Overexpressed Ly-6A.2 mediates cell-cell adhesion by binding a ligand expressed on lymphoid cells.

The Ly-6 locus encodes several cell surface proteins whose functions are unknown. Although it is hypothesized that these proteins may be receptors, there is no direct evidence that they bind a ligand. Herein we present evidence that Ly-6A.2, a Ly-6 protein expressed on T lymphocytes, binds a ligand expressed on normal thymocytes and splenic B and T cells. We find that transgenic thymocytes that overexpress Ly-6A.2 spontaneously aggregate in culture. This homotypic adhesion requires the overexpression of Ly-6A.2 because it is not observed in cultures of nontransgenic thymocytes. The aggregation of Ly-6A.2 transgenic thymocytes is inhibited by phosphatidylinositol-specific phospholipase C (which removes Ly-6A.2 and other glycosylphosphatidylinositol-anchored proteins from the membrane). Some anti-Ly-6A.2 monoclonal antibodies, including nonactivating ones and Fab' fragments, inhibit this aggregation. In contrast, other anti-Ly-6A.2 monoclonal antibodies increase the aggregation of transgenic but not nontransgenic thymocytes. To further examine whether Ly-6A.2 mediates adhesion (versus inducing another adhesion pathway) reaggregation assays were performed with paraformaldehyde-fixed Tg+ thymocytes. Paraformaldehyde-fixed Tg+ thymocytes reaggregate in culture and this aggregation is also blocked by phosphatidyl-inositol-specific phospholipase C and anti-Ly-6A.2 monoclonal antibodies. These results indicate that the homotypic adhesion of cultured Ly-6A.2 transgenic thymocytes is directly mediated by Ly-6A.2 and, more importantly, strongly suggests that Ly-6A.2 binds a ligand that is expressed on thymocytes. Tg+ thymocytes also bind to nontransgenic thymocytes, B cells, and T cells, indicating that normal cells naturally express the Ly-6A.2 ligand.

Immortalization of distinct human mammary epithelial cell types by human papilloma virus 16 E6 or E7.

Multiple mammary epithelial cell (MEC) types are observed both in mammary ducts in vivo and in primary cultures in vitro; however, the oncogenic potential of different cell types remains unknown. Here, we used human papilloma virus 16 E6 and E7 oncogenes, which target p53 and Rb tumor suppressor proteins, respectively, to immortalize MECs present in early or late passages of human mammary tissue-derived cultures or in milk. One MEC subtype was exclusively immortalized by E6; such cells predominated in late-passage cultures but were rare at early passages and apparently absent in milk. Surprisingly, a second cell type, present only in early-passage tissue-derived cultures, was fully immortalized by E7 alone. A third cell type, observed in tissue-derived cultures and in milk, showed a substantial extension of life span with E7 but eventually senesced. Finally, both E6 and E7 were required to fully immortalize milk-derived MECs and a large proportion of MECs in early-passage tissue-derived cultures, suggesting the presence of another discrete subpopulation. Identification of MECs with distinct susceptibilities to p53- and Rb-targeting human papillomavirus oncogenes raises the possibility that these cells may serve as precursors for different forms of breast cancer.

Electrical and synaptic properties of embryonic luteinizing hormone-releasing hormone neurons in explant cultures.

Voltage- and ligand-activated channels in embryonic neurons containing luteinizing hormone-releasing hormone (LHRH) were studied by patch-pipette, whole-cell current and voltage clamp techniques. LHRH neurons were maintained in explant cultures derived from olfactory pit regions of embryonic mice. Cells were marked intracellularly with Lucifer yellow following recording. Sixty-two cells were unequivocally identified as LHRH neurons by Lucifer yellow and LHRH immunocytochemistry. The cultured LHRH neurons had resting potentials around -50 mV, exhibited spontaneous discharges generated by intrinsic and/or synaptic activities and contained a time-dependent inward rectifier (Iir). Voltage clamp analysis of ionic currents in the LHRH neuron soma revealed a tetrodotoxin-sensitive Na+ current (INa) and two major types of K+ currents, a transient current (IA), a delayed rectifier current (IK) and low- and high-voltage-activated Ca2+ currents. Spontaneous depolarizing synaptic potentials and depolarizations induced by direct application of gamma-aminobutyrate were both inhibited by picrotoxin or bicuculline, demonstrating the presence of functional gamma-aminobutyrate type A synapses on these neurons. Responses to glutamate were found in LHRH neurons in older cultures. Thus, embryonic LHRH neurons not yet positioned in their postnatal environment in the forebrain contained a highly differentiated repertoire of voltage- and ligand-gated channels.

Kinetic Model for Micro Algae Cell Concentration and Size Distribution: Application to Nannochloropsis gaditana

The cell concentration and size distribution of the microalgae Nannochloropsis gaditana were studied over the whole growth process. Various samples were taken during the light and dark periods the algae were exposed to. The distributions obtained exhibited positive skew, and no change in the type of distribution was observed during the growth process. The size distribution shifted to lower diameters in dark periods while in light periods the opposite occurred. The overall trend during the growth process was one where the size distribution shifted to larger cell diameters, with differences between initial and final distributions of individual cycles becoming smaller. A model based on the Logistic model for cell concentration as a function of time in the dark period that also takes into account cell respiration and growth processes during dark and light periods, respectively, was proposed and successfully applied. This model provides a picture that is closer to the real growth and evolution of cultures, and reveals a clear effect of light and dark periods on the different ways in which cell concentration and diameter evolve with time.

The role of mechanistic target of rapamycin (mTOR) pathway and synaptic protein GABAA-R in cortical GABAergic cell connectivity

Quelque 30 % de la population neuronale du cortex mammalien est composée d’une population très hétérogène d’interneurones GABAergiques. Ces interneurones diffèrent quant à leur morphologie, leur expression génique, leurs propriétés électrophysiologiques et leurs cibles subcellulaires, formant une riche diversité. Après leur naissance dans les éminences ganglioniques, ces cellules migrent vers les différentes couches corticales. Les interneurones GABAergiques corticaux exprimant la parvalbumin (PV), lesquels constituent le sous-type majeur des interneurones GABAergiques, ciblent spécifiquement le soma et les dendrites proximales des neurones principaux et des neurones PV+. Ces interneurones sont nommés cellules à panier (Basket Cells –BCs) en raison de la complexité morphologique de leur axone. La maturation de la connectivité distincte des BCs PV+, caractérisée par une augmentation de la complexité de l’axone et de la densité synaptique, se déroule graduellement chez la souris juvénile. Des travaux précédents ont commencé à élucider les mécanismes contrôlant ce processus de maturation, identifiant des facteurs génétiques, l’activité neuronale ainsi que l’expérience sensorielle. Cette augmentation marquante de la complexité axonale et de la synaptogénèse durant cette phase de maturation suggère la nécessité d’une synthèse de protéines élevée. La voie de signalisation de la cible mécanistique de la rapamycine (Mechanistic Target Of Rapamycin -mTOR) a été impliquée dans le contrôle de plusieurs aspects neurodéveloppementaux en régulant la synthèse de protéines. Des mutations des régulateurs Tsc1 et Tsc2 du complexe mTOR1 causent la sclérose tubéreuse (TSC) chez l’humain. La majorité des patients TSC développent des problèmes neurologiques incluant des crises épileptiques, des retards mentaux et l’autisme. D’études récentes ont investigué le rôle de la dérégulation de la voie de signalisation de mTOR dans les neurones corticaux excitateurs. Toutefois, son rôle dans le développement des interneurones GABAergiques corticaux et la contribution spécifique de ces interneurones GABAergiques altérés dans les manifestations de la maladie demeurent largement inconnus. Ici, nous avons investigué si et comment l’ablation du gène Tsc1 perturbe le développement de la connectivité GABAergique, autant in vitro que in vivo. Pour investiguer le rôle de l’activation de mTORC1 dans le développement d’une BC unique, nous avons délété le gène Tsc1 en transfectant CRE-GFP dirigé par un promoteur spécifique aux BCs dans des cultures organotypiques provenant de souris Tsc1lox. Le knockdown in vitro de Tsc1 a causé une augmentation précoce de la densité des boutons et des embranchements terminaux formés par les BCs mutantes, augmentation renversée par le traitement à la rapamycine. Ces données suggèrent que l’hyperactivation de la voie de signalisation de mTOR affecte le rythme de la maturation des synapses des BCs. Pour investiguer le rôle de mTORC1 dans les interneurones GABAergiques in vivo, nous avons croisé les souris Tsc1lox avec les souris Nkx2.1-Cre et PV-Cre. À P18, les souris Tg(Nkx2.1-Cre);Tsc1flox/flox ont montré une hyperactivation de mTORC1 et une hypertrophie somatique des BCs de même qu’une augmentation de l’expression de PV dans la région périsomatique des neurones pyramidaux. Au contraire, à P45 nous avons découvert une réduction de la densité des punctas périsomatiques PV-gephyrin (un marqueur post-synaptique GABAergique). L’étude de la morphologie des BCs en cultures organotypiques provenant du knock-out conditionnel Nkx2.1-Cre a confirmé l’augmentation initiale du rythme de maturation, lequel s’effondre ensuite aux étapes développementales tardives. De plus, les souris Tg(Nkx2.1Cre);Tsc1flox/flox montrent des déficits dans la mémoire de travail et le comportement social et ce d’une façon dose-dépendante. En somme, ces résultats suggèrent que l’activation contrôlée de mTOR régule le déroulement de la maturation et la maintenance des synapses des BCs. Des dysfonctions de la neurotransmission GABAergique ont été impliquées dans des maladies telles que l’épilepsie et chez certains patients, elles sont associées avec des mutations du récepteur GABAA. De quelle façon ces mutations affectent le processus de maturation des BCs demeuret toutefois inconnu. Pour adresser cette question, nous avons utilisé la stratégie Cre-lox pour déléter le gène GABRA1, codant pour la sous-unité alpha-1 du récepteur GABAA dans une unique BC en culture organotypique. La perte de GABRA1 réduit l’étendue du champ d’innervation des BCs, suggérant que des variations dans les entrées inhibitrices en raison de l’absence de la sous-unité GABAAR α1 peuvent affecter le développement des BCs. La surexpression des sous-unités GABAAR α1 contenant des mutations identifiées chez des patients épileptiques ont montré des effets similaires en termes d’étendue du champ d’innervation des BCs. Pour approfondir, nous avons investigué les effets de ces mutations identifiées chez l’humain dans le développement des épines des neurones pyramidaux, lesquelles sont l’endroit privilégié pour la formation des synapses excitatrices. Somme toute, ces données montrent pour la première fois que différentes mutations de GABRA1 associées à des syndromes épileptiques peuvent affecter les épines dendritiques et la formation des boutons GABAergiques d’une façon mutation-spécifique.

The role of mechanistic target of rapamycin (mTOR) pathway and synaptic protein GABAA-R in cortical GABAergic cell connectivity

Quelque 30 % de la population neuronale du cortex mammalien est composée d’une population très hétérogène d’interneurones GABAergiques. Ces interneurones diffèrent quant à leur morphologie, leur expression génique, leurs propriétés électrophysiologiques et leurs cibles subcellulaires, formant une riche diversité. Après leur naissance dans les éminences ganglioniques, ces cellules migrent vers les différentes couches corticales. Les interneurones GABAergiques corticaux exprimant la parvalbumin (PV), lesquels constituent le sous-type majeur des interneurones GABAergiques, ciblent spécifiquement le soma et les dendrites proximales des neurones principaux et des neurones PV+. Ces interneurones sont nommés cellules à panier (Basket Cells –BCs) en raison de la complexité morphologique de leur axone. La maturation de la connectivité distincte des BCs PV+, caractérisée par une augmentation de la complexité de l’axone et de la densité synaptique, se déroule graduellement chez la souris juvénile. Des travaux précédents ont commencé à élucider les mécanismes contrôlant ce processus de maturation, identifiant des facteurs génétiques, l’activité neuronale ainsi que l’expérience sensorielle. Cette augmentation marquante de la complexité axonale et de la synaptogénèse durant cette phase de maturation suggère la nécessité d’une synthèse de protéines élevée. La voie de signalisation de la cible mécanistique de la rapamycine (Mechanistic Target Of Rapamycin -mTOR) a été impliquée dans le contrôle de plusieurs aspects neurodéveloppementaux en régulant la synthèse de protéines. Des mutations des régulateurs Tsc1 et Tsc2 du complexe mTOR1 causent la sclérose tubéreuse (TSC) chez l’humain. La majorité des patients TSC développent des problèmes neurologiques incluant des crises épileptiques, des retards mentaux et l’autisme. D’études récentes ont investigué le rôle de la dérégulation de la voie de signalisation de mTOR dans les neurones corticaux excitateurs. Toutefois, son rôle dans le développement des interneurones GABAergiques corticaux et la contribution spécifique de ces interneurones GABAergiques altérés dans les manifestations de la maladie demeurent largement inconnus. Ici, nous avons investigué si et comment l’ablation du gène Tsc1 perturbe le développement de la connectivité GABAergique, autant in vitro que in vivo. Pour investiguer le rôle de l’activation de mTORC1 dans le développement d’une BC unique, nous avons délété le gène Tsc1 en transfectant CRE-GFP dirigé par un promoteur spécifique aux BCs dans des cultures organotypiques provenant de souris Tsc1lox. Le knockdown in vitro de Tsc1 a causé une augmentation précoce de la densité des boutons et des embranchements terminaux formés par les BCs mutantes, augmentation renversée par le traitement à la rapamycine. Ces données suggèrent que l’hyperactivation de la voie de signalisation de mTOR affecte le rythme de la maturation des synapses des BCs. Pour investiguer le rôle de mTORC1 dans les interneurones GABAergiques in vivo, nous avons croisé les souris Tsc1lox avec les souris Nkx2.1-Cre et PV-Cre. À P18, les souris Tg(Nkx2.1-Cre);Tsc1flox/flox ont montré une hyperactivation de mTORC1 et une hypertrophie somatique des BCs de même qu’une augmentation de l’expression de PV dans la région périsomatique des neurones pyramidaux. Au contraire, à P45 nous avons découvert une réduction de la densité des punctas périsomatiques PV-gephyrin (un marqueur post-synaptique GABAergique). L’étude de la morphologie des BCs en cultures organotypiques provenant du knock-out conditionnel Nkx2.1-Cre a confirmé l’augmentation initiale du rythme de maturation, lequel s’effondre ensuite aux étapes développementales tardives. De plus, les souris Tg(Nkx2.1Cre);Tsc1flox/flox montrent des déficits dans la mémoire de travail et le comportement social et ce d’une façon dose-dépendante. En somme, ces résultats suggèrent que l’activation contrôlée de mTOR régule le déroulement de la maturation et la maintenance des synapses des BCs. Des dysfonctions de la neurotransmission GABAergique ont été impliquées dans des maladies telles que l’épilepsie et chez certains patients, elles sont associées avec des mutations du récepteur GABAA. De quelle façon ces mutations affectent le processus de maturation des BCs demeuret toutefois inconnu. Pour adresser cette question, nous avons utilisé la stratégie Cre-lox pour déléter le gène GABRA1, codant pour la sous-unité alpha-1 du récepteur GABAA dans une unique BC en culture organotypique. La perte de GABRA1 réduit l’étendue du champ d’innervation des BCs, suggérant que des variations dans les entrées inhibitrices en raison de l’absence de la sous-unité GABAAR α1 peuvent affecter le développement des BCs. La surexpression des sous-unités GABAAR α1 contenant des mutations identifiées chez des patients épileptiques ont montré des effets similaires en termes d’étendue du champ d’innervation des BCs. Pour approfondir, nous avons investigué les effets de ces mutations identifiées chez l’humain dans le développement des épines des neurones pyramidaux, lesquelles sont l’endroit privilégié pour la formation des synapses excitatrices. Somme toute, ces données montrent pour la première fois que différentes mutations de GABRA1 associées à des syndromes épileptiques peuvent affecter les épines dendritiques et la formation des boutons GABAergiques d’une façon mutation-spécifique.

Epstein-Barr virus-mediated protection against etoposide-induced apoptosis in BJA-B B cell lymphoma cells: role of Bcl-2 and caspase proteins

Epstein-Barr virus (EBV)-infected B cell lymphomas are resistant to apoptosis during cancer development and treatment with therapies. The molecular controls that determine why EBV infection causes apoptosis resistance need further definition. EBV-positive and EBV-negative BJA-B B cell lymphoma cell lines were used to compare the expression of selected apoptosis-regulating Bcl-2 and caspase proteins in EBV-related apoptosis resistance, after 8 hr or 18-24 hr etoposide treatment (80 muM). Apoptosis was quantified using morphology and verified with Hoechst 33258 nuclear stain and electron microscopy. Fluorescence activated cell sorting (FACS) was used to analyse effects on cell cycle of the EBV infection as well as etoposide treatment. Anti-apoptotic Bcl-2 and Bcl-XL, pro-apoptotic Bax, caspase-3 and caspase-9 expression and activation were analysed using Western immunoblots and densitometry. EBV-positive cultures had significantly lower levels of apoptosis in untreated and etoposide-treated cultures in comparison with EBV-negative cultures (p < 0.05). FACS analysis indicated a strong G2/M block in both cell sublines after etoposide treatment. Endogenous Bcl-2 was minimal in the EBV-negative cells in comparison with strong expression in EBV-positive cells. These levels did not alter with etoposide treatment. Bcl-XL was expressed endogenously in both cell lines and had reduced expression in EBV-negative cells after etoposide treatment. Bax showed no etoposide-induced alterations in expression. Pro-caspase-9 and -3 were seen in both EBV-positive and -negative cells. Etoposide induced cleavage of caspase-9 in both cell lines, with the EBV-positive cells having proportionally less cleavage product, in agreement with their lower levels of apoptosis. Caspase-3 cleavage occurred in the EBV-negative etoposide-treated cells but not in the EBV-positive cells. The results indicate that apoptosis resistance in EBV-infected B cell lymphomas is promoted by an inactive caspase-3 pathway and elevated expression of Bcl-2 that is not altered by etoposide drug treatment.

Regulation of antigen processing and presentation molecules in West Nile virus-infected human skin fibroblasts

Infection of humans with the West Nile flavivirus principally occurs via tick and mosquito bites. Here, we document the expression of antigen processing and presentation molecules in West Nile virus (WNV)-infected human skin fibroblast (HFF) cells. Using a new Flavivirus-specific antibody, 4G4, we have analyzed cell surface human leukocyte antigen (HLA) expression on virus-infected cells at a single cell level. Using this approach, we show that West Nile Virus infection alters surface HLA expression on both infected HFF and neighboring uninfected HFF cells. Interestingly, increased surface HLA evident on infected HFF cultures is almost entirely due to virus-induced interferon (IFN)alpha/beta because IFNalpha/beta-neutralizing antibodies completely prevent increased surface HLA expression. In contrast, RT-PCR analysis indicates that WNV infection results in increased mRNAs for HLA-A, -B, and -C genes, and HLA-associated molecules low molecular weight polypeptide-2 (LMP-2) and transporter associated with antigen presentation-1 (TAP-1), but induction of these mRNAs is not diminished in HFF cells cultured with IFNalpha/beta-neutralizing antibodies. Taken together, these data support the idea that that both cytokine-dependent and cytokine-independent mechanisms account for WNV-induced HLA expression in human skin fibroblasts. (C) 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.

The BeWo choriocarcinoma cell line as a model of iodide transport by placenta

Cultured human choriocarcinoma cells of the BeWo line exhibited saturable accumulation of radioiodide. Inhibition by competing anions followed the affinity series perchlorate >= iodide >= thiocyanate, consistent with uptake through the thyroid iodide transporter, NIS, whose messenger RNA was found in BeWo cells, and whose protein was distributed towards the apical pole of the cells. Efflux obeyed first order kinetics and was inhibited by DIDS, an antagonist of anion exchangers including pendrin, whose messenger RNA was also present. In cultures where iodide uptake through NIS was blocked with excess perchlorate, radiolodide accumulation was stimulated by exposure to medium in which physiological anions were replaced by 2-morpholinoethanesulfonic acid (MES), consistent with the operation of an anion exchange mechanism taking up iodide. Chloride in the medium was more effective than sulfate at inhibiting this uptake, matching the ionic specificity of pendrin. These studies provide evidence that the trophoblast accumulates iodide through NIS and releases it to the fetal compartment through pendrin. (c) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Cell cycle alterations in biopsied olfactory neuroepithelium in schizophrenia and bipolar I disorder using cell culture and gene expression analyses

We previously demonstrated that olfactory cultures front individuals with schizophrenia had increased cell proliferation compared to Cultures from healthy controls. The aims of this study were to (a) replicate this observation in a new group Of individuals with schizophrenia, (b) examine the specificity of these findings by including individuals with bipolar I disorder and (c) explore gene expression differences that may underlie cell cycle differences in these diseases. Compared to controls (n = 10), there was significantly more mitosis in schizophrenia patient cultures (it = 8) and significantly more cell death in the bipolar I disorder patient cultures (n=8). Microarray data showed alterations to the cell cycle and phosphatidylinositol signalling pathways in schizophrenia and bipolar I disorder, respectively. Whilst caution is required in the interpretation of the array results, the study provides evidence indicating that cell proliferation and cell death in olfactory neuroepithelial cultures is differentially altered in schizophrenia and bipolar disorder. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Neural progenitor number is regulated by nuclear factor-kappa B p65 and p50 subunit-dependent proliferation rather than cell survival

The number of cells generated by a proliferating stem or precursor cell can be influenced both by proliferation and by the degree of cell death/survival of the progeny generated. In this study, the extent to which cell survival controls progenitor number was examined by comparing the growth characteristics of neurosphere cultures derived from mice lacking genes for the death inducing Bcl-2 homologue Hara Kiri (Hrk), apoptosis-associated protein 1 (Apaf1), or the prosurvival nuclear factor-kappa B (NF kappa B) subunits p65, p50, or c-rel. We found no evidence that Hrk or Apaf1, and by inference the mitochondrial cell death pathway, are involved in regulating the number of neurosphere-derived progeny. However, we identified the p65p50 NF kappa B dimer as being required for the normal growth and expansion of neurosphere cultures. Genetic loss of both p65 and p50 NF kappa B subunits resulted in a reduced number of progeny but an increased proportion of neurons. No effect on cell survival was observed. This suggests that the number and fate of neural progenitor cells are more strongly regulated by cell cycle control than survival. (c) 2005 Wiley-Liss, Inc.

Somatic embryogenesis in sugarcane - An addendum to the invited review 'Sugarcane biotechnology: The challenges and opportunities,' in vitro cell. Dev. Biol. Plant 41(4): 345-363; 2005

Since the 1960s, numerous studies on sugarcane plant regeneration have been reported. Essentially, successful culture and regeneration of plants from protoplasts, cells, callus, and various tissue and organs, have been achieved in this crop. Although plant regeneration from callus cultures had been reported since the 1960s, definitive proof of somatic embryo development was not available until 1983. Since then, considerable progress has been made in understanding and refining somatic embryogenesis and plant regeneration in sugarcane, for which development of an efficient embryogenic system was critical for the application of transgenic technology. Recent research in Australia and South Africa has led to the development of direct somatic embryogenic systems, which may improve transgenesis in sugarcane.