Étude des mécanismes cellulaires activés par l'Angiopoïétine-1 et le VEGF régulant la perméabilité et la migration endothéliales

L’angiogenèse est la formation de nouveaux vaisseaux sanguins à partir d’un réseau vasculaire existant. C’est un phénomène essentiel pour des processus physiologiques et pathologiques. L’activation des cellules endothéliales est contrôlée par plusieurs facteurs de croissance. Le VEGF et son récepteur le VEGFR-2 ont été prouvés comme étant spécifiques et critiques pour la formation des vaisseaux sanguins alors que Tie2, le récepteur auquel se lie l’Ang-1, est requis aussi bien dans le développement vasculaire que dans l’angiogenèse tumorale. Il est connu que l’activation de Tie2 est nécessaire à la stabilisation finale de la vascularisation en inhibant la perméabilité vasculaire induite par le VEGFR-2. Nous avons premièrement découvert que le facteur de croissance pro-angiogénique, l’Ang-1 contrecarre les effets de perméabilité cellulaire induits par le VEGF en inhibant la production de NO dans les cellules endothéliales. Cet effet inhibiteur de Tie2 intervient directement au niveau de l’activité de l’enzyme eNOS. Suite à l’activation de Tie2 par l’Ang-1, eNOS devient fortement phosphorylé sur la Thr497 après la phosphorylation et l’activation de la PKCζ. Nos résultats suggèrent que l’inhibition, par Tie2, de la perméabilité vasculaire durant l’angiogenèse serait due, en partie, à l’inhibition de la production de NO. Deuxièmement nous avons pu distinguer entre deux modes de migration cellulaire endothéliale induits par l’Ang-1 et le VEGF. À l’opposé du VEGF qui promeut une migration individuelle aléatoire, l’Ang-1 induit une migration collective directionnelle. Dans cette étude, nous avons identifié la β-caténine comme un nouveau partenaire moléculaire de la PKCζ. Cette association de la PKCζ à la β-caténine amène le complexe de polarité Par6-aPKC et le complexe des jonctions d’adhérences cellulaires à interagir ensemble à deux localisations différentes au niveau de la cellule endothéliale. Au niveau des contacts intercellulaires, le complexe PKCζ/β-caténine maintien la cohésion et l’adhésion cellulaire nécessaire pour le processus migratoire collectif. Ce complexe se retrouve aussi au niveau du front migratoire des cellules endothéliales afin d’assurer la directionalité et la persistance de la migration endothéliale en réponse à l’Ang-1. D’une manière intéressante, lors de l’inhibition de la PKCζ ou de la β-caténine on assiste à un changement du mode de migration en réponse à l’Ang-1 qui passe d’une migration directionnelle collective à une migration individuelle aléatoire. Ce dernier mode de migration est similaire à celui observé chez des cellules endothéliales exposées au VEGF. Ces résultats ont été corroborés in vivo par une polarité et une adhésion défectueuses au cours de la vasculogenèse chez le poisson zèbre déficient en PKCζ. En résumé, Ang-1/Tie2 module la signalisation et les réponses biologiques endothéliales déclenchées par le VEGF/VEGFR-2. L’identification des mécanismes moléculaires en aval de ces deux récepteurs, Tie2 et VEGFR-2, et la compréhension des différentes voies de signalisation activées par ces complexes moléculaires nous permettra de mettre la lumière sur des nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement des maladies angiogéniques.

Pro-inflammatory and angiogenic activities of VEGF and angiopoietins in murine sponge/Matrigel model

La dérégulation de la formation et l'intégrité des vaisseaux sanguins peut conduire à un état pathologique tel qu’observé dans de nombreuses maladies ischémiques telles que: la croissance de tumeur solide, l’arthrite rhumatoïde, le psoriasis, les rétinopathies et l'athérosclérose. Par conséquent, la possibilité de moduler l'angiogenèse régionale chez les patients souffrant d'ischémie est cliniquement pertinente. Un élément clé dans l'induction de l'angiogenèse pathologique est une inflammation qui précède et accompagne la formation des nouveaux vaisseaux. Ce phénomène est démontré par l'augmentation de la perméabilité vasculaire et le recrutement de monocytes/ macrophages et cellules polynucléaires (neutrophiles). En collaboration avec d'autres groupes, nous avons montré que différents facteurs de croissance tels que le facteur de croissance endothélial vasculaire et les angiopoïétines peuvent non seulement promouvoir l'angiogenèse mais aussi induire diverses étapes connexes au processus de la réaction inflammatoire, y compris la synthèse et la libération des médiateurs inflammatoires et la migration des neutrophiles. Les objectifs de notre étude étaient d'adresser si le vascular endothelial growth factor (VEGF) et les angiopoïétines (Ang1 et Ang2) sont capables de promouvoir la formation des nouveaux vaisseaux sanguins au fil du temps et d'identifier la présence de différentes cellules inflammatoires dans ce processus. Des éponges d'alcool polyvinylique stérilisées et imbibées de Matrigel appauvri en facteur de croissance (contenant PBS, VEGF, Ang1 ou Ang2 (200 ng/200 μl)) ont été insérées sous la peau de souris C57/Bl6 anesthésiées. Les éponges ont ensuite été retirées aux jours 4, 7, 14 ou 21 après la procédure pour des analyses histologiques, immunohistologiques et cytométriques. La formation des nouveaux vaisseaux a été validée par la coloration au Trichrome de Masson et des analyses histologiques et immunohistologiques contre les cellules endothéliales (anti-CD31). De plus, la maturation des vaisseaux a été démontrée par la coloration séquentielle contre les cellules endothéliales (anti-CD31) et musculaires lisses (anti-alpha-actine). Nous avons effectué la même procédure pour caractériser le recrutement de neutrophiles (anti-MPO), et de macrophages (anti-F4/80). Afin de mieux délimiter la présence de différents sous-ensembles de leucocytes recrutés dans les éponges, nous avons utilisé une technique de cytométrie en flux sur des préparations de cellules isolées à partir de ces éponges. Nous avons observé que le VEGF et les angiopoïétines favorisent le recrutement de cellules endothéliales et la formation de nouveaux vaisseaux plus rapidement qu’en présence de PBS. Une fois formé au jour 7, ces nouveaux vaisseaux restent stables en nombre, et ne subissent pas une réorganisation importante de leur surface. Ces vaisseaux maturent grâce au recrutement et au recouvrement par les cellules musculaires lisses des néovaisseaux. En outre, le microenvironnement angiogénique est composé de cellules inflammatoires, principalement de neutrophiles, macrophages et quelques cellules de type B et T. Donc, le VEGF, l’Ang1 et l’Ang2 induisent séparément la formation et la stabilisation de nouveaux vaisseaux sanguins, ainsi que le recrutement de cellules inflammatoires avec des puissances différentes et une action temps-dépendante dans un modèle d’éponge/Matrigel.

The inflammatory role of angiogenic growth factors : a neutrophil perspective

De par sa présence dans tous les vaisseaux sanguins, l'endothélium joue un rôle clef dans le processus d’hémostase, tant par sa libération de facteurs anticoagulants que par ses changements protéiques qui permettent à l’organisme de déclencher la réparation tissulaire. La fonction anticoagulante de l’endothélium peut être mise en défaut en cas d’atteinte de son intégrité, entrainant la formation de thrombus, le rejet précoce de greffes ou encore l’induction de l’athérosclérose. L’intégrité de l’endothélium est donc capitale pour la prévention de nombreuses maladies cardiovasculaires. Chez l’adulte, les cellules endothéliales (CE), normalement quiescentes, sont rapidement activées en cas d’hypoxie ou d’inflammation, leur permettant ainsi d’amorcer le processus angiogénique comme suit: Tout d’abord, l’induction de l’hyperperméabilité vasculaire permet l’extravasation des protéines plasmatiques. Ensuite, la dégradation de la lame basale par des métalloprotéases permet aux CE de se détacher, de proliférer, de migrer et de s’organiser pour former l’ébauche du futur vaisseau. La dernière étape consiste en la maturation du vaisseau, c’est-à-dire son recouvrement par des cellules murales, telles que les cellules musculaires lisses et les péricytes. Ces processus sont régulés par de nombreux facteurs angiogéniques tels que les membres de la famille Notch, du vascular endothelial growth factor (VEGF), du fibroblast growth factor (FGF), des angiopoïétines, et des matrix metalloproteases (MMP). L’angiogenèse pathologique, soit une insuffisance ou un excès de vascularisation, est impliquée dans les blessures chroniques, les accidents cardiovasculaires, les pathologies coronariennes artérielles, les pathologies tumorales, l’arthrite rhumatoïde, la rétinopathie diabétique, l’athérosclérose, le psoriasis et l’asthme. Ces pathologies sont souvent issues d’une dérégulation de l’activité endothéliale, fréquemment observée conjointement à l’expression continue de molécules d’adhésion leucocytaires, à l’augmentation de la perméabilité vasculaire, et aux anomalies de la vasoréactivité. L’activation non-contrôlée de l’endothélium entraîne ainsi une inflammation chronique et la formation de structures vasculaires anarchiques. Les premiers leucocytes à répondre à l’appel inflammatoire sont les neutrophiles. Equippées d’une panoplie de produits antibactériens puissants mais aussi nocifs pour les tissus qui les entourent, ces cellules polylobées participent à chaque étape du processus inflammatoire, depuis l’induction de l’hyperperméabilité vasculaire jusqu’à la résolution. En effet, grâce à leurs récepteurs, les neutrophiles détectent et interprètent les signaux biochimiques présents dans la circulation et à la surface de l’endothélium, et libèrent aussi leurs propres médiateurs tels le VEGF, les MMP, et l’interleukine-8 (IL-8), dont les effets sont à la fois paracrines et autocrines. Existent-ils d’autres modulateurs typiques de la fonction endothéliale capables d’influencer le comportement des neutrophiles? En effet, notre laboratoire a démontré que chez l’humain, une stimulation directe aux angiopoïétines incitait les neutrophiles à adhérer aux CE, à migrer, à synthétiser et à relâcher l’IL-8, voire même à vivre plus longtemps. La présence du récepteur des angiopoïétines, Tie2, à la surface des neutrophiles laisse présager que la famille possèderait d’autres fonctions leucocytaires encore non-identifiées. Par ailleurs, dans un modèle classique de l’angiogenèse in vivo (matrigel), nous avons observé que sous l’effet du FGF1 et 2, les ébauches des nouveaux vaisseaux étaient parfois accompagnées d’une infiltration de cellules granulocytaires. Ainsi, en partant de ces observations, l’objectif de nos études (présentées ci-après) était d’approfondir nos connaissances sur la relation entre neutrophiles et facteurs angiogéniques, notamment les FGF et les angiopoïétines. Par tests in vitro, nous avons confirmé que les neutrophiles humains exprimaient plusieurs récepteurs du FGF (FGFR1-4) d’une façon hétérogène, et qu’ils migraient vers un gradient des ligands FGF1 et 2. Par ailleurs, nous nous sommes intéressés aux voies de signalisation inflammatoires activées par les ligands FGF1, FGF2, Ang1 et Ang2. Grâce à une stratégie génique ciblant 84 gènes inflammatoires, nous avons identifié plusieurs cibles d’intérêt touchées par Ang1, dont certains membres de la famille de l’IL-1, alors qu’aucun des gènes testés n’avait changé de façon significative sous l’effet des FGF ou d’Ang2. Suite à des cinétiques approfondies, nous avons démontré qu’Ang1 stimulait la transcription de l’ARN messager de l’IL-1β, et augmentait simultanément la quantité de protéine immature (pro-IL-1β; inactive) et clivée (IL-1β « mature »; active). En parallèle, Ang1 augmentait la sécrétion de l’antagoniste naturel de l’IL-1β, l’IL-1RA, sans pour autant stimuler la relâche de l’IL-1β. A l’instar des endotoxines bactériennes dont les effets liés à l’IL-1 dépendaient de la kinase p38, ceux d’Ang1 découlaient presque entièrement des voies de signalisation du p42/44.

Rôle du GPR91 dans la réponse à l'hypoxie-ischémie et l'importance de sa localisation intracellulaire

L'adaptation à l'environnement est essentielle à la survie cellulaire et des organismes en général. La capacité d'adaptation aux variations en oxygène repose sur des mécanismes de détection de l'hypoxie et une capacité à répondre en amorçant un programme d'angiogenèse. Bien que la contribution du facteur induit par l'hypoxie (HIF) est bien définie dans l'induction d'une telle réponse, d'autres mécanismes sont susceptibles d'être impliqués. Dans cette optique, les études démontrant l'influence du métabolisme énergétique sur le développement vasculaire sont de plus en plus nombreuses. L'un de ces composés, le succinate, a récemment été démontré comme étant le ligand du GPR91, un récepteur couplé aux protéines G. Parmi les différents rôles attribués à ce récepteur, notre laboratoire s'intéressa aux rôles du GPR91 dans la revascularisation observée suite à des situations d'hypoxie dont ceux affectant la rétine. Il existe cependant d'autres conditions pour lesquelles une revascularisation serait bénéfique notamment suite à un stress hypoxique-ischémique cérébral. Nos travaux ont pour objectifs de mieux comprendre le rôle et le fonctionnement de ce récepteur durant le développement et dans le cadre de pathologies affectant la formation de vaisseaux sanguins. Dans un premier temps, nous avons déterminé le rôle du GPR91 dans la guérison suite à un stress hypoxique-ischémique cérébral chez le nouveau-né. Nous montrons que ce récepteur est exprimé dans le cerveau et en utilisant des souris n'exprimant pas le GPR91, nous démontrons que dans un modèle d'hypoxie-ischémie cérébrale néonatal l'angiogenèse prenant place au cours de la phase de guérison dépend largement du récepteur. L'injection intracérébrale de succinate induit également l'expression de nombreux facteurs proangiogéniques et les résultats suggèrent que le GPR91 contrôle la production de ces facteurs. De plus, l'injection de ce métabolite avant le modèle d'hypoxie-ischémie réduit substantiellement la taille de l'infarctus. In vitro, des essaies de transcription génique démontrent qu'à la fois les neurones et les astrocytes répondent au succinate en induisant l'expression de facteurs bénéfiques à la revascularisation. En considérant le rôle physiologique important du GPR91, une seconde étude a été entreprise afin de comprendre les déterminants moléculaires régissant son activité. Bien que la localisation subcellulaire des RCPG ait traditionnellement été considérée comme étant la membrane plasmique, un nombre de publications indique la présence de ces récepteurs à l'intérieur de la cellule. En effet, tel qu'observé par microscopie confocale, le récepteur colocalise avec plusieurs marqueurs du réticulum endoplasmique, que celui-ci soit exprimé de façon endogène ou transfecté transitoirement. De plus, l’activation des gènes par stimulation avec le succinate est fortement affectée en présence d'inhibiteur du transport d'acides organiques. Nous montrons que le profil de facteurs angiogéniques est influencé selon la localisation ce qui affecte directement l'organisation du réseau tubulaire ex vivo. Finalement, nous avons identifié une région conservée du GPR91 qui agit de signal de rétention. De plus, nous avons découvert l'effet de l'hypoxie sur la localisation. Ces travaux confirment le rôle de régulateur maître de l'angiogenèse du GPR91 lors d'accumulation de succinate en condition hypoxique et démontrent pour la première fois l'existence, et l'importance, d'un récepteur intracellulaire activé par un intermédiaire du métabolisme. Ces données pavent donc la voie à une nouvelle avenue de traitement ciblant GPR91 dans des pathologies hypoxiques ischémiques cérébrales et soulèvent l'importance de tenir compte de la localisation subcellulaire de la cible dans le processus de découverte du médicament.

Biochemical effects of ethanol on oreochromis mossambicus (Peters)

The present study dealt with the haematological, biochemical and istopathological impacts of different sub lethal concentrations of ethanol on a euryhaline teleost Oreochromis In05.s‘ambicu.5' (Peters).Studies carried out using GC indicated an increase in blood ethanol oncentration of the fish which mainly arose due to fishes entering into a state of hypoxia which explains ethanol production as an ubiquitous “anaerobic” end product, which gets accumulated whenever metabolic demand exceeds the mitochondrial oxidative potential. The very low amount of ethanol detected in the control group ofO mossambicns was mainly due to the activity of microorganisms in the gut ofO. Nzossambicus.Oedcma observed in the present study, is a defense mechanism that reduces the branchial superficial area of the fish which comes in contact with the external milieu. These mechanisms also increase the diffusion barrier to the pollutant. Dilation of the blood vessels is due to increased permeability helping in the free passage of ethanol into the blood stream. Telangiectasis observed explains the state of asphyxia of the fish when subjected to ethanol toxicity indicating acute respiratory distress. Gill aneurysm observed indicates impaired respiratory function. This is related to the rupture of the pillar cells which results in an increased blood flow inside the lamellae, causing dilation of the blood vessel or even aneurysm of gill.The present findings warrant future studies to explore A'T'Pases as possible biomarkers of pollutant exposure in ecotoxicology. This study indicated that O. mossambicus when exposed for 7 and 21 days to ethanol was under tremendous stress and parameters employed in this study can be adapted for future investigations as biomarkers of damage caused by ethanol to aquatic organisms. The present study revealed that O. mossambicus is sensitive to sub lethal concentrations of ethanol.

Pathological changes in Fenneropenaeus indicus experimentally infected with white spot virus and virus morphogenesis

To demonstrate pathological changes due to white spot virus infection in Fenneropenaeus indicus, a batch of hatchery bred quarantined animals was experimentally infected with the virus. Organs such as gills, foregut, mid-gut, hindgut, nerve, eye, heart, ovary and integument were examined by light and electron microscopy. Histopathological analyses revealed changes hitherto not reported in F. indicus such as lesions to the internal folding of gut resulted in syncytial mass sloughed off into lumen, thickening of hepatopancreatic connective tissue with vacuolization of tubules and necrosis of rectal pads in hindgut. Virus replication was seen in the crystalline tract region of the compound eye and eosinophilic granules infiltrated from its base. In the gill arch, dilation and disintegration of median blood vessel was observed. In the nervous tissues, encapsulation and subsequent atrophy of hypertrophied nuclei of the neurosecretory cells were found. Transmission electron microscopy showed viral replication and morphogenesis in cells of infected tissue. De novo formed vesicles covered the capsid forming a bilayered envelop opened at one end inside the virogenic stroma. Circular vesicles containing nuclear material was found fused with the envelop. Subsequent thickening of the envelop resulted in the fully formed virus. In this study, a correlation was observed between the stages of viral multiplication and the corresponding pathological changes in the cells during the WSV infection. Accordingly, gill and foregut tissues were found highly infected during the onset of clinical signs itself, and are proposed to be used as the tissues for routine disease diagnosis.

Platelet adhesion signalling and the regulation of thrombus formation

Platelets perform a central role in haemostasis and thrombosis. They adhere to subendothelial collagens exposed at sites of blood vessel injury via the glycoprotein (GP) 1b-V-IX receptor complex, GPV1 and integrin alpha(2)beta(1)-These receptors perform distinct functions in the regulation of cell signalling involving non-receptor tyrosine kinases (e.g. Src, Fyn, Lyn, Syk and Btk), adaptor proteins, phospholipase C and lipid kinases such as phosphoinositide 3-kinase. They are also coupled to an increase in cytosolic calcium levels and protein kinase C activation, leading to the secretion of paracrine/autocrine platelet factors and an increase in integrin receptor affinities. Through the binding of plasma fibrinogen and von Willebrand Factor to integrin alphaIIbbeta(3), a platelet thrombus is formed. Although increasing evidence indicates that each of the adhesion receptors GPIb-V-IX and GPV1 and integrins alpha(2)beta(1) and alpha(IIb)beta(3) contribute to the signalling that regulates this process, the individual roles of each are only beginning to be dissected. By contrast, adhesion receptor signalling through platelet endothelial cell adhesion molecule 1 (PECAM-1) is implicated in the inhibition of platelet function and thrombus formation in the healthy circulation. Recent studies indicate that understanding of platelet adhesion signalling mechanisms might enable the development of new strategies to treat and prevent thrombosis.

Subepithelial connective tissue graft for root coverage in smokers and non-smokers: A clinical and histologic controlled study in humans

Background: The aim of this study was to evaluate root coverage of gingival recessions and to compare graft vascularization in smokers and non-smokers. Methods: Thirty subjects, 15 smokers and 15 non-smokers, were selected. Each subject had one Miller Class I or II recession in a non-molar tooth. Clinical measurements of probing depth (PD), relative clinical attachment level (CAL), gingival recession (GR), and width of keratinized tissue (KT) were determined at baseline and 3 and 6 months after surgery. The recessions were treated surgically with a coronally positioned flap associated with a subepithelial connective tissue graft. A small portion of this graft was prepared for immunohistochemistry. Blood vessels were identified and counted by expression of factor VIII-related antigen-stained endothelial cells. Results: Intragroup analysis showed that after 6 months there a was gain in CAL, a decrease in GR, and an increase in KT for both groups (P<0.05), whereas changes in PD were not statistically significant. Smokers had less root coverage than non-smokers (58.02% +/- 19.75% versus 83.35% +/- 18.53%; P<0.05). Furthermore, the smokers had more GR (1.48 +/- 0.79 mm versus 0.52 +/- 0.60 mm) than the nonsmokers (P<0.05). Histomorphometry of the donor tissue revealed a blood vessel density of 49.01 +/- 11.91 vessels/200x field for non-smokers and 36.53 +/- 10.23 vessels/200x field for smokers (P<0.05). Conclusion: Root coverage with subepithelial connective tissue graft was negatively affected by smoking, which limited and jeopardized treatment results.

Light, electron microscopy and histopathology of Myxobolus salminus n. sp., a parasite of Salminus brasiliensis from the Brazilian Pantanal

In this report, we describe the morphology and histopathology of Myxobolus salminus n. sp., a parasite of the gill filaments of wild Salminus brasiliensis (dourado) from the Brazilian Pantanal. The small polysporic plasmodia were similar to 100 mu m in diameter and the development was asynchronous. The mature spores were oval to pear shaped and had a smooth wall. The spore measurements were (mean +/- S.D., with range in parentheses): length 10.1 +/- 0.4 mu m (9.6-10.5), width 6.1 +/- 0.4 mu m (5.8-6.6) and thickness 5.0 +/- 0.6 mu m (4.7-5.3). The polar capsules were elongated and of equal size: length 4.6 +/- 0.2 mu m (4.3-4.8) and width 1.7 +/- 0.1 mu m (1.5-1.9). The histological analysis revealed numerous plasmodia in the blood vessels of the gill filaments. The site of parasite development was the wall of the large-caliber blood vessel of the gill filament, with progressive growth towards the lumen, resulting in the obstruction of blood flow, congestion and perivascular edema. The ultrastructural study revealed that the plasmodial wall was composed of two membranes, had numerous pinocytic canals and was in direct contact with the basement membrane of the vessel. The development of the parasite was asynchronous, with mature spores, immature spores and young developmental stages randomly distributed throughout the plasmodium. The prevalence of the parasite was 4.4%. with male and female fish being infected. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Natriuretic peptide receptors in the central vasculature of the toad, Bufo marinus

Natriuretic peptide receptors in the central vasculature of the toad, Bufo marinus, were characterized using autoradiographical, molecular, and physiological techniques. Specific ¹²⁵I-rat ANP binding sites were present in the carotid and pulmonary arteries, the lateral aorta, the pre- and post-cava, and the jugular vein, and generally occurred in each layer of the blood vessel. The ¹²5I-rat ANP binding was partially displaced by the specific natriuretic peptide receptor C ligand, C-ANF, which indicates the presence of two types of natriuretic peptide receptors in the blood vessels. This was confirmed by a RT-PCR study, which demonstrated that guanylyl cyclase receptor (NPR-GC) and NPR-C mRNAs are expressed in arteries and veins. An in vitro guanylyl cyclase assay showed that frog ANP stimulated the production of cGMP in arterial membrane fractions. Physiological recordings from isolated segments of the carotid and pulmonary arteries and the lateral aorta, which had been pre-constricted with arginine vasotocin, showed that rat ANP, frog ANP and porcine CNP relaxed the vascular smooth muscle with relatively similar potency. Together, the data show that the central vasculature contains two types of natriuretic peptide receptors (NPR-C and NPR-GC) and that the vasculature is a target for ANP and CNP.

Nitric oxide control of the dorsal aorta and the intestinal vein of the Australian short-finned eel Anguilla australis

This study investigated the mechanisms by which nitric oxide (NO) regulates the dorsal aorta and the intestinal vein of the Australian short-finned eel Anguilla australis. NADPH diaphorase histochemistry and immunohistochemistry using a mammalian endothelial nitric oxide synthase (NOS) antibody could not demonstrate NOS in the endothelium of either blood vessel; however, NOS could be readily demonstrated in the endothelium of the rat aorta that was used as a control. Both blood vessels contained NADPH diaphorase positive nerve fibres and nerve bundles, and immunohistochemistry using a neural NOS antibody showed a similar distribution of neural NOS immunoreactivity in the perivascular nerves. In vitro organ bath physiology showed that a NO/soluble guanylyl cyclase (GC) system is present in the dorsal aorta and the intestinal vein, since the soluble GC inhibitor oxadiazole quinoxalin^-1 (ODQ; 10^–5 mol l^–1) completely abolished the vasodilatory effect of the NO donor, sodium nitroprusside (SNP; 10^–4 mol l^–1). In addition, nicotine (3x10^–4 mol l^–1) mediated a vasodilation that was not affected by removal of the endothelium. The nicotine-mediated dilation was blocked by the NOS inhibitor, Nω-nitro-arginine (L-NNA; 10^–4 mol l^–1), and ODQ (10^–5 mol l^–1). More specifically, the neural NOS inhibitor, Nω-propyl-L-arginine (10^–5 mol l^–1), significantly decreased the dilation induced by nicotine (3x10^–4 mol l^–1). Furthermore, indomethacin (10^–5 mol l^–1) did not affect the nicotine-mediated dilation, suggesting that prostaglandins are not involved in the response. Finally, the calcium ionophore A23187 (3x10^–6 mol l^–1) caused an endothelium-dependent dilation that was abolished in the presence of indomethacin. We propose the absence of an endothelial NO system in eel vasculature and suggest that neurally derived NO contributes to the maintenance of vascular tone in this species. In addition, we suggest that prostaglandins may act as endothelially derived relaxing factors in A. australis.

Nitric oxide control of large veins in the toad Bufo marinus

This study examined the nitric oxide (NO) control of the vascular smooth muscle of the ventral abdominal vein and vena cava of the toad, Bufo marinus, by using anatomical and physiological approaches. Nicotinamide adenine di-nucleotide phosphate-diaphorase histochemistry and immunohistochemistry using endothelial nitric oxide synthase (NOS) and neural NOS antibodies produced no evidence for endothelial NOS in the veins, but, neural NOS-immunoreactive perivascular nerves were present. Acetylcholine (10^–5 M) caused a vasodilation in both veins that was endothelium-independent, and which was blocked by the soluble guanylyl cyclase inhibitor, ODQ (10^–5 M). The NOS inhibitors, L-NNA (10^–4 M) and L-NAME (10^–4 M), did not significantly reduce the vasodilatory effect of acetylcholine in the veins; this suggested that the vasodilation was not due to NO. However, in the presence of phenoxybenzamine (10^–7–10^–8 M), L-NNA significantly reduced the vasodilatory effect of acetylcholine in the veins. This unusual response is due to phenoxybenzamine partially inactivating the muscarinic receptor pool in the veins. In addition, the neural NOS inhibitor, vinyl-L-NIO (10^–5 M), significantly reduced the acetylcholine-mediated vasodilation in the presence of phenoxybenzamine. The results show that in toad veins, nitrergic nerves rather than an endothelial NO system are involved in NO-mediated vasodilation.

Dual mechanisms for nitric oxide control of large arteries in the estuarine crocodile crocodylus porosus

n reptiles, accumulating evidence suggests that nitric oxide (NO) induces a potent relaxation in the systemic vasculature. However, very few studies have examined the source from which NO is derived. Therefore, the present study used both anatomical and physiological approaches to establish whether NO-mediated vasodilation is via an endothelial or neural NO pathway in the large arteries of the estuarine crocodile Crocodylus porosus. Specific endothelial nitric oxide synthase (NOS) staining was observed in aortic endothelial cells following nicotinamide adenine dinucleotide phosphate-diaphorase (NADPH-d) histochemistry and endothelial NOS immunohistochemistry (IHC), suggesting that an endothelial NO pathway is involved in vascular control. This finding was supported by in vitro organ bath physiology, which demonstrated that the relaxation induced by acetylcholine (10-5 mol l-1) was abolished in the presence of the NOS inhibitor, N-omega-nitro-L-arginine (L-NNA; 10-4 mol l-1), the soluble guanylyl cyclase inhibitor, 1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-a]quinoxalin-1-one (ODQ; 10-5 mol l-1), or when the endothelium was removed. Interestingly, evidence for a neural NO pathway was also identified in large arteries of the crocodile. Neural NOS was located in perivascular nerves of the major blood vessels following NADPH-d histochemistry and neural NOS IHC and in isolated aortic rings, L-NNA and ODQ, but not the removal of the endothelium, abolished the relaxation effect of the neural NOS agonist, nicotine (3x10-4 mol l-1). Thus, we conclude that the large arteries of C. porosus are potentially regulated by NO-derived from both endothelial and neural NOS.

Electrospinning of nanofibres for construction of vital organ replacements

This paper described the production of a novel biosynthetic material using the manufacturing technique of electro spinning for the construction of scaffold for organ replacement. This electrostatic technique uses an electric field to control the deposition of polymer fibres onto a specific substrate to fabricate fibrous polymer constructs composed of fibre diameters ranging from several microns down to 100 nm or less. Two areas of research, in particular, heart valve leaflets and blood vessel will be discussed. Here, a sandwich structure nanofibre mesh was used to construct materials for leaflets of heart valve and blood vessel. In the case of heart valve leaflet, the randomly oriented polyurethane nanofibres were prepared as the first layer, followed by gelatin-chitosan complex layer. Complex nanofibres were initially used to spin on the PU layer with cross orientation to mimic the fibrosa layer. A gelatin and chitosan complex was then spun onto the other side of PU nanofibre mesh to mimic the ventricularis layer. This particular sandwich structure using the PU layer was designed to simulate the mechanical properties of natural tissue. In addition, this design was aimed to provide good biocompatibility and improved cellular environment to assist in adhesion and proliferation. Smooth muscle cells adhered and flattened out onto the surface of the gelatin-chitosan complex as early as 1 day post seeding. There is great potential for this biosynthetic biocompatible nanofibrous material to be developed for various clinical applications.

Canola oil intake, oxidative status and lifespan in SHRSP rats

The results from the thesis confirm that canola oil ingestion shortens the lifespan of stroke prone rats. This life shortening effect associated with canola oil may be due to negative changes in the level of free radicals, antioxidants and blood fats. The situation is even worse when canola oil and salt are combined in the diet as blood vessel function is impaired.