphomas, as well as BW5147-unrelated T-lymphomas. These MAbs were reported to recognize an identical membrane-associated sialoglycoprotein, termed "metastatic T-cell hybridoma antigen" (MTH-Ag). Here, we document that the expression pattern of the MTH-Ag on metastatic and nonmetastatic BW5147 variants correlates with that of the P-selectin glycoprotein ligand 1 (PSGL-1), a sialomucin involved in leukocyte recruitment to sites of inflammation. Moreover, the MAbs against the MTH-Ag recognize PSGL-1 when it is transfected in MTH-Ag-negative BW5147 variants, suggesting that the MTH-Ag is PSGL-1. Overexpression of MTH-Ag/PSGL-1 in MTH-Ag-negative BW5147 variants did not affect their in vivo malignancy. Yet, down-regulation of MTH-Ag/PSGL-1 expression on metastatic, MTH-Ag-positive BW5147 variants, using an RNA interference (RNAi) approach, resulted, in a dose-dependent manner, in a significant reduction of liver and spleen colonization and a delay in mortality of the recipient mice upon intravenous inoculation. Collectively, these results demonstrate that, although MTH-Ag/PSGL-1 overexpression alone may not be sufficient for successful dissemination and organ colonization, MTH-Ag/PSGL-1 plays a critical role in hematogenous metastasis of lymphoid cancer cells.

Metal-ion-dependent biological properties of a chelator-derived somatostatin analogue for tumour targeting

Somatostatin-based radioligands have been shown to have sensitive imaging properties for neuroendocrine tumours and their metastases. The potential of [(55)Co(dotatoc)] (dotatoc =4,7,10-tricarboxymethyl-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1-ylacetyl-D-Phe-(Cys-Tyr-D-Trp-Lys-Thr-Cys)-threoninol (disulfide bond)) as a new radiopharmaceutical agent for PET has been evaluated. (57)Co was used as a surrogate of the positron emitter (55)Co and the pharmacokinetics of [(57)Co(dotatoc)] were investigated by using two nude mouse models. The somatostatin receptor subtype (sst1-sst5) affinity profile of [(nat)Co(dotatoc)] on membranes transfected with human somatostatin receptor subtypes was assessed by using autoradiographic methods. These studies revealed that [(57)Co(dotatoc)] is an sst2-specific radiopeptide which presents the highest affinity ever found for the sst2 receptor subtype. The rate of internalisation into the AR4-2J cell line also was the highest found for any somatostatin-based radiopeptide. Biodistribution studies, performed in nude mice bearing an AR4-2J tumour or a transfected HEK-sst2 cell-based tumour, showed high and specific uptake in the tumour and in other sst-receptor-expressing tissues, which reflects the high receptor binding affinity and the high rate of internalisation. The pharmacologic differences between [(57)Co(dotatoc)] and [(67)Ga(dotatoc)] are discussed in terms of the structural parameters found for the chelate models [Co(II)(dota)](2-) and [Ga(III)(dota)](-) whose X-ray structures have been determined. Both chelates show six-fold coordination in pseudo-octahedral arrangements.

The nuclear factor-kappaB and p53 pathways function independently in primary cells and transformed fibroblasts responding to genotoxic damage

With nuclear factor-kappaB (NF-kappaB) and p53 functions generally having disparate outcomes for cell survival and cell division, understanding how these pathways are coordinated following a common activation signal such as DNA damage has important implications for cancer therapy. Conflicting reports concerning NF-kappaB and p53 interplay in different cell line models prompted a reexamination of this issue using mouse primary thymocytes and embryonic fibroblasts, plus fibroblasts transformed by E1A12S. Here, we report that following the treatment of these cells with a range of stress stimuli, p53 and NF-kappaB were found to regulate cell cycling and survival independently.

Transforming growth factor-beta2 upregulates sphingosine kinase-1 activity, which in turn attenuates the fibrotic response to TGF-beta2 by impeding CTGF expression

Transforming growth factor-beta2 (TGF-beta2) stimulates the expression of pro-fibrotic connective tissue growth factor (CTGF) during the course of renal disease. Because sphingosine kinase-1 (SK-1) activity is also upregulated by TGF-beta, we studied its effect on CTGF expression and on the development of renal fibrosis. When TGF-beta2 was added to an immortalized human podocyte cell line we found that it activated the promoter of SK-1, resulting in upregulation of its mRNA and protein expression. Further, depletion of SK-1 by small interfering RNA or its pharmacological inhibition led to accelerated CTGF expression in the podocytes. Over-expression of SK-1 reduced CTGF induction, an effect mediated by intracellular sphingosine-1-phosphate. In vivo, SK-1 expression was also increased in the podocytes of kidney sections of patients with diabetic nephropathy when compared to normal sections of kidney obtained from patients with renal cancer. Similarly, in a mouse model of streptozotocin-induced diabetic nephropathy, SK-1 and CTGF were upregulated in podocytes. In SK-1 deficient mice, exacerbation of disease was detected by increased albuminuria and CTGF expression when compared to wild-type mice. Thus, SK-1 activity has a protective role in the fibrotic process and its deletion or inhibition aggravates fibrotic disease.

Production of interferon-gamma by activated T-cell receptor-alphabeta CD8alphabeta intestinal intraepithelial lymphocytes is required and sufficient for disruption of the intestinal barrier integrity

Maintenance of intestinal epithelial barrier function is of vital importance in preventing uncontrolled influx of antigens and the potentially ensuing inflammatory disorders. Intestinal intraepithelial lymphocytes (IEL) are in intimate contact with epithelial cells and may critically regulate the epithelial barrier integrity. While a preserving impact has been ascribed to the T-cell receptor (TCR)-gammadelta subset of IEL, IEL have also been shown to attenuate the barrier function. The present study sought to clarify the effects of IEL by specifically investigating the influence of the TCR-alphabeta CD8alphabeta and TCR-alphabeta CD8alphaalpha subsets of IEL on the intestinal epithelial barrier integrity. To this end, an in vitro coculture system of the murine intestinal crypt-derived cell-line mIC(cl2) and syngeneic ex vivo isolated IEL was employed. Epithelial integrity was assessed by analysis of transepithelial resistance (TER) and paracellular flux of fluorescein isothiocyanate-conjugated (FITC-) dextran. The TCR-alphabeta CD8alphaalpha IEL and resting TCR-alphabeta CD8alphabeta IEL did not affect TER of mIC(cl2) or flux of FITC-dextran. In contrast, activated TCR-alphabeta CD8alphabeta IEL clearly disrupted the integrity of the mIC(cl2) monolayer. No disrupting effect was seen with activated TCR-alphabeta CD8alphabeta IEL from interferon-gamma knockout mice. These findings demonstrate that secretion of interferon-gamma by activated TCR-alphabeta CD8alphabeta IEL is strictly required and also sufficient for disrupting the intestinal epithelial barrier function.

Hypoxia inducible factor-1 alpha induction by tumour necrosis factor-alpha, but not by toll-like receptor agonists, modulates cellular respiration in cultured human hepatocytes

BACKGROUND/AIMS: Genes encoding for some of the mitochondrial proteins are under the control of the transcriptional factor hypoxia inducible factor-1 alpha (HIF-1 alpha), which can accumulate under normoxic conditions in inflammatory states. The aim of this study was to evaluate the effects of cobalt chloride (CoCl(2), a hypoxia mimicking agent), tumour necrosis factor-alpha (TNF-alpha) and toll-like receptor (TLR) -2, -3 and -4 agonists on HIF-1 alpha accumulation, and further on HIF-1 alpha-mediated modulation of mitochondrial respiration in cultured human hepatocytes. METHODS: The human hepatoma cell line HepG2 was used in this study. Cells were treated with CoCl(2), TNF-alpha and TLR-2, -3 and -4 agonists. HIF-1 alpha was determined by Western blotting and mitochondrial respiration in stimulated cells by high-resolution respirometry. RESULTS: CoCl(2), TNF-alpha and TLR agonists induced the expression of HIF-1 alpha in a time-dependent fashion. TNF-alpha and CoCl(2), but not TLR agonists, induced a reduction in complex I-, II- and IV-dependent mitochondrial oxygen consumption. TNF-alpha-associated reduction of cellular oxygen consumption was abolished through inhibition of HIF-1 alpha activity by chetomin (CTM). Pretreatment with cyclosporine A prevented CoCl(2)-induced reduction of complex I- and II-dependent mitochondrial oxygen consumption and TNF-alpha-induced reduction of complex-I-dependent respiration, implicating the involvement of the mitochondrial permeability transition pore openings. TNF-alpha and TLR-2, -3 and -4 agonists induced the expression of vascular endothelial growth factor, which was partially abolished by the blockage of HIF-1 alpha with CTM. CONCLUSIONS: The data suggest that HIF-1 alpha modulates mitochondrial respiration during CoCl(2) and TNF-alpha stimulation, whereas it has no effect when induced with TLR-2, -3 and -4 agonists.

K1 protein of human herpesvirus 8 suppresses lymphoma cell Fas-mediated apoptosis.

Expression of the K1 gene of human herpesvirus 8 activates nuclear factor-kappaB and induces lymph node hyperplasia and lymphomas in transgenic mice. To further delineate its role in cell survival, we determined whether K1 altered apoptosis of lymphoma cells. K1 protein is expressed in Kaposi sarcoma and primary effusion lymphoma. We retrovirally transfected BJAB lymphoma, THP-1, U937, and Kaposi sarcoma SLK cells to express K1 and a K1 mutant with the deleted immunoreceptor tyrosine-based activation motif (K1m). We challenged cells with an agonistic anti-Fas antibody, Fas ligand, irradiation, and tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand. K1 transfectants but not K1m transfectants exhibited reduced levels of apoptosis induced by the anti-Fas antibody but not apoptosis induced by the tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand or irradiation. K1 expression resulted in reduced apoptosis rates as shown in several assays. K1 induced a modest reduction in levels of Fas-associated death domain protein, and procaspase 8 recruited to the death-inducing signaling complex. Finally, K1 transfectants cleaved procaspase 8 at significantly lower rates than did K1m transfectants. K1-transfected mice, compared with vector-transfected mice, showed lower death rates after challenge with anti-Fas antibody. K1 may contribute to lymphoma development by stimulating cell survival by selectively blocking Fas-mediated apoptosis.