Resveratrol prevents inflammation-dependent hepatic melanoma metastasis by inhibiting the secretion and effects of interleukin-18

Background: Implantation and growth of metastatic cancer cells at distant organs is promoted by inflammation-dependent mechanisms. A hepatic melanoma metastasis model where a majority of metastases are generated via interleukin-18-dependent mechanisms was used to test whether anti-inflammatory properties of resveratrol can interfere with mechanisms of metastasis. Methods: Two experimental treatment schedules were used: 1) Mice received one daily oral dose of 1 mg/kg resveratrol after cancer cell injection and the metastasis number and volume were determined on day 12. 2) Mice received one daily oral dose of 1 mg/kg resveratrol along the 5 days prior to the injection of cancer cells and both interleukin-18 (IL-18) concentration in the hepatic blood and microvascular retention of luciferase-transfected B16M cells were determined on the 18(th) hour. In vitro, primary cultured hepatic sinusoidal endothelial cells were treated with B16M-conditioned medium to mimic their in vivo activation by tumor-derived factors and the effect of resveratrol on IL-18 secretion, on vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1) expression and on tumor cell adhesion were studied. The effect of resveratrol on melanoma cell activation by IL-18 was also studied. Results: Resveratrol remarkably inhibited hepatic retention and metastatic growth of melanoma cells by 50% and 75%, respectively. The mechanism involved IL-18 blockade at three levels: First, resveratrol prevented IL-18 augmentation in the blood of melanoma cell-infiltrated livers. Second, resveratrol inhibited IL-18-dependent expression of VCAM-1 by tumor-activated hepatic sinusoidal endothelium, preventing melanoma cell adhesion to the microvasculature. Third, resveratrol inhibited adhesion-and proliferation-stimulating effects of IL-18 on metastatic melanoma cells through hydrogen peroxide-dependent nuclear factor-kappaB translocation blockade on these cells. Conclusions: These results demonstrate multiple sites for therapeutic intervention using resveratrol within the prometastatic microenvironment generated by tumor-induced hepatic IL-18, and suggest a remarkable effect of resveratrol in the prevention of inflammation-dependent melanoma metastasis in the liver.

Three-dimensional growth as multicellular spheroid activates the proangiogenic phenotype of colorectal carcinoma cells via LFA-1-dependent VEGF: implications on hepatic micrometastasis

Background: The recruitment of vascular stromal and endothelial cells is an early event occurring during cancer cell growth at premetastatic niches, but how the microenvironment created by the initial three-dimensional (3D) growth of cancer cells affects their angiogenesis-stimulating potential is unclear. Methods: The proangiogenic profile of CT26 murine colorectal carcinoma cells was studied in seven-day cultured 3D-spheroids of <300 mu m in diameter, produced by the hanging-drop method to mimic the microenvironment of avascular micrometastases prior to hypoxia occurrence. Results: Spheroid-derived CT26 cells increased vascular endothelial growth factor (VEGF) secretion by 70%, which in turn increased the in vitro migration of primary cultured hepatic sinusoidal endothelium (HSE) cells by 2-fold. More importantly, spheroid-derived CT26 cells increased lymphocyte function associated antigen (LFA)-1-expressing cell fraction by 3-fold; and soluble intercellular adhesion molecule (ICAM)-1, given to spheroid-cultured CT26 cells, further increased VEGF secretion by 90%, via cyclooxygenase (COX)-2-dependent mechanism. Consistent with these findings, CT26 cancer cells significantly increased LFA-1 expression in non-hypoxic avascular micrometastases at their earliest inception within hepatic lobules in vivo; and angiogenesis also markedly increased in both subcutaneous tumors and hepatic metastases produced by spheroid-derived CT26 cells. Conclusion: 3D-growth per se enriched the proangiogenic phenotype of cancer cells growing as multicellular spheroids or as subclinical hepatic micrometastases. The contribution of integrin LFA-1 to VEGF secretion via COX-2 was a micro environmental-related mechanism leading to the pro-angiogenic activation of soluble ICAM-1-activated colorectal carcinoma cells. This mechanism may represent a new target for specific therapeutic strategies designed to block colorectal cancer cell growth at a subclinical micrometastatic stage within the liver.

Efeito da superalimentação neonatal sobre a função adrenal e o desenvolvimento da microesteatose hepática em ratos adultos

O estado nutricional e hormonal em fases iniciais de desenvolvimento (gestação e lactação) está relacionado a alterações epigenéticas, que podem levar ao desenvolvimento de doenças. A obesidade infantil está relacionada com a ocorrência da obesidade na idade adulta, resistência à insulina e maior risco cardiometabólico. Em estudos experimentais, a superalimentação neonatal causa obesidade e aumenta o risco de doenças cardiovasculares. Estes animais apresentam obesidade visceral, hiperfagia, hiperleptinemia e hipertensão na idade adulta. Previamente, demonstramos que a hiperleptinemia neonatal causa hiperfunção da medula adrenal e microesteatose na idade adulta. No presente estudo avaliamos a função adrenal de ratos adultos obesos no modelo de superalimentação neonatal por redução do tamanho da ninhada e a sensibilidade as catecolaminas no tecido adiposo visceral (TAV) e no fígado. Ao nascimento todas as ninhadas tiveram seu número de filhotes ajustados para 10. Para induzir a superalimentação neonatal, o tamanho da ninhada foi reduzido de dez para três filhotes machos no terceiro dia de lactação até o desmame (SA), enquanto que o grupo controle permaneceu com 10 filhotes durante toda a lactação. Após o desmame, os ratos tiveram livre acesso à dieta padrão e água até 180 dias (1 animal de cada ninhada, n = 7). O TAV e as glândulas adrenais foram pesadas. As contrações hormonais séricas, o conteúdo hepático de glicogênio e triglicerídeos foram avaliados por kits comerciais. O conteúdo e a secreção de catecolaminas adrenais foram avaliados utilizando o método do trihidroxindol. O conteúdo dos hormônios eixo hipotálamo-hipófise-córtex adrenal, das enzimas da via de síntese das catecolaminas na glândula adrenal, ADRB2 no fígado e ADRB3 no TAV foram determinados por Western blotting ou imunohistoquímica. As diferenças foram consideradas significativas quando p <0,05. Aos 180 dias de vida, o grupo SA apresentou maior massa corporal (+15%), maior consumo alimentar (+15%) e maior adiposidade visceral (+79%). Os hormônios do eixo hipotálamo-hipófise-córtex-adrenal não foram alterados. O grupo SA apresentou maior expressão de tirosina hidroxilase e de DOPA descarboxilase (+31% e 90%, respectivamente); conteúdo de catecolaminas adrenais (absoluta: 35% e relativa: 40%), e secreção de catecolaminas, tanto basal quanto estimulada por cafeína (+35% e 43%, respectivamente). O conteúdo ADRB3 no TAV não foi alterado nos grupo SA, entretanto o ADRB2 no fígado apresentou-se menor (-45%). O grupo SA apresentou maior conteúdo de glicogênio e triglicerídeos no fígado (+79% e +49%, respectivamente), além de microesteatose. A superalimentação neonatal resulta em hiperativação adrenomedular e aparentemente está associada a preservação da sensibilidade às catecolaminas no VAT. Adicionalmente sugerimos que o maior conteúdo de glicogênio e triglicerídeos hepático seja devido a menor sensibilidade as catecolaminas. Tal perfil pode contribuir para a disfunção metabólica hepática e hipertensão arterial que são características deste modelo de obesidade programada.

Dietas hiperlipídicas alteram citocinas inflamatórias, adipocinas, tecido adiposo e fígado em camundongos

As dietas ricas em lipídios saturados provocam efeitos deletérios no metabolismo de glicose, secreção de adipocinas e inflamação, entretanto, outros tipos de lipídios podem modular de forma diferenciada tais efeitos. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar o efeito de diferentes dietas hiperlipídicas no metabolismo de carboidratos, lipídios, no tecido adiposo e no fígado. Camundongos machos C57BL/6 foram divididos em 5 grupos (n=10/grupo): animais que receberam dieta controle (standart chow, SC, 10% de lipídios, grupo controle) e animais que receberam diferentes dietas hiperlipídicas (High-fat, HF, 60% de lipídios): à base de banha de porco (lard, grupo HF-L), à base de óleo de oliva (olive oil, grupo HF-O), à base de óleo de girassol (sunflower oil, grupo HF-S) e à base de óleo de canola (canola oil, grupo HF-Ca).Os animais foram alimentados com as dietas experimentas por 10 semanas. Diariamente a ingestão alimentar era verificada e semanalmente a massa corporal foi aferida. A glicose de jejum e o teste intraperitoneal de tolerância a insulina (TITI) foram realizados uma semana antes da eutanásia. No dia da eutanásia o sangue foi coletado, o tecido adiposo e o fígado dissecados e pesados. A insulina, leptina, adiponectina, resistina, fator de necrose tumoral alfa (TNFα), interleucina-6 (IL-6), proteína quimiotática de monócitos-1 (MCP-1) e inibidor do ativador de plasminogênio-1 (PAI-1) foram dosadas por ELISA. Com os dados de insulina e glicose foi calculado o índice HOMA-IR. Os animais dos grupos HF-L e HF-O apresentaram os maiores valores de insulina, resistina, leptina e HOMA-IR em comparação aos outros grupos (P < 0,0001). No grupo HF-L, os níveis de IL-6 foram maiores quando comparados com os demais grupos (P < 0,0005), enquanto os valores de adiponectina foram os menores (P < 0,0001). A quantidade de gordura subcutânea e visceral foi maior no grupo HF-L e este grupo apresentou também um aumento no diâmetro dos adipócitos. Entretanto a relação:visceral:subcutânea foi maior nos grupos HF-L e HF-O quando comparado com os demais grupos. Além disso, houve aumento de triglicérides hepáticos e de esteatose hepática nos animais dos grupos HF-L e HF-O. Nossos achados nos permitem concluir que animais que são alimentados com dietas hiperlipídica, a distribuição do tecido adiposo, o metabolismo de carboidratos, acumulo de triglicérides hepáticos e esteatose hepática são mais influenciados pelo tipo de lipídios do que pela quantidade.

Dieta hiperlipídica materna, tecido adiposo, fígado, metabolismo de carboidratos e sinalização central de leptina na prole de camundongos C57BL/6

O consumo materno de dieta hiperlipídica saturada durante a gestação e lactação favorece o desenvolvimento obesidade e anormalidades metabólicas na prole. Este trabalho teve como objetivo testar a hipótese de que a prole proveniente de mães alimentadas com dieta hiperlipídica durante a gestação e lactação desenvolve obesidade e anormalidades metabólicas e de que essas alterações estão associadas a resistência central a leptina. As ratas grávidas da linhagem C57BL/6 (n=20) foram alimentadas com dieta standard chow (SC; 19% de lipídeos) ou dieta hiperlipídica (HF; 49% de lipídeos) durante todo período de gestação e lactação. Após o desmame, a prole de machos foi dividida em quatro grupos experimentais, de acordo com a dieta das mães e da prole: SC(mães)/SC(prole), SC/HF, HF/SC e HF/HF (n=12/gp). As características metabólicas foram avaliadas pela curva de ganho de peso; medida da pressão arterial; glicose de jejum, área sob a curva no teste oral de tolerância a glicose; concentrações de triglicerídeos hepáticos e estimativa da esteatose hepática; análise plasmática de insulina e leptina e; distribuição e análise morfológica do tecido adiposo. Para analisar a sensibilidade a leptina, os quatro grupos originais foram subdivididos em dois grupos cada (veículo ou leptina-5g) para verificar a resposta alimentar (g) após o tratamento agudo intracerebroventricular (ICV) e a sinalização hipotalâmica de leptina. A dieta HF durante o período pós-desmame (grupo SC/HF), durante gestação e lactação (grupo HF/SC), ou ambos os períodos (grupo HF/HF), promoveu aumento da massa corporal. No que concerne as alterações hepáticas e a ação da insulina, a dieta HF durante o período perinatal favoreceu 25% de esteatose hepática, hiperinsulinemia e hiperleptinemia, enquanto os demais grupos experimentais SC/HF e HF/HF, demonstraram um padrão mais exacerbado. A avaliação da distribuição e morfometria do tecido adiposo demonstra o importante papel da dieta HF perinatal em amplificar a habilidade de estocar gordura visceral na prole. Considerando a ação central da leptina nos grupos tratados, a resposta alimentar mostrou-se atenuada em SC/HF, indicando o efeito determinante da dieta pós-desmame sobre a ação da leptina nesse modelo. Os resultados indicam fortemente que a dieta HF materna afeta a saúde da prole adulta. Especificamente, a prole programada apresenta esteatose hepática, hipertrofia de adipócitos, aumento de gordura visceral, hiperleptinemia e resistência a insulina. Esse fenótipo não está associado a resistência central a leptina na prole aos três meses de idade.

Effect of transportation stress on hepatic glycogen of Oreochromis niloticus (L.)

Oreochromis niloticus was subjected to transportation stress to investigate hepatic glycogen levels and mortality as indices of stress. Mortalities lasted up to three days after transportation, except in highly aerated samples. Heptic glycogen levels in transported fish were significantly lower in the controls. Stress appeared to be more intense when fish were transported at a high density and in a high salinity medium.

Dieta hiperlipídica e/ou rica em sacarose em camundongos suíços: metabolismo de carboidratos, fígado e tecido adiposo

A doença hepática gordurosa não alcoólica é uma desordem multifatorial causada principalmente por excesso nutricional e resistência à insulina, com prevalência estimada de 20-40% nos países ocidentais. A dieta hiperlipídica e/ou rica em sacarose pode influenciar no desenvolvimento da esteatose hepática associada à obesidade e a resistência à insulina. O fígado, por assumir papel central no controle metabólico, é um órgão alvo nos casos de excesso alimentar, ocasionando, principalmente, acúmulo de gotículas de gordura nos hepatócitos. Este trabalho teve como objetivo avaliar o início das alterações morfológicas e metabólicas no fígado e no tecido adiposo de camundongos suíços machos alimentados com dieta hiperlipídica e/ou rica em sacarose. Camundongos suíços machos aos três meses de idade foram divididos em quatro grupos nutricionais: dieta padrão (SC), dieta hiperlipídica (HF), dieta rica em sacarose (HSu) e dieta hiperlipídica rica em sacarose (HFHSu). Os animais receberam as respectivas dietas durante quatro semanas. A massa corporal, a ingestão alimentar e a tolerância oral à glicose foram avaliados. Ao sacrifício, o fígado e os depósitos de gordura corporal foram removidos e processados para análises histomorfométricas e moleculares. As amostras de sangue foram obtidas para análises bioquímicas plasmáticas. Os dados foram expressos como média e erro padrão da média e as diferenças foram testadas por one-way ANOVA com pós-teste de Holm-Sidak, e foi considerado o nível de significância de p<0,05. Os grupos HF e HFHSu apresentaram-se mais pesados quando comparados aos grupos SC e HSu. Os animais dos grupos HF, HSu e HFHSu apresentaram intolerância à glicose, esteatose hepática e aumento de triglicerídeos hepáticos quando comparados ao grupo SC (p<0,0005). Adicionalmente, houve elevação na expressão hepática das proteínas transportador de glicose 2 (GLUT-2), proteína de ligação ao elemento regulador do esterol 1-c (SREBP1-c), fosfoenolpiruvato carboxiquinase (PEPCK), glicose -6- fosfatase (G6PASE), substrato do receptor da insulinaI-1 (IRS-1) e proteína quinase B (AKt/ou PKB) e redução da expressão no fígado do receptor ativador de proliferação peroxissomal (PPAR-α) nos grupos experimentais em comparação com o grupo SC (p<0,0005). A administração de dieta hiperlipídica e/ou rica em sacarose promoveu intolerância à glicose e danos hepáticos (hepatomegalia, esteatose, redução da beta-oxidação, aumento na lipogênese e na produção de glicose) em camundongos machos adultos.

Rosuvastatina, resistência à insulina, adiposidade, inflamação e esteatose hepática em camundongos alimentados com dieta hiperlipídica

O estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da rosuvastatina (ST) e darosiglitazona sobre a resistência à insulina (RI), morfologia do fígado e do tecido adiposo em camundongos alimentados com dieta hiperlipídica (HF). O tratamento com rosuvastatina resultou em uma acentuada melhoria na sensibilidade à insulina caracterizada pela melhor depuração da glicose durante o teste de tolerância à insulina e uma redução do índice HOMA-IR em 70% (P = 0,0008). O grupo tratado com rosuvastatina apresentou redução no ganho massa corporal (-8%, P <0,01) e menor depósito de gordura visceral (-60%, P <0,01) em comparação com o grupo HF não tratado. Em comparação com camundongos HF, animais do grupo HF+ST reduziram significativamente a massa hepática e a esteatose hepática (-6%; P <0,05% e -21; P <0,01, respectivamente). O grupo HF+ST, reduziu os níveis de triglicerídeos hepáticos em 58% comparado com o grupo HF (P <0,01). Além disso, a expressão de SREBP-1c (proteína 1c ligadora do elemento regulado por esteróis) foi reduzido em 50% no fígado dos animais HF + ST (P <0,01) em comparação com o grupo HF. Os níveis de resistina foram menores no grupo HF + ST comparado com o grupo HF (44% a menos, P <0,01). Em conclusão, demonstramos que camundongos alimentados com dieta HF tratados com rosuvastatina melhoram a sensibilidade à insulina, com redução da esteatose hepática. Além disso, ST reduziu o ganho de massa corporal, melhorou os níveis circulantes de colesterol e triglicerídeo plasmático, com menor conteúdo de hepático de triglicerídeo, que foi concomitante com menor resistina e aumento da adiponectina.

Effect of dietary linolenic acid/linoleic acid ratio on growth performance, hepatic fatty acid profiles and intermediary metabolism of juvenile yellow catfish Pelteobagrus fulvidraco

The present study aimed to evaluate the effect of dietary linolenic acid (LNA)linoleic acid (LA) ratio on growth performance, hepatic fatty acid profile and intermediary metabolism of juvenile yellow catfish Pelteobagrus fulvidraco. Six isonitrogenous and isolipidic diets were formulated to contain incremental levels of LNA from 0 to 5% at the expense of corn oil (rich in LA), resulting in six dietary treatments with LNA to LA ratios ranging from 0.35 to 14.64. The experiment continued for 7 weeks. Best growth and feed intake were obtained in the fish fed the diets containing the LNA/LA ratios of 1.17 and 2.12 (P<0.05). In contrast, feed conversion ratio was the lowest for fish fed the diets containing the LNA/LA ratios of 1.17 and 2.12 (P<0.05). Dietary LNA to LA ratios significantly influenced viscerosomatic index and hepatosomatic index (P<0.05), but not condition factor (P>0.05). Body composition was also significantly influenced by dietary LNA to LA ratios (P<0.05). Generally, liver FA compositions reflected dietary FA profiles. Declining LA and increasing LNA contents in liver were observed with the increasing dietary LNA/LA ratios (P<0.05). Eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA) increased with the increasing LNA to LA ratios, suggesting that yellow catfish could elongate and desaturate C18 polyunsaturated fatty acids into highly unsaturated fatty acids. As a consequence, the n-6 fatty acids (FA) declined, and total n-3 FA and n-3/n-6 ratios increased with the dietary ratios of LNA/LA (P<0.05). Dietary LNA to LA ratios significantly influenced several enzymatic activities involved in liver intermediary metabolism (P<0.05), such as lipoprotein lipase, hepatic lipase, pyruvate kinase, succinate dehydrogenase, malic dehydrogenase and lactate dehydrogenase, suggesting that dietary LNA/LA ratios had significant effects on nutrient metabolism in the liver. To our knowledge this is the first demonstration of the effects of dietary LNA to LA ratios on the enzymatic activities of liver in fish, which provides information on diet quality and utilization, and can also be used as an indicator of the nutritional status of this fish. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Hepatic Histopathological Characteristics and Antioxidant Response of Phytoplanktivorous Silver Carp Intraperitoneally Injected with Extracted Microcystins

Objective To investigate the hispathological characteristics and antioxidant responses in liver of silver carp after intraperitoneal administration of microcystins (MCs) for further understanding hepatic intoxication and antioxidation mechanism in fish. Methods Phytoplanktivorous silver carp was injected intraperitoneally (i.p.) with extracted hepatotoxic microcystins (mainly MC-RR and -LR) at a dose of 1000 mu g MC-LReq./kg body weight, and liver histopathological changes and antioxidant responses were studied at 1, 3, 12, 24, and 48 h, respectively, after injection. Results The damage to liver structure and the activities of hepatic antioxidant enzymes including catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), and glutathione peroxide (GPX) were increased in a time-dependent manner. Conclusion In terms of clinical and histological signs of intoxication and LD50 (i.p.) dose of MC-LR, silver carp appears rather resistant to MCs exposure than other fishes. Also, the significantly increased SOD activity in the liver of silver carp suggests a higher degree of response to MCs exposure than CAT and GPX.

The effect of different dietary iron levels on growth and hepatic iron concentration in juvenile gibel carp (Carassius auratus gibelio)

P>An 83-day growth trial was conducted using a flow-through system to examine the effects of different dietary iron levels on growth and hepatic iron concentration in juvenile gibel carp (Carassius auratus gibelio). Six purified diets supplemented with different levels of iron (0, 10, 30, 60, 100 and 200 mg kg(-1)) (as ferrous sulfate) were fed to triplicate groups of fish (initial weight 2.12 +/- 0.00 g per fish). The results showed that the addition of iron to the basal diet did not significantly affect the specific growth rate (SGR), feed efficiency (FE), survival, red blood cell amount (RBC), hemoglobin content (Hb), mean corpuscular volume (MCV), mean corpuscular hemoglobin (MCH) or mean corpuscular hemoglobin concentration (MCHC). Hepatic iron concentration and hematocrit (Hct) were significantly influenced by dietary iron level (P < 0.05). On the basis of the iron concentration for the maintenance of optimum hepatic iron concentration and Hct, it was concluded that the dietary iron concentration of juvenile gibel carp should be not less than 202 mg Fe kg(-1) diet.

Induction of hepatic enzymes and oxidative stress in Chinese rare minnow (Gobiocypris rarus) exposed to waterborne hexabromocyclododecane (HBCDD)

The objective of this study was to evaluate the sub-lethal toxicity of hexabromocyclododecane (HBCDD) in fish. Adult Chinese rare minnows as in vivo models were exposed to waterborne HBCDD from 1 to 500 mu g/l for 14, 28 and 42 days. Hepatic CYP1A1 (ethoxyresorufin-O-deethylase, EROD) and CYP2B1 (pentaoxyresorufin-O-depentylase, PROD) activities were measured. At the same time, molecular biomarkers of oxidative stress were also assayed in the brain, including reactive oxygen species (ROS), lipid peroxidation products (thiobarbituric acid-reactive substances, TBARS), DNA damage and protein carbonyl, as well as superoxide dismutase (SOD) activity and glutathione (GSH) content. DNA damage was evaluated using the Comet assay on erythrocytes. Besides, the content of HBCDD in whole fish was determined after 42 days exposure. The results show that HBCDD could induce EROD and PROD at 500 mu g/l after 28 days exposure, and at 100 to 500 mu g/l after 42 days exposure (P < 0.05), respectively. ROS formation in fish brain was observed to be increased in both time- and dose-dependent manner due to HBCDD exposure. The significant increases in TBARS and protein carbonyl contents occurred in fish brain after 28 and 42 days exposure (P < 0.05). Significant DNA damage in erythrocytes by Comet assay was also found in the 100-500 mu g/l exposure groups (P < 0.05) after 42 days exposure. Moreover, significant depletion in brain GSH content occurred in all treated groups (P < 0.05) and apparent inhibition in SOD activity in brain was observed in the groups of 10-500 mu g/l concentrations during 42 days exposure. The results demonstrate that increasing duration of HBCDD exposure induced EROD and PROD activities, caused excess ROS formation, finally resulted in oxidative damage to lipids, proteins and DNA and decreased antioxidant capacities in fish. Chemical analysis of HBCDD in whole fish showed accumulation up to 654 mu g/g wet weight. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Induction of hepatic cytochrome P4501A1/2B activity and disruption of thyroglobulin synthesis/secretion by mono-ortho polychlorinated biphenyl and its hydroxylated metabolites in rat cell lines

As the active metabolites of polychlorinated biphenyl (PCBs), hydroxylated polychlorinated biphenyls (OH-PCBs) are found in wildlife and human tissues. They have been proposed as main contributors for endocrine disruption of PCBs in living organisms. In this study, mono-ortho PCB 156 and its hydroxylated metabolites 4'-OH-PCB 159, 4'-OH-PCB 121, and 4'-OH-PCB 72 were selected to investigate the toxic effects on rat hepatoma H4IIE cell line and rat thyroid follicle FRTL-5 cell line at concentrations of 1, 10(2), 10(4) nM. 7-Ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD) and 7-pentoxyresorufin-O-dealkylase (PROD) activities were determined with micro-EROD/PROD to indicate cytochrome P4501 A1 (CYP1A1) and cytochrome P4502B (CYP2B) induction in the H4IIE cell after exposure for 72 h. To assess thyroid disruption of these compounds, thyroglobulin concentrations also were detected inside FRTL-5 cell with immunocellularchemistry and in its medium with radioimmunoassay after exposure for 24 It. Significant inductions of EROD activity by PCB 156 at 102 and 104 nM (p < 0.05) were observed, but no effects by the three OH-PCBs in H4IIE cell line. 7-Pentoxyresorufin-O-dealkylase activities were induced only by 10(4) nM of PCB156 and the three OH-PCBs (p < 0.05). Meanwhile, significant increases of thyroglobulin concentrations were observed in the medium of FRTL-5 cell exposed to 4'-OH-PCB 121 and 4'-OH-PCB 72 at all of the test concentrations (p < 0.05), but not to the other compounds. The results demonstrated that mono-ortho PCBs mainly could be metabolized to hydroxylated metabolites through CYP1A1 instead of CYP2B. Moreover, after being metabolized, OH-PCBs still sustained the ability to induce PROD activity and did exhibit the disruption on thyroglobulin synthesis/excretion in rat cells.

Diversities in hepatic HIF-1, IGF-I/IGFBP-1, LDH/ICD, and their mRNA expressions induced by CoCl2 in Qinghai-Tibetan plateau mammals and sea level mice

Ochotona curzoniae and Microtus oeconomus are the native mammals living on the Qinghai-TibetanPlateau of China. The molecular mechanisms of their acclimatization to the Plateau-hypoxia remain unclear. Expressions of hepatic hypoxia-inducible factor (HIF)-1 alpha, insulin-like growth factor-I (IGF-I)/IGF binding protein (BP)-1(IGFBP-1; including genes), and key metabolic enzymatic genes [lactate dehydrogenase (LDH)-A/isocitrate dehydrogenase (ICD)] are compared in Qinghai-Tibetan- Plateau mammals andsea- level mice after injection of CoCl2 (20, 40, or 60 mg/ kg) and normobaric hypoxia (16.0% O-2, 10.8% O-2, and 8.0% O-2) for 6 h, tested by histochemistry, Western blot analysis, ELISA, and RT-PCR. Major results are CoCl2 markedly increased 1) HIF-1 alpha only in mice, 2) hepatic and circulatory IGF-I in M. oeconomus, 3) hepatic IGFBP-1 in mice and O. curzoniae, and 4) LDH-A but reduced ICD mRNA in mice (CoCl2 20 mg/kg) but were unchanged in the Tibetan mammals. Normobaric hypoxia markedly 1) increased HIF-1 alpha and LDH-A mRNA in mice and M. oeconomus (8.0% O-2) not in O. curzoniae, and 2) reduced ICD mRNA in mice and M. oeconomus (8.0% O-2) not in O. curzoniae. Results suggest that 1) HIF-1 alpha responsiveness to hypoxia is distinct in lowland mice and plateau mammals, reflecting a diverse tolerance of the three species to hypoxia; 2) CoCl2 induces diversities in HIF-1, IGF-I/IGFBP-1 protein or genes in mice, M. oeconomus, and O. curzoniae. In contrast, HIF-1 mediates IGFBP-1 transcription only in mice and in M. oeconomus (subjected to severe hypoxia); 3) differences in IGF-I/IGFBP-1 expressions induced by CoCl2 reflect significant diversities in hormone regulation and cell protection from damage; and 4) activation of anaerobic glycolysis and reduction of Krebs cycle represents strategies of lowland-animals vs. the stable metabolic homeostasis of plateau- acclimatized mammals.