The role of glucocorticoid-induced tumour necrosis factor receptor in developing mouse sympathetic neurons

Hereditary sensory autonomic neuropathy IV (HSAN IV) is an autosomal recessive disorder characterised by inability to feel pain and anhidrosis and is a consequence of defective NGF/TrkA signalling and growth of sensory and sympathetic neurons. Glucocortiocoid-induced tumour necrosis factors receptor (GITR), a transmembrane protein, activated by its specific ligand, GITRL, is well known for its role in the regulation of innate and acquired immune system responses. Recently, GITR was found to be required for NGF-dependant and extracellular signal-related kinase 1/2 (ERK1/2)-induced neurite growth and target innervation in the developing sympathetic nervous system (SNS). Given this novel role of GITR, it is possible that strategies targeting GITR have potential therapeutic benefit in promoting neurite growth in autonomic neuropathies such as HSAN IV. Using P1 mouse SCG neurons as a model, in addition to various SCG cell treatments, knock down models and transfection methods, we investigated whether GITR increases the sensitivity of sympathetic neurons to NGF; the region of GITR required for the enhancement of NGF-promoted growth, the signalling pathways downstream of GITR and how extensively GITR is involved in regulating peripheral innervation of the SNS. Results indicate that the region responsible for the growth promoting effects of GITR lies in its juxtamembrane intracellular region (here termed the growth promoting domain (GPD)) of GITR. The GPD of GITR activates ERK1/2 and inhibits nuclear factor kappa B (NF-κB) in an inverse fashion to provide an optimal cellular growth environment for P1 SCG neurons. While deleting the GPD of GITR had no effect on TrkA expression, constitutive phosphorylation of specific sites in the GPD reduced TrkA expression indicating a possible role for GITR in increasing the sensitivity of SCG neurons to NGF by the regulation of these sites, TrkA expression and subsequent NGF/TrkA binding. GITR appears to be heterogeneously required for NGF-promoted target innervation of SCG neurons in some organs, implying additional factors are involved in extensive NGF-target innervation of the SNS. In conclusion, this study answers basic biological questions regarding the molecular mechanism behind the role of GITR in the development of the SNS, and provides a basis for future research if GITR modulation is to be developed as a strategy for promoting axonal growth.

Dysregulated apoptosis and NFkappaB expression in COPD subjects.

Background <br/>The abnormal regulation of neutrophil apoptosis may contribute to the ineffective resolution of inflammation in chronic lung diseases. Multiple signalling pathways are implicated in regulating granulocyte apoptosis, in particular, NF?B (nuclear factor-kappa B) signalling which delays constitutive neutrophil apoptosis. Although some studies have suggested a dysregulation in the apoptosis of airway cells in chronic obstructive pulmonary disease (COPD), no studies to date have directly investigated if NF?B is associated with apoptosis of airway neutrophils from COPD patients. The objectives of this study were to examine spontaneous neutrophil apoptosis in stable COPD subjects (n = 13), healthy smoking controls (n = 9) and non-smoking controls (n = 9) and to investigate whether the neutrophil apoptotic process in inflammatory conditions is associated with NF?B activation. <br/> <br/>Methods <br/>Analysis of apoptosis in induced sputum was carried out by 3 methods; light microscopy, Annexin V/Propidium iodide and the terminal transferase-mediated dUTP nick end-labeling (TUNEL) method. Activation of NF?B was assessed using a flow cytometric method and the phosphorylation state of I?Ba was carried out using the Bio-Rad Bio-Plex phosphoprotein I?Ba assay. <br/> <br/>Results <br/>Flow cytometric analysis showed a significant reduction in the percentage of sputum neutrophils undergoing spontaneous apoptosis in healthy smokers and subjects with COPD compared to non-smokers (p < 0.001). Similar findings were demonstrated using the Tunel assay and in the morphological identification of apoptotic neutrophils. A significant increase was observed in the expression of both the p50 (p = 0.006) and p65 (p = 0.006) subunits of NF?B in neutrophils from COPD subjects compared to non-smokers. <br/> <br/>Conclusion <br/>These results demonstrate that apoptosis is reduced in the sputum of COPD subjects and in healthy control smokers and may be regulated by an associated activation of NF?B. <br/> <br/>

Control of endosomal Toll-like receptor (TLR) signaling by nanoparticles and applications in cancer therapy

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2014

Le récepteur B1 des kinines : cible thérapeutique pour le choc septique dans le diabète.

Les décès attribués à un choc septique à la suite d’une infection sévère augmentent chez les diabétiques et surviennent assez fréquemment dans les unités de soins intensifs. Le diabète sucré et le choc septique augmentent la production d’espèces réactives oxygénées et de cytokines pro-inflammatoires, lesquelles activent le facteur de transcription nucléaire Kappa B conduisant à l’induction du récepteur B1 (RB1) des kinines. Le diabète induit par la streptozotocine (STZ) augmente l’expression du RB1 dans divers tissus périphériques, le cerveau et la moelle épinière. Les lipopolysaccharides bactériens (LPS), souvent utilisés pour induire le choc septique, induisent aussi le RB1. L’objectif de ce travail vise à démontrer la contribution du RB1 des kinines dans l’exacerbation du choc septique pendant le diabète. Des rats Sprague-Dawley (225-250 gr) traités à la STZ (65 mg/kg, i.p.) ou le véhicule ont reçu quatre jours plus tard les LPS (2 mg/kg, i.v.) ou le véhicule en présence ou pas d’un antagoniste du RB1 (SSR240612, 10 mg/kg) administré par gavage. La température corporelle a été mesurée pendant 24h après le traitement. Le SSR240612 a aussi été administré à 9h AM et 9h PM et les rats sacrifiés à 9h AM le jour suivant après un jeûne de 16 h. Les effets de ces traitements ont été mesurés sur les taux plasmatiques d’insuline et de glucose, l’œdème et la perméabilité vasculaire (dans divers tissus avec la technique du Bleu d’Evans) ainsi que sur l’expression du RB1 (PCR en temps réel) dans le cœur et le rein. L’augmentation de la température corporelle après traitement au LPS chez les rats traités ou pas à la STZ a été bloquée par le SSR240612. L’antagoniste a normalisé l’hyperglycémie et amélioré la déficience en insuline chez les rats STZ. Le SSR240612 a inhibé l’œdème et réduit la perméabilité vasculaire dans les tissus des rats diabétiques traités ou pas avec les LPS. La surexpression du RB1 chez les rats traités au STZ et/ou LPS était renversée par le SSR240612. Cet antagoniste a prévenu la mortalité causée par les LPS et LPS plus STZ. Les effets anti-pyrétique, anti-inflammatoire et anti-diabétique du SSR240612 suggèrent que le RB1 puisse représenter une cible thérapeutique valable pour le traitement de la co-morbidité associée au choc septique dans le diabète.

Regulation of excitotoxicity in thiamine deficiency : role of glutamate transporters.

L’excitotoxicité est un mécanisme physiopathologique majeur impliqué dans la pathogenèse de la déficience en thiamine (DT). Dans les régions cérébrales vulnérables à la DT, on observe une mort cellulaire induite par excitotoxicité dont l’origine semble être la conséquence d’une perturbation du métabolisme énergétique mitochondrial, d’une dépolarisation membranaire soutenue et d’une diminution de l’absorption du glutamate par les astrocytes suite à la diminution de l’expression des transporteurs EAAT1 et EAAT2. Il est clairement établi que le glutamate joue un rôle central dans l’excitotoxicité lors de la DT. Ainsi, la mise en évidence des mécanismes impliqués dans la diminution de l’expression des transporteurs du glutamate est essentielle à la compréhension de la physiopathologie de la DT. L’objectif de cette thèse consiste en l’étude de la régulation des transporteurs astrocytaires du glutamate et la mise au point de stratégies thérapeutiques ciblant la pathogenèse de l’excitotoxicité lors de l’encéphalopathie consécutive à la DT. Les principaux résultats de cette thèse démontrent des perturbations des transporteurs du glutamate à la fois dans des modèles animaux de DT et dans des astrocytes en culture soumis à une DT. La DT se caractérise par la perte du variant d’épissage GLT-1b codant pour un transporteur du glutamate dans le thalamus et le colliculus inférieur, les régions cérébrales affectées lors d’une DT, en l’absence de modification des niveaux d’ARNm. Ces résultats suggèrent une régulation post-transcriptionnelle de l’expression des transporteurs du glutamate en condition de DT. Les études basées sur l’utilisation d’inhibiteurs spécifiques des facteurs de transcription NFkB et de l’enzyme nucléaire poly(ADP)ribose polymérase-1 (PARP-1) démontrent que la régulation de l’expression du transporteur GLT-1 est sous le contrôle de voies de signalisation NFkB dépendantes de PARP-1. Cette étude démontre une augmentation de l’activation de PARP-1 et de NFkB dans les régions vulnérables chez le rat soumis à une DT et en culture d’astrocytes DT. L’inhibition pharmacologique du facteur de transcription NFkB par le PDTC induit une augmentation des niveaux d’expression de GLT-1, tandis que l’inhibition de PARP-1 par le DPQ conduit à l’inhibition de l’hyperactivation de NFkB observée lors de DT. L’ensemble de ces résultats met en évidence un nouveau mécanisme de régulation des transporteurs du glutamate par l’activation de PARP-1. L’accumulation de lactate est une caractéristique de la DT. Un traitement avec le milieu de culture d’astrocytes en condition de DT sur des cultures d’astrocytes naïfs induit une diminution de l’expression de GLT-1 ainsi qu’une inhibition de la capacité d’absorption du glutamate par les astrocytes naïfs. En revanche, l’administration de lactate exogène ne modifie pas le niveau d’expression protéique de GLT-1. Ainsi, des facteurs solubles autres que le lactate sont sécrétés par des astrocytes en condition de perturbation métabolique et peuvent potentiellement réguler l’activité des transporteurs du glutamate et contribuer à la pathogenèse du syncytium astroglial. En outre, la ceftriaxone, un antibiotique de la famille des β-lactamines, augmente de façon différentielle l’expression du variant-d’épissage GLT-1 dans le colliculus inférieur chez le rat DT et en culture d’astrocytes DT. Ces résultats suggèrent que la ceftriaxone peut constituer une avenue thérapeutique dans la régulation de l’activité des transporteurs du glutamate lors de DT. Pour conclure, la mort cellulaire d’origine excitotoxique lors de DT survient en conséquence d’une dysfonction mitochondriale associée à une perturbation du métabolisme énergétique cérébral. La modification de l’expression des transporteurs du gluatamate est sous le contrôle des voies de signalisation NFkB dépendantes du facteur PARP-1. De plus, l’inhibition métabolique et l’augmentation des sécrétions de lactate observées lors de DT peuvent également constituer un autre mécanisme physiopathologique expliquant la diminution d’expression des transporteurs de glutamate. Enfin, la ceftriaxone pourrait représenter une stratégie thérapeutique potentielle dans le traitement de la régulation de l’expression des transporteurs du glutamate et de la perte neuronale associés à l’excitotoxicité observée lors de DT.

L’inhibition des cytochromes P450 dans les cas d’insuffisance rénale chronique : rôle de l’hormone parathyroïdienne.

L’insuffisance rénale chronique (IRC) est associée à une réduction du métabolisme de plusieurs médicaments, due à une diminution du cytochrome P450 (CYP450) hépatique. Nos études précédentes ont montré que l’IRC affecte l’activité in vivo et in vitro, de même que l’expression protéique et génique des différents isoformes du CYP450, via la présence du sérum urémique et de l’hormone parathyroïdienne (PTH). Ce projet de doctorat se divise en quatre parties. Premièrement, nous avons développé une méthode d’analyse de l’activité du CYP450, à l’aide de la production du 3-hydroxy-5,5-dimethyl-4-[4-(methylsulfonyl)phenyl] furan-2(5H)-one (DFH) à partir du 3-[(3,4-difluorobenzyl)oxy]-5,5-dimethyl-4-[4-methylsulfonyl)phenyl] furan-2(5H)-one (DFB). Cette méthode nous a permis de mieux quantifier l’activité dans les études subséquentes. Deuxièmement, l’activité du CYP450 3A est diminuée chez les patients atteints d’IRC. De plus, il a déjà été démontré que des toxines urémiques dialysables seraient impliquées puisque l’hémodialyse prévient cette inhibition du CYP450. Par contre, le mécanisme expliquant l’amélioration transitoire la composition du sérum de patients atteints d’IRC par l’hémodialyse n’est pas connu. L’objectif du projet est d’évaluer l’effet de l’hémodialyse sur l’expression protéique et génique, de même que sur l’activité du CYP450 3A2 dans un modèle d’hépatocytes de rat en culture. Troisièmement, la déficience en calcidiol est fréquente dans les cas d’IRC et l’étiologie est peu connue. Nous avons récemment montré que l’IRC est associée à une diminution du métabolisme des médicaments par le foie suite à une réduction des différents isoformes du CYP450 en partie médiée par l’hormone parathyroïdienne (PTH). La 25-hydroxylation de la vitamine D, au niveau du foie, permet la formation du calcidiol par différents isoformes du CYP450 (CYP2C11, 27A1, 2R1, 3A2 et 2J3) et pourrait être ainsi altérée en présence d’IRC. Les objectifs de cette étude sont de a) confirmer la diminution de synthèse de calcidiol en présence d’IRC et b) évaluer le rôle de la PTH dans la déficience en calcidiol. Finalement, afin de mieux comprendre les inhibitions du CYP450, nous avons étudié les voies de signalisation impliquées dans la régulation du CYP450 en présence d’IRC et avec la PTH puisque les mécanismes d’action demeurent imprécis. La contribution des facteurs de transcription et des récepteurs nucléaires suivants est étudiée ; le récepteur pregnane X (PXR), le récepteur constitutif androstane (CAR) et le facteur nucléaire kappa B (NF-κB), puisqu’ils sont potentiellement activés par le récepteur de la PTH et ces molécules ont été précédemment impliqués dans la régulation du CYP450. Les résultats obtenus montrent que l’hémodialyse des patients atteints d’IRC améliore transitoirement l’expression du CYP450 lorsque des hépatocytes sont mis en culture avec du sérum provenant de ces patients. Aussi, la 25-hydroxylation de la vitamine D est affectée par l’IRC. Les voies de signalisation du NF-κB et les facteurs nucléaires PXR et CAR sont impliqués dans l’inhibition du CYP450. En conclusion, l’IRC affecte, non seulement le métabolisme des médicaments mais aussi l’hydroxylation de la vitamine D, un des rôles endogènes effectués par le CYP450. Ces études nous permettent de mieux comprendre les effets de l’IRC afin de mieux cibler les traitements de choix pour les patients qui en sont atteints.

Caractérisation des processus moléculaires impliqués dans l’activation de la protéine IKKbeta par l'angiotensine II et son rôle dans la réponse phénotypique des CMLV.

Le système rénine-angiotensine-aldostérone (SRAA) régule l’homéostasie de la contraction des artères. Or, suivant la liaison de l’angiotensine II (Ang II) à son récepteur AT1, le SRAA est également impliqué dans l’activation de voies de signalisation à l’origine de l’inflammation et de l’hypertrophie des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV), soit deux processus participant au remodelage vasculaire caractéristique de diverses maladies cardiovasculaires, telles l’hypertension et l’athérosclérose. Ces pathologies sont les premières causes de mortalité naturelle en Amérique et les traitements les ciblant ne sont pas optimaux puisqu’ils visent seulement quelques facteurs de risque qui leur sont associés. Ainsi, la détermination des effecteurs intracellulaires régulant ces voies délétères est nécessaire à l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques. L’inflammation Ang II-dépendante dans les CMLV est attribuée au facteur de transcription nuclear factor-kappa B (NF-κB). Cependant, les processus moléculaires couplant le récepteur AT1 à son activation sont peu caractérisés. L’étude abordant cette question démontre in vitro que NF-κB est activé par la protéine IκB kinase β (IKKβ) dans les CMLV exposées à l’Ang II et que cette kinase est régulée par deux voies de signalisation indépendantes, mais complémentaires afin d’assurer son activation rigoureuse et soutenue. L’une des voies est précoce et dépend des seconds messagers ainsi que de deux nouveaux effecteurs sous-jacents au récepteur AT1, soit la E3 ligase TNF receptor-associated factor 6 (TRAF6) et la IKK kinase transforming growth factor-beta-activated kinase 1 (TAK1) tandis que la seconde est tardive et résulte de la signalisation mitogen-activated protein kinase kinase 1/2 (MEK1/2) - extracellular signal-regulated kinase 1/2 (ERK1/2) - ribosomal S6 kinase (RSK). L’inhibition conjointe de ces voies abroge complètement la réponse inflammatoire, ce qui indique qu’elles en sont la seule source. Ainsi, l’inhibition d’IKKβ pourrait suffire à contrer l’inflammation impliquée dans le remodelage vasculaire associé à une suractivation du SRAA. Une découverte des plus novatrices découle de cette étude, qui veut que la E3 ligase TRAF6 est un nouvel effecteur des récepteurs couplés aux protéines G et est à l’origine de la formation d’un nouveau type de second messager, soit des chaînes libres de poly-ubiquitines. Les mécanismes moléculaires à la base de l’hypertrophie Ang II-dépendante dans les CMLV sont également peu définis. Or, suivant la parution d’un article démontrant qu’IKKβ dans les cellules cancéreuses participe aux mécanismes d’initiation de la traduction en réponse au facteur de nécrose tumorale α (TNFα) via la phosphorylation de la protéine Tuberous sclerosis 1 (TSC1) et donc l’activation du complexe mammalian target of rapamycin (mTORC1), une hypothèse a été émise selon laquelle cette kinase serait impliquée dans la synthèse protéique Ang II-dépendante dans les CMLV. Les expériences effectuées in vitro dans des CMLV exposées à l’Ang II démontrent qu’IKKβ induit la phosphorylation de TSC1 ainsi que l’activation de mTORC1 et de ses substrats S6 kinase 1 (S6K1) et translational regulators eukaryotic translation initiation factor 4E-binding protein (4E-BP1), deux protéines impliquées directement dans l’hypertrophie. Par ailleurs, la synthèse protéique au niveau des CMLV exposées à l’Ang II est réduite de 75% suivant la diminution de l’expression d’IKKβ et suivant la surexpression d’un mutant de TSC1 dont le site consensus d’IKKβ a été modifié, faisant de cette kinase un médiateur majeur au niveau de ce processus. Ainsi, in vitro IKKβ en réponse à l’Ang II est en amont de deux processus impliqués dans un remodelage vasculaire à l’origine de maladies cardiovasculaires. De plus, plusieurs facteurs de risque de ces pathologies convergent à l’activation d’IKKβ, ce qui en fait une cible thérapeutique particulièrement attrayante. Qui plus est, l’administration d’un inhibiteur d’IKKβ à des rats diminue non seulement la synthèse protéique dépendante de l’Ang II au niveau de l’aorte et des artères mésentériques, mais également la synthèse de la protéine pro-inflammatoire VCAM-1 par les cellules composant l’aorte, ce qui confirme son envergure en tant que cible.

Potential role of NF-kappaB in adult neural stem cells: the underrated steersman?

Neural stem cells are precursors of neurons and glial cells. During brain development, these cells proliferate, migrate and differentiate into specific lineages. Recently neural stem cells within the adult central nervous system were identified. Informations are now emerging about regulation of stem cell proliferation, migration and differentiation by numerous soluble factors such as chemokines and cytokines. However, the signal transduction mechanisms downstream of these factors are less clear. Here, we review potential evidences for a novel central role of the transcription factor nuclear factor kappa B (NF-kappaB) in these crucial signal transduction processes. NF-kappaB is an inducible transcription factor detected in neurons, glia and neural stem cells. NF-kappaB was discovered by David Baltimore's laboratory as a transcription factor in lymphocytes. NF-kappaB is involved in many biological processes such as inflammation and innate immunity, development, apoptosis and anti-apoptosis. It has been recently shown that members of the NF-kappaB family are widely expressed by neurons, glia and neural stem cells. In the nervous system, NF-kappaB plays a crucial role in neuronal plasticity, learning, memory consolidation, neuroprotection and neurodegeneration. Recent data suggest an important role of NF-kappaB on proliferation, migration and differentiation of neural stem cells. NF-kappaB is composed of three subunits: two DNA-binding and one inhibitory subunit. Activation of NF-kappaB takes place in the cytoplasm and results in degradation of the inhibitory subunit, thus enabling the nuclear import of the DNA-binding subunits. Within the nucleus, several target genes could be activated. In this review, we suggest a model explaining the multiple action of NF-kappaB on neural stem cells. Furthermore, we discuss the potential role of NF-kappaB within the so-called brain cancer stem cells.

Tumor necrosis factor alpha triggers proliferation of adult neural stem cells via IKK/NF-kappaB signaling

BACKGROUND: Brain inflammation has been recognized as a complex phenomenon with numerous related aspects. In addition to the very well-described neurodegenerative effect of inflammation, several studies suggest that inflammatory signals exert a potentially positive influence on neural stem cell proliferation, migration and differentiation. Tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha) is one of the best-characterized mediators of inflammation. To date, conclusions about the action of TNF on neural stem or progenitor cells (NSCs, NPCs) have been conflicting. TNF seems to activate NSC proliferation and to inhibit their differentiation into NPCs. The purpose of the present study was to analyze the molecular signal transduction mechanisms induced by TNF and resulting in NSC proliferation. RESULTS: Here we describe for the first time the TNF-mediated signal transduction cascade in neural stem cells (NSCs) that results in increased proliferation. Moreover, we demonstrate IKK-alpha/beta-dependent proliferation and markedly up-regulated cyclin D1 expression after TNF treatment. The significant increase in proliferation in TNF-treated cells was indicated by increased neurosphere volume, increased bromodeoxyuridin (BrdU) incorporation and a higher total cell number. Furthermore, TNF strongly activated nuclear factor-kappa B (NF-kappaB) as measured by reporter gene assays and by an activity-specific antibody. Proliferation of control and TNF-treated NSCs was strongly inhibited by expression of the NF-kappaB super-repressor IkappaB-AA1. Pharmacological blockade of IkappaB ubiquitin ligase activity led to comparable decreases in NF-kappaB activity and proliferation. In addition, IKK-beta gene product knock-down via siRNA led to diminished NF-kappaB activity, attenuated cyclin D1 expression and finally decreased proliferation. In contrast, TGFbeta-activated kinase 1 (TAK-1) is partially dispensable for TNF-mediated and endogenous proliferation. Understanding stem cell proliferation is crucial for future regenerative and anti-tumor medicine. CONCLUSION: TNF-mediated activation of IKK-beta resulted in activation of NF-kappaB and was followed by up-regulation of the bona-fide target gene cyclin D1. Activation of the canonical NF-kappaB pathway resulted in strongly increased proliferation of NSCs.

Antimicrobial Photodynamic Therapy in the Non-Surgical Treatment of Aggressive Periodontitis: Cytokine Profile in Gingival Crevicular Fluid, Preliminary Results

Background: Aggressive periodontitis is a specific form of periodontal disease that is characterized by rapid attachment loss and bone destruction. Cytokine profiles are of considerable value when studying disease course during treatment. The aim of this trial was to investigate cytokine levels in the gingival crevicular fluid (GCF) of patients with aggressive periodontitis, after treatment with photodynamic therapy (PDT) or scaling and root planing (SRP), in a split-mouth design on -7, 0, +1, +7, +30, and +90 days. Methods: Ten patients were randomly treated with PDT using a laser source associated with a photosensitizer or SRP with hand instruments. GCF samples were collected, and the concentrations of tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) and receptor activator of nuclear factor-kappa B ligand (RANKL) were determined by enzyme-linked immunosorbent assays. The data were analyzed using generalized estimating equations to test the associations among treatments, evaluated parameters, and experimental times (alpha = 0.05). Results: Non-surgical periodontal treatment with PDT or SRP led to statistically significant reductions in TNF-alpha level 30 days following treatment. There were similar levels of TNF-alpha and RANKL at the different time points in both groups, with no statistically significant differences. Conclusion: SRP and PDT had similar effects on crevicular TNF-alpha and RANKL levels in patients with aggressive periodontitis. J Periodontol 2009;80:98-105.

Arachidonic acid actions on functional integrity and attenuation of the negative effects of palmitic acid in a clonal pancreatic beta-cell line

Chronic exposure of pancreatic beta-cells to saturated non-esterified fatty acids can lead to inhibition of insulin secretion and apoptosis. Several previous studies have demonstrated that saturated fatty acids such as PA (palmitic acid) are detrimental to beta-cell function compared with unsaturated fatty acids. In the present study, we describe the effect of the polyunsaturated AA (arachidonic acid) on the function of the clonal pancreatic beta-cell line BRIN-BD11 and demonstrate AA-dependent attenuation of PA effects. When added to beta-cell incubations at 100 mu M, AA can stimulate cell proliferation and chronic (24 h) basal insulin secretion. Microarray analysis and/or real-time PCR indicated significant AA-dependent up-regulation of genes involved in proliferation and fatty acid metabolism [e.g. Angptl (angiopoietin-like protein 4), Ech1 (peroxisomal Delta(3.5),Delta(2.4)-dienoyl-CoA isomerase), Cox-1 (cyclo-oxygenase-1) and Cox-2, P < 0.05]. Experiments using specific COX and LOX (lipoxygenase) inhibitors demonstrated the importance of COX-1 activity for acute (20 min) stimulation of insulin secretion, suggesting that AA metabolites may be responsible for the insulinotropic effects. Moreover, concomitant incubation of AA with PA dose-dependently attenuated the detrimental effects of the saturated fatty acid, so reducing apoptosis and decreasing parameters of oxidative stress [ROS (reactive oxygen species) and NO levels] while improving the GSH/GSSG ratio. AA decreased the protein expression of iNOS (inducible NO synthase), the p65 subunit of NF-kappa B (nuclear factor kappa B) and the p47 subunit of NADPH oxidase in PA-treated cells. These findings indicate that AA has an important regulatory and protective beta-cell action, which may be beneficial to function and survival in the `lipotoxic` environment commonly associated with Type 2 diabetes mellitus.

Glucocorticoids Exacerbate Lipopolysaccharide-Induced Signaling in the Frontal Cortex and Hippocampus in a Dose-Dependent Manner

Although the anti-inflammatory actions of glucocorticoids (GCs) are well established, evidence has accumulated showing that proinflammatory GC effects can occur in the brain, in a poorly understood manner. Using electrophoretic mobility shift assay, real-time PCR, and immunoblotting, we investigated the ability of varying concentrations of corticosterone (CORT, the GC of rats) to modulate lipopolysaccharide (LPS)-induced activation of NF-kappa B (nuclear factor kappa B), expression of anti- and proinflammatory factors and of the MAP (mitogen-activated protein) kinase family [ERK (extracellular signal-regulated kinase), p38, and JNK/ SAPK (c-Jun N-terminal protein kinase/ stress-activated protein kinase)], and AKT. In the frontal cortex, elevated CORT levels were proinflammatory, exacerbating LPS effects on NF-kappa B, MAP kinases, and proinflammatory gene expression. Milder proinflammatory GCs effects occurred in the hippocampus. In the absence of LPS, elevated CORT levels increased basal activation of ERK1/ 2, p38, SAPK/ JNK, and AKT in both regions. These findings suggest that GCs do not uniformly suppress neuroinflammation and can even enhance it at multiple levels in the pathway linking LPS exposure to inflammation.

The importance of hormone receptor analysis in osteosarcoma cells growth submitted to treatment with estrogen in association with thyroid hormone

Bone tumor incidence in women peaks at age 50-60, coinciding with the menopause. That estrogen (E2) and triiodothyronine (T3) interact in bone metabolism has been well established. However, few data on the action of these hormones are available. Our purpose was to determine the role of E2 and T3 in the expression of bone activity markers, namely alkaline phosphatase (AP) and receptor activator of nuclear factor kappa B ligand (RANKL). Two osteosarcoma cell lines: MG-63 (which has both estrogen (ER) and thyroid hormone (TR) receptors) and SaOs-29 (ER receptors only) were treated with infraphysiological E2 associated with T3 at infraphysiological, physiological, and supraphysiological concentrations. Real-time RT-PCR was used for expression analysis. Our results show that, in MG-63 cells, infraphysiological E2 associated with supraphysiological T3 increases AP expression and decreases RANKL expression, while infraphysiological E2 associated with either physiological or supraphysiological T3 decreases both AP and RANKL expression. On the other hand, in SaOs-2 cells, the same hormone combinations had no significant effect on the markers` expression. Thus, the analysis of hormone receptors was shown to be crucial for the assessment of tumor potential growth in the face of hormonal changes. Special care should be provided to patients with T3 and E2 hormone receptors that may increase tumor growth. Copyright (C) 2007 John Wiley & Sons, Ltd.

Glia-Pinealocyte Network: The Paracrine Modulation of Melatonin Synthesis by Tumor Necrosis Factor (TNF)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Molecular basis for defining the pineal gland and pinealocytes as targets for tumor necrosis factor

The pineal gland, the gland that translates darkness into an endocrine signal by releasing melatonin at night, is now considered a key player in the mounting of an innate immune response. Tumor necrosis factor (TNF), the first pro-inflammatory cytokine to be released by an inflammatory response, suppresses the translation of the key enzyme of melatonin synthesis (arylalkylamine-N-acetyltransferase, Aanat). Here, we show that TNF receptors of the subtype 1 (TNF-R1) are expressed by astrocytes, microglia, and pinealocytes. We also show that the TNF signaling reduces the level of inhibitory nuclear factor kappa B protein subtype A (NFKBIA), leading to the nuclear translocation of two NFKB dimers, p50/p50, and p50/RelA. The lack of a transactivating domain in the p50/p50 dimer suggests that this dimer is responsible for the repression of Aanat transcription. Meanwhile, p50/RelA promotes the expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and the production of nitric oxide, which inhibits adrenergically induced melatonin production. Together, these data provide a mechanistic basis for considering pinealocytes a target ofTNF and reinforce the idea that the suppression of pineal melatonin is one of the mechanisms involved in mounting an innate immune response. © 2011 Carvalho-Sousa, da Silveira Cruz-Machado, Tamura, Fernandes, Pinato, Muxel, Cecon and Markus.