Klonierung und funktionelle Charakterisierung von zwei Zelladhäsionsmolekülen aus den marinen Schwämmen Geodia cydonium und Suberites domuncula

ZusammenfassungAus dem Schwamm Geodia cydonium konnte die vollständige cDNA-Sequenz eines mutmaßlichen Bestandteiles des Aggregationsfaktors kloniert werden. Durch einen Northern-Blot konnte gezeigt werden, daß der gefundene Klon das vollständige Transkript repräsentiert. Das entsprechende Protein wurde in E. coli als Fusionsprotein rekombinant hergestellt. Mit einem Western-Blot-Experiment wurde der Nachweis geführt, daß es sich bei dem gefundenen Protein tatsächlich um einen Bestandteil des Aggregationsfaktors handelt. Der in diesem Western-Blot eingesetzte Antikörper wurde verwendet, um das Protein in histologischen Schnitten nachzuweisen. Das rekombinante Protein wurde in einem Aggregationsassay auf seine Funktionalität hin untersucht. Es stellte sich heraus, daß es einen Einfluß auf die Zellaggregation hat. Die Bindung des rekombinanten Aggregationsfaktors an das Lektin aus Geodia cydonium konnte gezeigt werden. Aus dem Schwamm Suberites domuncula wurde ein cDNA-Klon isoliert. Das durch diese cDNA kodierte Protein zeigt eine hohe Übereinstimmung mit einem in Vertebraten und in Limulus polyphemus vorkommendem Protein der extrazellulären Matrix, welches dort eine Rolle bei der Zellaggregation spielt. Die Vollständigkeit des Klons konnte anhand eines Northern-Blot gezeigt werden. Das Protein wurde in E. coli rekombinant hergestellt. Das rekombinante Protein führt in vitro zu einer verstärkten Aggregation von dissoziierten Schwammzellen.

Strukturelle und funktionelle Untersuchungen zur Bedeutung der endogenen retroviralen Insertion HERV-K(C4) im C4-Gen des Menschen

Der Längenpolymorphismus des C4-Gens beruht auf der An- oder Abwesenheit einer 6.4 kb langen Insertion im Intron 9. Es handelt sich dabei um einen eigenständigen bisher noch nicht beschriebenen Virus-Typ, der alle Sequenzmerkmale der Familie der humanen endogenen Retroviren (HERV) trägt und zu den HERV-K Viren gehört. Der Provirus wurde als HERV-K(C4) bezeichnet. Die Orientierung dieses retroviralen Elements ist entgegengesetzt zu der Transkriptionsrichtung des C4-Gens. Mittels RT-PCR, RNase Protection Assays und Northern-Blot Analysen konnte der Nachweis von HERV-K(C4)-Antisense mRNA-Transkripten in verschiedenen humanen Zellinien und Geweben erbracht werden. Die retroviralen Transkripte schlossen am 5'- und 3'-Ende Sequenzen des C4-Exon 9 und Exon 10 ein, so daß diese wahrscheinlich "readthrough" Transkripte darstellen, die durch einen 5' des LTR2 gelegenen Promotor initiiert oder im Zusammenhang mit der C4-Expression transkribiert und reguliert werden. Weiterhin konnten insgesamt 4 HERV-K(C4)-mRNA Spezies, einschließlich einer Vollängen-RNA detektiert werden. Die drei subgenomischen mRNAs werden vermutlich durch einfaches und mehrfaches Spleißen generiert. Die quantitative Analyse in verschiedenen humanen Zellinien ergab, daß HERV-K(C4) durchschnittlich mit einer Kopienanzahl zwischen ca.1 bis 100 Transkripten in einer Zelle vorkommt, so daß es sich um low abundance mRNAs handelt. Mittels eines Reportergen-System konnte eine Aktivität des LTR2-Promotors in der Sense-Orientierung des Retrovirus nachgewiesen werden, die nach Stimulation mit IFN- signifikant abnahm. Ein humanes Modell-Systems wurde etabliert, um die Theorie einer Antisense-Abwehr gegen exogene Retroviren in HepG2-Zellen zu überprüfen. Die Theorie basiert auf dem Nachweis von HERV-K(C4)-Antisense-Transkripten, die über eine Heteroduplexbildung mit der Sense-mRNA von verwandten, infektiösen Retroviren eine mögliche Blockierung deren Translation erwirken könnten. Es konnte eine signifikante Abnahme der retroviralen Expression von bis zu 45% nach steigenden Dosen an IFN- in HepG2-Zellen nachgewiesen werden. Der funktionell aktive 3'-LTR-Sense Promotor sowie der Nachweis von HERV-K(C4)-Antisense Transkripten sprechen für die bedeutende Rolle von HERV-K(C4) bei der Genregulation und Schutz gegen exogene Retroviren, wodurch eine Selektion stattgefunden hat.

Funktionelle und morphologische Untersuchungen der Silikataufnahme und Nadelbildung im marinen Schwamm Suberites domuncula

Die für Metazoen einzigartige Fähigkeit, hochdifferenzierte Silikatstrukturen herzustellen und als Gerüstsubstanz zu verwenden, steht bei den Porifera in einem scheinbaren Gegensatz zu der niedrigen Konzentration an Silizium in dem die Schwämme umgebenden Medium. In der zweiten bedeutenden silikatpolymerisierenden Species, den einzelligen Kieselalgen (Diatomeen), konnte bereits ein Silikattransporter identifiziert werden, dessen Sequenzdaten jedoch aufgrund der phylogenetisch geringen Verwandtschaft der Demospongien mit den Diatomeen keine Verwendung finden konnte Im Zuge der Suche nach einem Silikat-Transportsystem im Schwamm Suberites domuncula wurde ein potentielles Kandidatengen mittels molekularbiologischer Techniken aus einer cDNA Bank des Instituts isoliert, vervollständigt und analysiert. Es zeigte sich, dass dieser Transporter durch seine Sequenzdaten der Familie der Bikarbonattransporter angehörte, und somit membranständig war. Seine Transportfunktion zeigte sich mittels spezifischer Inhibitoren hemmbar. Damit der Schwamm in der Lage ist, eine regulierbare und schnelle Anreicherung von Silikat durchführen zu können, lag eine Annahme einer Induzierbarkeit der Transportergene durch das Substrat Silikat nahe. Mittels Northern-Blot Analyse konnte in einem Primmorphensystem des Schwammes eine Hochregulation der Transkription der Transportergene festgestellt werden. Die Lokalisation der Exprimierung des Transporters innerhalb des Schwammgewebes konnte mittels In situ Hybridisierung untersucht werden und zeigte eine direkte Nähe zu den Polysilikatstrukturen des Schwammes. Um Hinweise auf eine Bifunktionalität des Transporters aufgrund der Ähnlichkeit von Carbonat und Silikat zu erhärten, wurden fluoreszenzmikroskopische Studien an isolierten Zellkulturen des Schwammes durchgeführt. Es kam zu einer intensive Reaktion der Zellen auf Silikat als Substrat. Dieser Effekt konnte nicht nur durch einen spezifischen Transportinhibitor (DIDS) gehemmt werden, sondern zeigt auch eine deutliche Temperaturabhängigkeit. Um den potentiellen Silikattransporter in Zusammenhang mit dem Gesamtmechanismus der Silikatnadelherstellung in Schwämmen zu bringen, wurden zusätzliche elektronenmikroskopische Studien angestellt. Hier konnte zunächst gezeigt werden, wie sich das die Polykondensation auslösende und dirigierende Proteinfilament des Schwammes bei der Nadelbildung entwickelt. Mittels einer darauf folgenden Immunogold-Markierung des Hauptaxialfilamentproteins des Schwammes in elektronenmikroskopischen Gewebepräparaten, konnte dessen Vorkommen nicht nur im Zentrum der Silikatnadel, sondern auch in den die Nadel umgebenden Strukturen nachgewiesen werden

Evaluation of a viral vector system, based on a defective interfering RNA of tomato bushy stunt virus, for protein expression and the induction of gene silencing

A viral vector system was developed based on a DI-RNA, a sub-viral particle derived from TBSV-BS3-statice. This newly designed vector system was tested for its applicability in protein expression and induction of gene silencing. Two strategies were pursued. The first strategy was replication of the DI-RNA by a transgenically expressed TBSV replicase and the second was the replication by a so called helper virus. It could be demonstrated by northern blot analysis that the replicase, expressed by the transgenic N. benthamiana plant line TR4 or supplied by the helper virus, is able to replicate DI-RNA introduced into the plant cells. Various genes were inserted into different DI constructs in order to study the vector system with regard to protein expression. However, independent of how the replicase was provided no detectable amounts of protein were produced in the plants. Possible reasons for this failure are identified: the lack of systemic movement of the DI-RNA in the transgenic TR4 plants and the occurrence of deletions in the inserted genes in both systems. As a consequence the two strategies were considered unsuitable for protein expression. The DI-RNA vector system was able to induce silencing of transgenes as well as endogenous genes. Several different p19 deficient helper virus constructs were made to evaluate their silencing efficiency in combination with our DI-RNA constructs. However, it was found that our vector system can not compete with other existing VIGS (virus induced gene silencing) systems in this field. Finally, the influence of DI sequences on mRNA stability on transient GUS expression experiments in GUS silenced plants was evaluated. The GUS reporter gene system was found to be unsuitable for distinguishing between expression levels of wild type plants and GUS silenced transgenic plants. The results indicate a positive effect of the DI sequences on the level of protein expression and therefore further research into this area is recommended.

Bedeutung der viralen IE4-Region für die Genexpression und Replikation des humanen Cytomegalovirus

Das humane Cytomegalovirus (HCMV) ist ein fakultativ-pathogener Erreger, der bei Patienten mit geschwächter oder unausgereifter Immunabwehr schwerwiegende Erkrankungen hervorrufen kann. Wie alle Herpesviren zeigt das HCMV eine streng koordinierte Expression viraler Gene, die in eine „sehr frühe-“ (IE), „frühe “ (E) und „späte-“ (L) Phase unterteilt werden kann. Die Produkte der IE-Gene IE1 und IE2 sind für die Expression der frühen Gene und somit für die Initiation der viralen DNA-Replikation entscheidend. Sie greifen gleichzeitig in den zellulären Stoffwechsel ein und schaffen damit optimale Vorraussetzungen für die virale Vermehrung. Zu Beginn dieser Arbeit war bekannt, dass HCMV in lytisch infizierten Zellen ein abundantes IE-Transkript von 5 kb (IE4-RNA) exprimierte, dessen Funktion bislang unklar war. Ältere Publikationen deuteten darauf hin, dass die IE4-Genregion an der Transformation eukaryonter Zellen beteiligt sein könnte. Neuere Arbeiten zeigten, dass es sich bei diesem IE4-Transkript um ein metabolisch stabiles Intron handelt. Im Rahmen dieser Arbeit sollte zunächst geklärt werden, ob die IE4-Genregion ein Protein kodiert. In der Folge sollten mit viralen Deletionsmutanten Hinweise auf die biologische Funktion des IE4-Bereichs erarbeitet werden. Durch Northern Blot Analysen und cDNA-Klonierungsexperimente konnte eine Reihe neuer Spleiß-Varianten der IE4-RNA identifiziert werden. Durch Sequenzanalysen wurde gezeigt, dass diese Transkripte keine längeren offenen Leserahmen enthalten. Zusammen mit bereits publizierten Erkenntnissen, kann aus diesen Ergebnissen mit hoher Wahrscheinlichkeit geschlossen werden, dass die IE4 Region nicht für ein Protein kodiert. Zur Analyse der biologischen Funktion der IE4-Region wurde das DNA-Genom des HCMV gezielt mutagenisiert. Eine phänotypische Analyse der entsprechenden Viren mittels Reportergen-Tests und quantitativer RealTime RT-PCR zeigte, dass einige der Mutanten eine verringerte Expression früher Gene aufwiesen, die mit einer Beeinträchtigung ihrer Replikationsfähigkeit in Fibroblastenkulturen korrelierte. Dabei war die Ausbildung eines Phänotyps jedoch von dem genetischen Hintergrund des verwendeten viralen Ausgangsstammes abhängig. Auffällig war, dass phänotypische Veränderungen nur bei solchen Mutanten sichtbar wurden, die auf der Grundlage des Laborstammes Ad169 des HCMV generiert worden waren. Die nachfolgende Analyse der Ausgangsstämme ergab deutliche Unterschiede in der IE-Genexpression. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen somit, dass die IE4-RNA mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht für ein Protein kodiert, aber bei limitierender Expression der essentiellen Regulatoren IE1 und IE2 die frühe lytische Genexpression stimuliert. Die Ergebnisse dieser Arbeit stellen die Grundlage für nachfolgende Untersuchungen zur Aufklärung der molekularen Funktion der IE4-RNA im Rahmen der lytischen Infektion des HCMV dar.

Identifizierung und Charakterisierung neuer Proteine des Abwehrsystems der Porifera - ein Apoptoseregulator und ein antimikrobielles Protein aus dem Schwamm Suberites domuncula

Aufgrund ihrer Lebensweise und -umgebung sind effiziente Strategien zur Abwehr bedrohender Einflüsse essentiell für die Porifera. Eine dieser Strategien stellen die Apoptose in höheren Metazoen, sowie ein effizientes Immunsystem dar. Diese sichern sowohl das Überleben des Organismus als auch die Entfernung beschädigter, infizierter oder redundanter Zellen. Bei Untersuchungen der Porifera auf Moleküle, die an diesen Prozessen beteiligt sind, konnten in den letzten Jahren beachtliche Erfolge erzielt werden. So konnten das in der Apoptose involvierte Protein GCDD2 (proapoptotisch), die antiapoptotischen GCBHP1 und GCBHP2 Proteine (Wiens et al., 2001), sowie ein LPS induzierbarer TNF (Wiens et al., 2007) und zwei Caspasen (Wiens et al., 2003) in Schwämmen identifiziert werden. Um diese essentiellen Mechanismen besser verstehen zu können, sollte ein möglicher Tumor-Nekrose-Faktor-Rezeptor identifiziert werden. Hierzu wurde die SpongeBase Datenbank nach Proteinen mit Todesdomänen durchsucht und diese unter Anwendung von PCR- und Screening-Techniken in einer cDNA-Bank des marinen Schwammes S. domuncula komplettiert. Im Anschluss an ihre Sequenzierung wurde ein Klon ausgewählt, dessen Todesdomäne größte Homologie zu einem TNFR zeigte. Dieser Klon SD_TNFR-like (Suberites domuncula TNFR-homologes Protein) wurde anschließend diversen Sequenz- und Strukturanalysen unterzogen. Diese offenbarten die Existenz zweier funktional bedeutsamer Domänen (Ubiquitin-like und Todesdomäne). Vor allem die Todesdomäne impliziert eine Beteiligung des Proteins an apoptotischen Prozessen. Über einen „Yeast Two Hybrid Screen“ sollten Proteine identifiziert werden, welche mit dem Ausgangsprotein interagieren. Hierbei wurde ein Protein identifiziert, das Ähnlichkeit mit einem antimikrobiellen Peptid aufweist. Dieses Protein kann analog zu einer Gruppe von antimikrobiellen Peptiden, den α-helikalen kationischen Peptiden, in drei Teile gespalten werden. Das Signalpeptid sowie ein anionisches Propeptid werden abgespalten und es entsteht ein kationisches, antimykotisch wirksames Peptid. Beide Proteine sollten, sofern sie in die Abwehrreaktionen involviert sind, durch Inkubation mit mikrobiellen Strukturen vermehrt exprimiert werden. Eine Überprüfung der Transkription mittels Northern Blot Analysen bestätigte dies für das SD_TNFR-like nach Inkubation mit LPS und TNF- α sowie für SD_Brevinin-like nach Inkubation mit LPS, PAM und Hefe. Mit der Herstellung eines rekombinanten SD_TNFR-like-Proteins wurde die Immunisierung von Kaninchen und die folgende Gewinnung eines polyklonalen SD_TNFR-like-Antikörpers ermöglicht. Dieser gestattete den Nachweis der SD_TNFR-like -Expression mittels Western Blot-Analysen sowie die stressinduzierte erhöhte Expression mittels Dot Blot-Analysen auch auf Proteinebene. Um die Funktion des SD_TNFR-like Proteins zu charakterisierten, wurde ein Test mit RAW-Blue™-Zellen durchgeführt. Die Ergebnisse implizieren, dass das Protein Teil der Immunreaktion analog der der TLR- bzw. NLR- Reaktion ist. Auch die Interaktion mit einem antimikrobiellen Protein, welches für das Überleben des Organismus und die Bekämpfung der Mikroorganismen sorgt, deutet auf eine solche Beteiligung hin. Zusätzlich wird diese These durch ein Ergebnis der Strukturanalysen unterstützt, nämlich die Identifizierung einer TRAF2 Bindestelle. TRAF2 ist ein Adapterprotein der TNFR und aktiviert Überlebensfaktoren über den NF - B-Weg. Immunohistochemische Analysen zeigten, dass das SD_TNFR-like Protein im Organismus vor allem um die Bakteriozysten, um verschiedene Mikroorganismen und am Rand des Schwammes exprimiert wird, was ebenfalls für eine immunologische Funktionsweise spricht. Auch im restlichen Gewebe wird es kontinuierlich, auch ohne vorherige LPS Inkubation exprimiert. Diese Akkumulation zeigt deutlich, dass das Protein in einen Schutzmechanismus gegen äußere Bedrohungen involviert ist. Es scheint dabei direkt an den eindringenden Mikroorganismen zu wirken. Das SD_TNFR-like ist demnach ein potentieller Bestandteil der Immunantwort des Schwammes, welches Apoptose verhindern und Überlebensmechanismen aktivieren kann. Das SD_Brevinin-like Protein besitzt antimykotische Aktivität, wie in einem antimikrobiellen Test gezeigt werden konnte. Weiterhin scheint es für das SD_TNFR-like Protein als positiver bzw. negativer Regulator von Bedeutung zu sein, der eine Reaktion entweder beendet oder die Expression von Überlebensfaktoren verstärkt. Die in dieser Arbeit präsentierten Ergebnisse und Schlussfolgerungen demonstrieren somit die Identifizierung eines neuen Schwammproteins, welches eine Rolle in der Immunantwort spielt, sowie eines neuen antimikrobiellen Peptids, welches die Wirkung des TNFR-like moduliert. Es müssen jedoch noch weitere Funktionsanalysen folgen, um den Mechanismus des SD_TNFR-like Proteins und seine Regulation genauer charakterisieren zu können

Transcriptional responses of the Helicobacter pylori cag pathogenicity island

The severity of Helicobacter pylori infections largely depends on the genetic diversity of the infecting strain, and particularly on the presence of the cag pathogenicity island (cag-PAI). This virulence locus encodes a type-IV secretion system able to translocate in the host cell at least the cag-encoded toxin CagA and peptidoglycan fragments, that together are responsible for the pathogenic phenotype in the host. Little is known about the bacterial regulators that underlie the coordinated expression of cag gene products, needed to assemble a functional secretion system apparatus. To fill this gap, a comprehensive analysis of the transcriptional regulation of the cag-PAI operons was undertaken. To pursue this goal, a robust tool for the analysis of gene expression in H. pylori was first implemented. A bioluminescent reporter system based on the P. luminescens luxCDABE operon was constructed and validated by comparisons with transcriptional analyses, then it was systematically used for the comprehensive study and mapping of the cag promoters. The identification of bona fide cag promoters had permitted to pinpoint the set of cag transcriptional units of the PAI. The responses of these cag transcriptional units to metabolic stress signals were analyzed in detail, and integrated with transcription studies in deletion mutants of important H. pylori virulence regulators and protein-DNA interaction analyses to map the binding sites of the regulators. Finally, a small regulatory RNA cncR1 encoded by the cag-PAI was identified, and the 5’- and 3’-ends of the molecule were mapped by primer extension analyses, northern blot and studies with lux reporter constructs. To identify regulatory effects exerted by cncR1 on the H. pylori gene expression, the cncR1 knock out strain was derived and compared to the parental wild type strain by a macroarray approach. Results suggest a negative effect exerted by cncR1 on the regulome of the alternative sigma54 factor.

Functionalization and characterization of magnetic nanoparticles for biomedical applications

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Oberflächenfunktionalisierung von MnO Nanopartikeln (NP). Durch die Verwendung und Verbesserung verschiedener Polymere durch die Einbindung von Poly (Ethylen Glycol) (PEG), gelang es, die Löslichkeit dieser Nanopartikel in wässrigen Lösungen sowie in Körperflüssigkeiten zu erhöhen. Zusätzlich konnten diese Nanopartikel deutlich besser steril filtriert werden und zeigten eine erhöhte Aktivität alsrnKontrastmittel im MRT. Vorläufige Ergebnisse für die Verwendung von Silika als Schutzhülle für MnO NP werden ebenfalls kurz erläutert. Die verwendeten Polymere besaßen dabei zugängliche Aminogruppen, die eine weitere Funktionalisierung durch Bio-aktiver Gruppen ermöglichte. Der Nachweis einer erfolgreichen Bindung durch verschiedene Methoden wie SDS-PAGE, Western- und Northern Blot sowie die Verwendung unterschiedlicher FluoreszenzMessungen wird ebenfalls diskutiert. MnO NP und anderer magnetischer NP werden weiterhin auf ihr toxisches Verhalten gegenüber Caki1 und HeLa Zellen getestet. Dabei zeigte sich, dass MnO NP, im Gegensatz zu einigen Kupferoxiden, quasi nicht toxisch waren und das Proliferationsverhalten dieser Zellen quasi nicht beeinflussten. Weiterhin wurde ein Fluoreszenzfarbstoff, konkret Protoporphyrin IX, an die Oberfläche von MnO NP angebracht.Diese konnten dann erfolgreich als Kontrastmittel in der MRT verwendet werden und zeigten vielversprechende Ergebnisse für die Photodynamische Therapie. Desweiteren wird die Synthese des Antikörpers gegen p53 ausführlich erläutert. Dabei wurde genau darauf geachtet,dass dieser Antikörper dann an MnO NP gebunden werden kann.

FTY720 suppresses interleukin-1beta-induced secretory phospholipase A2 expression in renal mesangial cells by a transcriptional mechanism

BACKGROUND AND PURPOSE: FTY720 is a potent immunomodulatory prodrug that is converted to its active phosphorylated form by a sphingosine kinase. Here we have studied whether FTY720 mimicked the action of sphingosine-1-phosphate (S1P) and exerted an anti-inflammatory potential in renal mesangial cells. EXPERIMENTAL APPROACH: Prostaglandin E(2) (PGE(2)) was quantified by an enzyme-linked immunosorbent-assay. Secretory phospholipase A(2) (sPLA(2)) protein was detected by Western blot analyses. mRNA expression was determined by Northern blot analysis and sPLA(2)-promoter activity was measured by a luciferase-reporter-gene assay. KEY RESULTS: Stimulation of cells for 24 h with interleukin-1beta (IL-1beta) is known to trigger increased PGE(2) formation which coincides with an induction of the mRNA for group-IIA-sPLA(2) and protein expression. FTY720 dose-dependently suppressed IL-1beta-induced IIA-sPLA(2) protein secretion and activity in the supernatant. This effect is due to a suppression of cytokine-induced sPLA(2) mRNA expression which results from a reduced promoter activity. As a consequence of suppressed sPLA(2) activity, PGE(2) formation is also reduced by FTY720. Mechanistically, the FTY720-suppressed sPLA(2) expression results from an activation of the TGFbeta/Smad signalling cascade since inhibition of the TGFbeta receptor type I by a specific kinase inhibitor reverses the FTY720-mediated decrease of sPLA(2) protein expression and sPLA(2) promoter activity. CONCLUSIONS AND IMPLICATIONS: In summary, our data show that FTY720 was able to mimic the anti-inflammatory activity of TGFbeta and blocked cytokine-triggered sPLA(2) expression and subsequent PGE(2) formation. Thus, FTY720 may exert additional in vivo effects besides the well reported immunomodulation and its anti-inflammatory potential should be considered.

Expression of TCL1 in hematologic disorders

OBJECTIVE: TCL1, MTCP1 and TCL1b are three members of a new family of oncogenes that are expressed in T cell leukemias of ataxia telangiectasia patients (T-PLL, T-CLL). TCL1 is located at 14q32.1 and activated by juxtaposition to the alpha/delta-locus at 14q11 or beta-locus at 7q35 of the T cell receptor during the reciprocal translocations t(14;14)(q11;q32), t(7;14)(q35;q32), or inversion inv(14)(q11;q32). TCL1 encodes a predominantly cytoplasmic protein of 114 aa (14 kD) of unknown function. Recent studies suggest that TCL1 promotes cell survival rather than stimulating cell proliferation, as previously proposed. METHODS: In an attempt to clarify the contexts in which TCL1 is expressed, we investigated TCL1 expression in 114 lymphoma and leukemia patients by Northern blot, RT-PCR and immunohistochemistry. RESULTS: TCL1 expression is restricted to lymphoid cells, and is found in neoplastic (T and B cell neoplasms, and Hodgkin's disease) and nonneoplastic proliferations (reactive lesions). Out of 114 cases, 18 neoplasms of myeloid and 4 cases of epithelial origin were TCL1-negative. In lesions of the lymphoid system, both low- and high-grade lymphomas were found to express TCL1. CONCLUSIONS: We propose that TCL1 expression especially in high-grade B cell non-Hodgkin's lymphomas might interfere with B cell differentiation and promote the transition from low- to high-grade lymphoma.

Effects of epidermal growth factor on the invasion activity of the oral cancer cell lines HSC3 and SAS

Epidermal growth factor (EGF) is excreted in a high concentration in human saliva and modulates the growth and differentiation of various cancer cells. To elucidate the molecular mechanisms by which EGF affects oral cancer growth and invasion, we analyzed the Matrigel invasion activity of the cultured oral cancer cell line. Cells grown under the influence of EGF were subjected to Matrigel invasion assays and cells grown in the absence of EGF were used as controls. Gelatin-zymography and Northern blot analyses quantified the invasiveness and tumorigenicity. Chloramphenicol acetyltransferase assay (CAT assay) determined the EGF stimulation of matrix metalloproteinase (MMP) expression. EGF increased the number of cells penetrating a Matrigel membrane. Gelatin-zymography and Northern blot analysis revealed that MMP9 and Ets1 expressions correlated with EGF but MMP2 was not changed. a transient transfection assay revealed that EGF increased the promoter activities of the MMP9 genes in HSC3 and SAS cells. These results suggest that EGF increases the invasion activity of oral cancer cells partly by increasing MMP9.

Advanced glycation end products regulate extracellular matrix protein and protease expression by human glomerular mesangial cells

Advanced glycation end products (AGEs) may play a role in the pathogenesis of diabetic nephropathy, by modulating extracellular matrix turnover. AGEs are known to activate specific membrane receptors, including the receptor for AGE (RAGE). In the present study, we analyzed the various receptors for AGEs expressed by human mesangial cells and we studied the effects of glycated albumin and of carboxymethyl lysine on matrix protein and remodelling enzyme synthesis. Membrane RAGE expression was confirmed by FACS analysis. Microarray methods, RT-PCR, and Northern blot analysis were used to detect and confirm specific gene induction. Zymographic analysis and ELISA were used to measure the induction of tPA and PAI-1. We show herein that cultured human mesangial cells express AGE receptor type 1, type 2 and type 3 and RAGE. AGEs (200 microg/ml) induced at least a 2-fold increase in mRNA for 10 genes involved in ECM remodelling, including tPA, PAI-1 and TIMP-3. The increase in tPA synthesis was confirmed by fibrin zymography. The stimulation of PAI-1 synthesis was confirmed by ELISA. AGEs increased PAI-1 mRNA through a signalling pathway involving reactive oxygen species, the MAP kinases ERK-1/ERK-2 and the nuclear transcription factor NF-kappaB, but not AP-1. Carboxymethyl lysine (CML, 5 microM), which is a RAGE ligand, also stimulated PAI-1 synthesis by mesangial cells. In addition, a blocking anti-RAGE antibody partially inhibited the AGE-stimulated gene expression and decreased the PAI-1 accumulation induced by AGEs and by CML. Inhibition of AGE receptors or neutralization of the protease inhibitors TIMP-3 and PAI-1 could represent an important new therapeutic strategy for diabetic nephropathy.

Syntaxin 3b is a t-SNARE specific for ribbon synapses of the retina.

Previous studies have demonstrated that ribbon synapses in the retina do not contain the t-SNARE (target-soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor) syntaxin 1A that is found in conventional synapses of the nervous system. In contrast, ribbon synapses of the retina contain the related isoform syntaxin 3. In addition to its localization in ribbon synapses, syntaxin 3 is also found in nonneuronal cells, where it has been implicated in the trafficking of transport vesicles to the apical plasma membrane of polarized cells. The syntaxin 3 gene codes for four different splice forms, syntaxins 3A, 3B, 3C, and 3D. We demonstrate here by using analysis of EST databases, RT-PCR, in situ hybridization, and Northern blot analysis that cells in the mouse retina express only syntaxin 3B. In contrast, nonneuronal tissues, such as kidney, express only syntaxin 3A. The two major syntaxin isoforms (3A and 3B) have an identical N-terminal domain but differ in the C-terminal half of the SNARE domain and the C-terminal transmembrane domain. These two domains are thought to be directly involved in synaptic vesicle fusion. The interaction of syntaxin 1A and syntaxin 3B with other synaptic proteins was examined. We found that both proteins bind Munc18/N-sec1 with similar affinity. In contrast, syntaxin 3B had a much lower binding affinity for the t-SNARE SNAP25 compared with syntaxin 1A. By using an in vitro fusion assay, we could demonstrate that vesicles containing syntaxin 3B and SNAP25 could fuse with vesicles containing synaptobrevin2/VAMP2, demonstrating that syntaxin 3B can function as a t-SNARE.

Characterization of the cytochrome P-450 drug metabolism system of LS174T human colon tumor cell line

The human colon tumor cell line, LS174T, has been shown to have four major components of the drug metabolizing system; cytochrome b$\sb5$ reductase, cytochrome b$\sb5$, cytochrome P450 reductase and cytochrome P450, by activity measurements, spectral studies and antibody cross-reactivity. Cytochrome P450IA1 is induced by benzanthracene in these cells as shown by activity with the specific substrate, ethoxyresorufin, cross-reactivity with rabbit antibodies to rat IA1, and by a hybridizing band on a Northern blot to a rat IA1 probe.^ Further, this system has proven responsive to various inducers and conditions of growth. The enzyme activities were found stable over limited cell passages with control values of 0.03 and 0.13 $\mu$mol/min/mg protein for NADPH and NADH cytochrome c (cyt c) reducing activity, 0.05 nmol cyt b$\sb5$ per milligram and 0.013 nmol cytochrome P450 per milligram of microsomal protein. Phenobarbital/hydrocortisone treatment showed a consistent, but not always significant increase in the NADPH and NADH cyt c reducing activity and benzanthracene treatment an increase in the NADH cyt c reducing activity. Delta-aminolevulinic acid (0.5mM) caused a significant decrease in the specific activity of all enzyme contents and activities tested.^ Finally, the cytochrome b$\sb5$ to cytochrome P450, by the coordinate induction of the cytochrome b$\sb5$ pathway by P450 inducers, by the high ratio of NADH to NADPH ethoxycoumarin deethylase activity in uninduced cell microsomes, and by the increase in NADH and NADPH ethoxycoumarin deethylase activity when the microsomes were treated with potassium cyanide, a desaturase inhibitor. ^

Characterization and mechanism of action of suppressor factors derived from human T cell hybridomas

This laboratory developed human T-cell hybridomas which constitutively secrete suppressor factors (SF) capable of inhibiting immune responses (Hybridoma 6:589 (1987). The mechanisms by which human T-cell hybridoma-derived SFs (designated 160 and 169) and Jurkat leukemic T-cell line derived SF inhibit the proliferative response to mitogen by human PBMC were investigated. The Jurkat SF had a pI of 5.2 whereas the 160 and 169 SF had pI of 5.7 and 4.7 (two peaks) and 4.7, respectively. The SF was not transforming growth factor-beta based upon neutralization and iummunoprecipitation experiments with anti-TGF-beta polyclonal antibody. Il-2 production by human PBMC cultured with Con A or OKT3 mAb in the presence of SF was found to be inhibited by greater than 80%. The proliferative responses of SF treated PBMC could not be restored by addition of exogeneous human IL-2. Inhibition of the proliferative responses could not be reversed by addition of exogenous rIL-1, rIL-2 or rIL-4 alone or in paired combinations. The expression of IL-2 receptors (TAC Ag) on Con A activated cultures time points was not affected by treatment with any SFs. Both the 160 and 169 hybridoma-derived SFs were found to arrest PHA induced cell cycle progression in G$\sb0$/G$\sb1$ phase, whereas SF from the Jurkat T-cell line arrested progression in the S phase. Pretreatment of PBMC with SF prior to the addition of mitogen, followed by washing, did not alter the proliferative response of these PBMC nor their cell cycle progression suggesting that cell activation is necessary for these SF to inhibit proliferative responses. Northern blot analysis of total mRNA from mitogen stimulated PBMC in the presence of SF, revealed a time dependent accumulation of an IL-2 specific mRNA of increased size (2.8 kB) in addition to the expected 1.0 kB mature IL-2 message. Interferon-gamma mRNA was of the appropriate size but its half-life was prolonged in SF treated cultures. IL-2 receptor and IL-1 beta mRNA expression was not altered in these cells. ^