Lipopolysaccharides from atherosclerosis-associated bacteria antagonize TLR4, induce formation of TLR2/1/CD36 complexes in lipid rafts and trigger TLR2-induced inflammatory responses in human vascular endothelial cells

Infection with bacteria such as Chlamydia pneumonia, Helicobacter pylori or Porphyromonas gingivalis may be triggering the secretion of inflammatory cytokines that leads to atherogenesis. The mechanisms by which the innate immune recognition of these pathogens could lead to atherosclerosis remain unclear. In this study, using human vascular endothelial cells or HEK-293 cells engineered to express pattern-recognition receptors (PRRs), we set out to determine Toll-like receptors (TLRs) and functionally associated PRRs involved in the innate recognition of and response to lipopolysaccharide (LPS) from H. pylori or P. gingivalis. Using siRNA interference or recombinant expression of cooperating PRRs, we show that H. pylori and P. gingivalis LPS-induced cell activation is mediated through TLR2. Human vascular endothelial cell activation was found to be lipid raft-dependent and to require the formation of heterotypic receptor complexes comprising of TLR2, TLR1, CD36 and CD11b/CD18. In addition, we report that LPS from these bacterial strains are able to antagonize TLR4. This antagonistic activity of H. pylori or P. gingivalis LPS, as well as their TLR2 activation capability may be associated with their ability to contribute to atherosclerosis.

A role for CD36 in the regulation of dendritic cell function

Dendritic cells (DC) are crucial for the induction of immune responses and thus an inviting target for modulation by pathogens. We have previously shown that Plasmodium falciparum-infected erythrocytes inhibit the maturation of DCs. Intact P. falciparum-infected erythrocytes can bind directly to CD36 and indirectly to CD51. It is striking that these receptors, at least in part, also mediate the phagocytosis of apoptotic cells. Here we show that antibodies against CD36 or CD51, as well as exposure to early apoptotic cells, profoundly modulate DC maturation and function in response to inflammatory signals. Although modulated DCs still secrete tumor necrosis factor-α, they fail to activate T cells and now secrete IL-10. We therefore propose that intact P. falciparum-infected erythrocytes and apoptotic cells engage similar pathways regulating DC function. These findings may have important consequences for the treatment of malaria and may suggest strategies for modulating pathological immune responses in autoimmune diseases.

Plasmodium falciparum erythrocyte membrane protein 1 is a parasitized erythrocyte receptor for adherence to CD36, thrombospondin, and intercellular adhesion molecule 1.

Adherence of mature Plasmodium falciparum parasitized erythrocytes (PRBCs) to microvascular endothelium contributes directly to acute malaria pathology. We affinity purified molecules from detergent extracts of surface-radioiodinated PRBCs using several endothelial cell receptors known to support PRBC adherence, including CD36, thrombospondin (TSP), and intercellular adhesion molecule 1 (ICAM-1). All three host receptors affinity purified P. falciparum erythrocyte membrane protein 1 (PfEMP1), a very large malarial protein expressed on the surface of adherent PRBCs. Binding of PfEMP1 to particular host cell receptors correlated with the binding phenotype of the PRBCs from which PfEMP1 was extracted. Preadsorption of PRBC extracts with anti-PfEMP1 antibodies, CD36, or TSP markedly reduced PfEMP1 binding to CD36 or TSP. Mild trypsinization of intact PRBCs of P. falciparum strains shown to express antigenically different PfEMP1 released different (125)I-labeled tryptic fragments of PfEMP1 that bound specifically to CD36 and TSP. In clone C5 and strain MC, these activities resided on different tryptic fragments, but a single tryptic fragment from clone ItG-ICAM bound to both CD36 and TSP. Hence, the CD36- and TSP-binding domains are distinct entities located on a single PfEMP1 molecule. PfEMP1, the malarial variant antigen on infected erythrocytes, is therefore a receptor for CD36, TSP, and ICAM-1. A therapeutic approach to block or reverse adherence of PRBCs to host cell receptors can now be pursued with the identification of PfEMP1 as a malarial receptor for PRBC adherence to host proteins.

Expression of the CD36 homolog (FAT) in fibroblast cells: effects on fatty acid transport.

An adipocyte membrane glycoprotein, (FAT), homologous to human CD36, has been previously implicated in the binding/transport of long-chain fatty acids. It bound reactive derivatives of long-chain fatty acids and binding was specific and associated with significant inhibition of fatty acid uptake. Tissue distribution of the protein and regulation of its expression were also consistent with its postulated role. In this report, we have examined the effects of FAT expression on rates and properties of fatty acid uptake by Ob17PY fibroblasts lacking the protein. Three clones (P21, P22, and P25) were selected based on FAT mRNA and protein levels. Cell surface labeling could be demonstrated with the anti-CD36 antibody FITC-OKM5. In line with this, the major fraction of immunoreactive FAT was associated with the plasma membrane fraction. Assays of oleate and/or palmitate uptake demonstrated higher rates in the three FAT-expressing clones, compared to cells transfected with the empty vector. Clone P21, which had the highest protein levels on Western blots, exhibited the largest increase in transport rates. Fatty acid uptake in FAT-expressing P21 cells reflected two components, a phloretin-sensitive high-affinity saturable component with a Km of 0.004 microM and a basal phloretin-insensitive component that was a linear function of unbound fatty acid. P21 cells incorporated more exogenous fatty acid into phospholipids, indicating that binding of fatty acids was followed by their transfer into the cell and that both processes were increased by FAT expression. The data support the interpretation that FAT/CD36 functions as a high-affinity membrane receptor/transporter for long-chain fatty acids.

Modulation allostérique du récepteur FP dans le cancer colorectal

Les prostaglandines modulent d’importants rôles physiologiques. Elles sont aussi impliquées dans le développement d’une variété de conditions pathologiques telles l’inflammation, la douleur et le cancer. La prostaglandine PGF2α et son récepteur (récepteur FP) se trouvent impliqué dans la modulation de nombreuses pathologies tels lors de l’accouchement préterme et le cancer colorectal. Récemment, nous avons fait partie d’un groupe de recherche ayant développé des modulateurs allostériques du récepteur FP. Dans une première étude, l’action du PGF2α sur le déclenchement des contractions myométriales a été évaluée, car peu d’information est connue sur la signalisation de cette prostaglandine lors de l’accouchement. Ainsi, nous avons utilisé un peptidomimétique de la deuxième boucle extracellulaire, dénommée PDC113.824. Nos résultats ont démontré que le PDC113.824 permettait de retarder la mise bas chez des souris gestantes, mais agissait de manière différente sur les multiples voies de signalisation de la PGF2α. Ainsi, le PDC113.824 inhibait la voie RhoA-ROCK, dépendante de l’activation de la protéine Gα12 par le. Les protéines RhoA-ROCK sont des acteurs clés dans le remodelage du cytosquelette d’actine et des contractions myométriales lors de l’accouchement. De plus, le PDC113.824 en présence de PGF2α agit comme un modulateur positif sur la voie dépendante de l’activation de la protéine Gαq. Le PDC113.824 serait donc un modulateur allostérique non compétitif possédant des actions à la fois de modulateurs positifs et négatifs sur la signalisation du récepteur FP Dans une seconde étude, des analogues du PDC113.824 ont été conçus et analysés dans un second modèle pathologique, le cancer colorectal. Ce cancer possède de hauts niveaux de récepteur FP. Nous avons donc étudié le rôle du récepteur FP dans le développement et la progression du cancer colorectal et l’effet de modulateurs allostériques. Il est généralement accepté que dans le cancer colorectal, la prostaglandine PGE2 permet la croissance et l’invasion tumorale, ainsi que l’angiogenèse. Toutefois, peu d’informations sont connues sur le rôle du PGF2α dans le cancer colorectal. C’est dans ce contexte que nous avons décidé d’examiner la contribution de ce récepteur dans la progression du cancer colorectal et cherché à déterminer si la modulation des fonctions du récepteur FP a un impact sur la croissance de tumeurs colorectales. Nos recherches ont révélé que l’activation du récepteur FP permet la migration et la prolifération de plusieurs lignées cellulaires humaines et murines d’adénocarcinomes colorectaux. Dans ce contexte, nos expériences ont démontré que la migration des cellules cancéreuses était dépendante de l’activation de la voie Rho. Nos résultats démontrent qu’en effet, l’activation de RhoA, une petite GTPase clé de la voie Gα12, est inhibée de façon sélective par nos composés. De plus, nos molécules allostériques sont également efficaces pour inhiber la voie de signalisation de la ß-caténine, une protéine impliquée dans la genèse du cancer colorectal. In vivo, le traitement de souris avec un des ces modulateurs a permis une inhibition effective de la croissance tumorale. Dans l’ensemble, nos résultats suggèrent donc que les modulateurs allostériques des récepteurs FP pourraient constituer une nouvelle classe de médicaments utilisés pour le traitement du cancer colorectal.

L’importance de la coopération de TRAF1 et LSP1 en aval du récepteur 4-1BB(CD137) pour la survie des lymphocytes

4-1BB (CD137) est un membre de la superfamille TNFR qui est impliqué dans la transmission des signaux de survie aux lymphocytes. TRAF1 est une protéine adaptatrice qui est recrutée par 4-1BB et autres TNFRs et est caractérisée par une expression très restreinte aux lymphocytes, cellules dendritiques et certaines cellules épithéliales. TRAF1 est nécessaire pour l’expansion et la survie des cellules T mémoire en présence d'agonistes anti-4-1BB in vivo. De plus, TRAF1 est requise en aval de 4-1BB pour activer (phosphoryler) la MAP kinase Erk impliquée dans la régulation de la molécule pro-apoptotique Bim. Suite à l’activation du récepteur 4-1BB, TRAF1 et ERK sont impliqués dans la phosphorylation de Bim et la modulation de son expression. L’activation et la régulation de TRAF1 et Bim ont un rôle important dans la survie des cellules T CD8 mémoires. Dans cette étude, nous avons utilisé une approche protéomique afin de pouvoir identifier de nouveaux partenaires de liaison de TRAF1. Utilisant cette stratégie, nous avons identifié que LSP1 (Leukocyte Specific Protein 1) est recruté dans le complexe de signalisation 4-1BB de manière TRAF1 dépendante. Une caractérisation plus poussée de l’interaction entre TRAF1 et LSP1 a montré que LSP1 lie la région unique N-terminal de TRAF1 de façon indépendante de la région conservée C-terminal. À l’instar des cellules T déficientes en TRAF1, les cellules T déficientes en LSP1 ne sont pas capables d’activer ERK en aval de 4-1BB et par conséquent ne peuvent pas réguler Bim. Ainsi, TRAF1 et LSP1 coopèrent en aval de 4-1BB dans le but d’activer ERK et réguler en aval les niveaux de Bim dans les cellules T CD8. Selon la littérature, le récepteur 4-1BB n’est pas exprimé à la surface des cellules B murines, mais le récepteur 4-1BB favorise la prolifération et la survie des cellules B humaines. Cependant, il est important d'étudier l'expression du récepteur 4-1BB dans les cellules B murines afin de disposer d'un modèle murin et de prédire la réponse clinique à la manipulation de 4-1BB. En utilisant différentes stimulations de cellules B murines primaires, nous avons identifié que le récepteur 4-1BB est exprimé à la surface des cellules B de souris suite à une stimulation avec le LPS (Lipopolysaccharides). Une caractérisation plus poussée a montré que le récepteur 4-1BB est induit dans les cellules B murines d'une manière dépendante de TLR4 (Toll Like Receptor 4). Collectivement, notre travail a démontré que la stimulation avec le LPS induit l’expression du récepteur 4-1BB à la surface des cellules B murines, menant ainsi à l'induction de TRAF1. De plus, TRAF1 et LSP1 coopèrent en aval de 4-1BB pour activer la signalisation de la Map kinase ERK dans les cellules B murines de manière similaire aux cellules T. Les cellules B déficientes en TRAF1 et les cellules B déficientes en LSP1 ne sont pas en mesure d'activer la voie ERK en aval de 4-1BB et montrent un niveau d’expression du récepteur significativement diminué comparé aux cellules B d’une souris WT. Ainsi, TRAF1 et LSP1 sont nécessaires pour une expression maximale du récepteur 4-1BB à la surface cellulaire de cellules B murines et coopèrent en aval de 4-1BB afin d'activer la cascade ERK dans les cellules B murines.

Ceramides reduce CD36 cell surface expression and oxidised LDL uptake by monocytes and macrophages

Oxidised LDL accumulates in macrophages following scavenger receptor (SR) uptake. The expression of the SR, CD36, is increased by oxidised LDL. The signalling molecule, ceramide, can modulate intracellular peroxides and increase lipid peroxidation. Ceramide also accumulates in atherosclerotic plaques. Thus, we have examined whether ceramide can modulate CD36 expression and function in human monocyte/macrophages. Addition of synthetic short chain ceramides or the action of sphingomyelinase to generate physiological long chain ceramides in situ caused significant reductions in CD36 expression by monocytes/macrophages which was not due to inhibition of mRNA expression. Inhibition of proteasomal degradation using lactacystin had no effect on CD36 expression, however, flow cytometric analysis of permeabilised cells suggested an intracellular trafficking blockade. Ceramide treated monocytes/macrophages showed dose dependent reduction in oxidised LDL uptake. Taken together, it is suggested that ceramide blocks the transport of CD36 to the membrane of monocytes/macrophages, thereby preventing uptake of oxidised LDL. © 2006 Elsevier Inc. All rights reserved.

Synthetic ceramides inhibit CD36 expression in U937 cells through a reduction in cytosolic peroxide

Ceramide (a sphingolipid) and reactive oxygen species (ROS) are each partly responsible for the intracellular signal transduction of a variety of physiological, pharmacological or environmental agents. It has been reported that synthesis of ceramide and ROS are intimately linked, and show reciprocal regulation. The levels of ceramide are reported to be elevated in atherosclerotic plaques providing circumstantial evidence for a pro-atherogenic role for ceramide. Indeed, LDL may be important sources of ceramide from sphingomyelin, where it promotes LDL aggregation. Using synthetic, short chain ceramides to mimic the cellular responses to fluctuations in natural endogenous ceramides, we have investigated ceramide effects on both intracellular redox state (as glutathione and ROS) and redox-sensitive gene expression, specifically the scavenger receptor CD36 (using RT-PCR and flow cytometry), in U937 monocytes and macrophages. We describe that the principal redox altering properties of ceramide are to lower cytosolic peroxide and to increase mitochondrial ROS formation, where growth arrest of U937 monocytes is also observed. In addition, cellular glutathione was depleted, which was independent of an increase in glutathione peroxidase activity. Examination of the effects of ceramide on stress induced CD36 expression in macrophages, revealed a dose dependent reduction in CD36 mRNA and protein levels, which was mimicked by N-acetyl cysteine. Taken together, these data suggest that ceramides differentially affect ROS within different cellular compartments, and that loss of cytosolic peroxide inhibits expression of the redox sensitive gene, CD36. This may attenuate both the uptake of oxidised LDL and the interaction of HDL with macrophages. The resulting sequelae in vivo remain to be determined.

The functional effects of ceramide on the monocyte CD36 scavenger receptor and NADPH oxidase

Atherosclerosis is the principal cause of death in the United States, Europe and much of Asia. During the last decade, inflammation has been suggested to play a key role in the development of atherosclerosis. Reactive oxygen species (ROS) released during inflammation additionally oxidize LDL, which is subsequently taken up in an unregulated way through scavenger receptors on macrophages to form foam cells, the hallmark of atherosclerotic lesions. Previous work has shown that the lipid ceramide, which is found in aggregated LDL and in atherosclerotic plaques, decreases intracellular peroxide most likely through reducing NADPH oxidase activity. Ceramide is an important component of membrane microdomains called lipid rafts which are important for membrane protein function. Endogenous ceramide enhances lipid raft f'ormation and alters theirs composition. NADPH oxidase membrane subunits cytochrome b558 (which includes gp91) strongly associates with lipid rafts Therefore present study investigated whether short chain ceramides reduce NADPH oxidase in U937 monocytes by disrurting the membrane component of NADPH oxidase. Results showed that C2 ceramide alters the distribution of raft marker, flottillin and the raft environment. NADPH oxidase membrane component gp9J phox and cytosolic component p47 phox were identified in rafts. C2 ceramide reduces both gp91 and p47 phox in rafts, which leads to the decrease of peroxide production by NADPH oxidase. Ceramide is also an important second messenger involved in many different signaling pathways associated with atherogenesis from the activation of sphingomyelinase (SMase). It has been reported that SMase enhances LDL receptor mediated LDL endocytosis. However, no study has been done to investigate the effect of ceramide on scavenger receptors such as CD36 and oxidized LDL (OxLDL) uptake. CD36 is the major recertor far OxLDL. Reduced CD36 expression results in less foam cell formation and less atherosclerotic lesion without disrupting the clearance of OxLDL from plasma. This thesis shows that ceramides significantly reduce CD36 surface expression on U937 monocytes, macrophages and human primary monocytes. This effect is seen using both synthetic short chain ceramide and SMase catalysed long chain ceramide treatment. To investigate whether the effect of ceramide on CD36 is functional, OxLOL uptake was measured in ceramide treated cells. Ceramide reduces the uptake of OxLOL by both U937 monocytes and PMA-differentiated macrophages. The mechanism of ceramide reduction of CD36 expression was studied by measuring the surface antigen using flow cytometry and fluorescence microscopy, whole cellular CD36 expression and shedding of C036 by Western blotting of cell lysates and cell culture supernatants and mRNA level of CD36 using RT-PCR. Ceramide reduces shedding of CD36, activates mRNA expression of CD36 and induces intracellular CD36 accumulation probably through retaining the receptor inside cells. In summary, ceramides modulate several of the processes involved in LOL oxidation and uptake by CD36 receptors on monocytes/macrophages in a way which may protect against atherosclerosis.

Implication du gène de l'obésité (leptine) et de son récepteur dans la fonction des cellules ovariennes chez le porc

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Étude de l'association du réticulum endoplasmique lisse marqué par le récepteur du facteur autocrine de motilité avec les mitochondries

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Expression exogène du récepteur du facteur autocrine de motilité (AMF-R) dans les cellules COS-7

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Expression et caractérisation du récepteur hypophysaire de rat du facteur de libération de l'hormone de croissance ainsi que de ses isoformes

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Localisation, régulation et fonction du récepteur rénal du facteur de libération de l'hormone de croissance chez le rat

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le rôle du récepteur scavenger B type I, SR-BI, dans l'absorption et le métabolisme du cholestérol au niveau intestinal

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.