15 resultados para EWSR1-CREB1
Resumo:
We present clinicopathologic data on 10 pulmonary myxoid sarcomas, which are defined by distinctive histomorphologic features and characterized by a recurrent fusion gene, that appear to represent a distinct tumor entity at this site. The patients [7 female, 3 male; aged 27 to 67 y (mean, 45 y)] presented with local or systemic symptoms (n=5), symptoms from cerebral metastasis (1), or incidentally (2). Follow-up of 6 patients showed that 1 with brain metastasis died shortly after primary tumor resection, 1 developed a renal metastasis but is alive and well, and 4 are disease free after 1 to 15 years. All tumors involved pulmonary parenchyma, with a predominant endobronchial component in 8 and ranged from 1.5 to 4 cm. Microscopically, they were lobulated and composed of cords of polygonal, spindle, or stellate cells within myxoid stroma, morphologically reminiscent of extraskeletal myxoid chondrosarcoma. Four cases showed no or minimal atypia, 6 showed focal pleomorphism, and 5 had necrosis. Mitotic indices varied, with most tumors not exceeding 5/10 high-power fields. Tumors were immunoreactive for only vimentin and weakly focal for epithelial membrane antigen. Of 9 tumors, 7 were shown to harbor a specific EWSR1-CREB1 fusion by reverse transcription-polymerase chain reaction and direct sequencing, with 7 of 10 showing EWSR1 rearrangement by fluorescence in situ hybridization. This gene fusion has been described previously in 2 histologically and behaviorally different sarcomas: clear cell sarcoma-like tumors of the gastrointestinal tract and angiomatoid fibrous histiocytomas; however, this is a novel finding in tumors with the morphology we describe and that occur in the pulmonary region.
Resumo:
Angiomatoid ""malignant"" fibrous histiocytoma is a rare sarcoma of low malignant potential that occurs most commonly in the extremities of children and young adults. Herein, we present a case of angiomatoid malignant fibrous histiocytoma with unusual histologic features arising in the mediastinum of an 80-year-old man. The tumor exhibited a reticular growth pattern and myxoid stroma. The tumor cells expressed epithelial membrane antigen and desmin. Cytogenetic analysis revealed the translocation t(2;22)(q33;q12). Molecular genetic analysis confirmed the rearrangement of the EWSR1 locus and the presence of the EWSR1/CREB1 fusion. This report expands the clinicopathologic spectrum of angiomatoid malignant fibrous histiocytoma and underscores the value of integrating morphologic, immunophenotypic, and molecular findings in the identification of its unusual morphologic variants. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.
Resumo:
Angiomatoid fibrous histiocytoma (AFH) is a rare soft tissue neoplasm of intermediate biologic potential and uncertain differentiation, most often arising in the extremities of children and young adults. Although it has characteristic histologic features of a lymphoid cuff surrounding nodules of ovoid cells with blood-filled cystic cavities, diagnosis is often difficult due to its morphologic heterogeneity and lack of specific immunoprofile. Angiomatoid fibrous histiocytoma is associated with recurrent chromosomal translocations, leading to characteristic EWSR1-CREB1, EWSR1-ATF1, and, rarely, FUS-ATF1 gene fusions; fluorescence in situ hybridization (FISH), detecting EWSR1 or FUS rearrangements, and reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) for EWSR1-CREB1 and EWSR1-ATF1 fusion transcripts have become routine ancillary tools. We present a large comparative series of FISH and RT-PCR for AFH. Seventeen neoplasms (from 16 patients) histologically diagnosed as AFH were assessed for EWSR1 rearrangements or EWSR1-CREB1 and EWSR1-ATF1 fusion transcripts. All 17 were positive for either FISH or RT-PCR or both. Of 16, 14 (87.5%) had detectable EWSR1-CREB1 or EWSR1-ATF1 fusion transcripts by RT-PCR, whereas 13 (76.5%) of 17 had positive EWSR1 rearrangement with FISH. All 13 of 13 non-AFH control neoplasms failed to show EWSR1-CREB1 or EWSR1-ATF1 fusion transcripts, whereas EWSR1 rearrangement was present in 2 of these 13 cases (which were histopathologically myoepithelial neoplasms). This study shows that EWSR1-CREB1 or EWSR1-ATF1 fusions predominate in AFH (supporting previous reports that FUS rearrangement is rare in AFH) and that RT-PCR has a comparable detection rate to FISH for AFH. Importantly, cases of AFH can be missed if RT-PCR is not performed in conjunction with FISH, and RT-PCR has the added advantage of specificity, which is crucial, as EWSR1 rearrangements are present in a variety of neoplasms in the histologic differential diagnosis of AFH, that differ in behavior and treatment.
Resumo:
Clinical responses to anticancer therapies are often restricted to a subset of patients. In some cases, mutated cancer genes are potent biomarkers for responses to targeted agents. Here, to uncover new biomarkers of sensitivity and resistance to cancer therapeutics, we screened a panel of several hundred cancer cell lines--which represent much of the tissue-type and genetic diversity of human cancers--with 130 drugs under clinical and preclinical investigation. In aggregate, we found that mutated cancer genes were associated with cellular response to most currently available cancer drugs. Classic oncogene addiction paradigms were modified by additional tissue-specific or expression biomarkers, and some frequently mutated genes were associated with sensitivity to a broad range of therapeutic agents. Unexpected relationships were revealed, including the marked sensitivity of Ewing's sarcoma cells harbouring the EWS (also known as EWSR1)-FLI1 gene translocation to poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) inhibitors. By linking drug activity to the functional complexity of cancer genomes, systematic pharmacogenomic profiling in cancer cell lines provides a powerful biomarker discovery platform to guide rational cancer therapeutic strategies.
Resumo:
SummaryEwing's sarcoma family tumors (ESFT) are the second most frequent cancer of bone in adolescents and young adults. ESFT are characterized by a chromosomal translocation that involves the 5' segment of the EWSR1 gene and the 3' segment of an ets transcription factor family member gene. In 85% of cases the chromosomal translocation generates the fusion protein EWSR1-FLI-1. Recent work from our laboratory identified mesenchymal stem cells (MSC) as the putative cell of origin of ESFT and characterized a CD133+ subpopulation of ESFT cells with tumor initating and self-renewal capacity, known as cancer stem cells (CSC). MicroRNAs (miRNAs) are small non-coding RNA that regulate protein expression at the post-transcriptional level by either repressing translation or destabilizing mRNA. MiRNAs participate in several biological processes including cell proliferation and differentiation. We used miRNA expression profile comparison between MSC and ESFT cell lines and CD133+ ESFT cells and CD133" ESFT cells to investigate the role of miRNAs in ESFT pathogenesis. MiRNA expression profile comparison of MSC and ESFT cell lines identified 35 differentially expressed miRNAs. Among these was down-regulation of let-7a which results, in part, by the direct repression of let-7a-l promoter by EWSR1-FLI-1. Overexpression of let-7a in ESFT cells blocked ESFT tumorigenesis through an High-motility group AT-hook2 (HMGA2)-mediated mechanism.MiRNA profiling of CD133+ ESFT and CD 133" ESFT cells revealed a broad repression of miRNAs in CD133+ ESFT mediated by down-regulation of TARBP2, a central regulator of the miRNA maturation pathway. Down-regulation of TARBP2 in ESFT cell lines results in a miRNA expression profile reminescent of that observed in CD133+ ESFT and associated with increased tumorigenicity. Enhancement of TARBP2 activity using the antibiotic enoxacin or overexpression of miRNA-143 or miRNA-145, two targets of TARBP2, impaired ESFT CSC self-renewal and block ESFT tumorigenicity. Moreover in vivo administration of synthetic let- 7a, miRNA-143 or miRNA-145 blocks ESFT tumor growth.Thus, dysregulation of miRNA expression is a key feature in ESFT pathogenesis and restoration of their expressions might be used as a new therapeutic tool.RésuméLe sarcome d'Ewing est la deuxième tumeur osseuse la plus fréquente chez l'enfant et le jeune adolescent. Le sarcome d'Ewing est caractérisé par une translocation chromosomique qui produit une protéine de fusion EWSR1-FLI-1. Des récents travaux ont identifié les cellules mésenchymateuses souches (MSC) comme étant les cellules à l'origine du sarcome d'Ewing ainsi qu'une sous-population de cellules exprimant le marqueur CD 133, dans le sarcome d'Ewing connu comme les cellules cancéreuses souches (CSC). Ces cellules ont la capacité d'initier la croissance tumorale et possèdent des propriétés d'auto-renouvellement. Les microRNAs (miRNAs) sont de petits ARN qui ne codent pas pour des protéines et qui contrôlent l'expression des protéines en bloquant la traduction ou en dégradant l'ARNm. Les miRNAs participent à différents processus biologiques comme la prolifération et la différenciation cellulaires.Le but de ce travail est d'étudier le rôle des miRNAs dans le sarcome d'Ewing. Un profil d'expression de miRNAs entre les MSC et des lignées cellulaires de sarcome d'Ewing a mis en évidence 35 miRNAs différemment exprimés. Parmi ceux-ci, la répression de let-7a est liée à la répression directe du promoteur de let-7a-l par EWSR-FLI-1. La sur-expression de let-7a dans des lignées cellulaires de sarcome d'Ewing inhibe leur croissance tumorale. Cette inhibition de croissance tumorale est régulée par la protéine high-motility group AT-hook2 (HMGA2).Un profil d'expression de miRNAs entre les cellules du sarcome d'Ewing CD133+ et CD133" montre une sous-expression d'un grand nombre de miRNAs dans les cellules CD133+ par rapport aux cellules CD133". Cette différence d'expression de miRNAs est due à la répression du gène TARBP2 qui participe à la maturation des miRNAs. La suppression de TARBP2 dans des cellules d'Ewing induit un profil d'expression de miRNAs similaire aux cellules CD133+ du sarcome d'Ewing et augmente la tumorigenèse des lignées cellulaires. De plus l'utilisation d'enoxacin, une molécule qui augmente l'activité de TARBP2 ou la sur- expression des miRNA143 ou miRNA-145 dans les CSC du sarcome d'Ewing bloque l'auto- renouvellement des cellules et la croissance tumorale. Finalement, l'administration de let-7a, miRNA-143 ou miRNA-145, dans des souris bloque la croissance du sarcome d'Ewing. Ces résultats indiquent que la dysrégulation des miRNAs participe à la pathogenèse du sarcome d'Ewing et que les miRNAs peuvent être utilisés comme des agents thérapeutiques.
Resumo:
SUMMARY : Ewing's sarcoma is a member of Ewing's family tumors (ESPY) and the second most common solid bone and soft tissue malignancy of children and young adults. It is associated in 85% of cases with the t(11;22)(q24:q12) chromosomal translocation that generates fusion of the 5' segment of the EWSR1 gene with the 3' segment of the ETS family gene FLI-1. The EWSR1-FLI-1 fusion protein behaves as an aberrant transcriptional activator and is believed to contribute to ESFT development. However, EWSR1-FLI-1 induces growth arrest and apoptosis in normal fibroblasts, and primary cells that are pemissive for its putative oncogenic properties have not been discovered, hampering basic understanding of ESFT biology. Here, we show that EWSR1-FLI-1 alone can transform mouse primary bone marrow-derived mesenchymal progenitor cells and generate tumors that display hallmarks of Ewing's sarcoma, including a small round cell phenotype, expression of ESFT-associated markers, insulin like growth factor-I dependence, and induction or repression of numerous EWSR1-FLI-1 target genes. Consistent with this finding, we tested the possibility that human mesenchymal stem cells (hMSC) might also provide a permissive cellular environment for EWSR1-FLI-1, and could represent the first adequate primary human cellular background for the oncogenic properties of the fusion protein. Indeed, expression of EWSR1-FLI-1 in human mesenchymal stem cells (hMSC) was not only stably maintained without inhibiting proliferation, but induced a gene expression profile bearing striking similarity to that of ESFT, including genes that are among the highest ESFT discriminators. Expression of EWSR1-FLI-1 in hMSCs may recapitulate the initial steps of Ewing's sarcoma development, allowing identification of genes that play an important role early in its pathogenesis. Among relevant candidate transcripts induced by EWSR1-FL/-1 in hMSC we found the polycomb group gene EZH2 which we show to play a critical role in Ewing's sarcoma growth. These observations provide the first identification of candidate primary cells from which ESFTs originate and suggest that EWSR1-FLI-1 expression may constitute the initiating event in ESFT pathogenesis. Le sarcome d' Ewing est un membre de la famille des tumeurs Ewing (ESFT) et représente la deuxième tumeur maligne solide de l'os et des tissus mous chez les enfants et les jeunes adultes. Cette tumeur est associée dans 85% des cas avec la translocation chromosomique t(11;22)(g24:g12), qui génère la fusion entre le segment 5' du gène EWSR1 avec le segment 3' du gène FLI-1, appartenant à la famille des facteurs de transcription ETS. La protéine de fusion EWSR1-FLI-1 qui en dérive joue le rSle d'un facteur de transcription aberrant, et est supposée contribuer de manière décisive au processus de développement des ESFTs. Néanmoins, l'expression de EWSR1-FLI-1 dans des fibroblastes normaux induit un arrêt de croissance et leur apoptose, et les cellules primaires permissives pour les propriétés oncogéniques attribuées à la translocation n'ont pas encore été identifiées, empêchant la compréhension de la biologie de base du sarcome d'Ewing. Dans ce travail on montre que l'expression de EWSR1-FLI-1 uniquement est capable de transformer des cellules souches mésenchymateuses dérivées de la moelle osseuse de la souris, pour générer des tumeurs qui présentent les caractéristiques du sarcome d' Ewing humain, et notamment une morphologie de petites cellules bleues et rondes, l'expression de marqueurs associés aux ESFTs, une dépendance du facteur de croissance IGF-1, et l'induction ou la répression de nombreux gènes cibles connus de EWSR1-FLI-1. Sur la base de ces observations, on a testé la possibilité que les cellules souches mésenchymateuses humaines (hMSCs) puissent aussi fournir un environnement cellulaire permissif pour EWSR1-FLI-1 ; et représenter le premier background cellulaire humain adéquat pour la manifestation du pouvoir oncogénique de la protéine de fusion. En effet, l'expression de EWSR1-FLI-1 dans des cellules souches mésenchymateuses humaines s'est révélée non seulement maintenue, mais elle a induit un profil d'expression génétique étonnamment similaire à celui des ESFTs humains, incluant les gènes qui ont été rapportés comme étant les plus discriminatifs pour ces tumeurs. L'expression de EWSR1-FLI-1 dans les hMSCs pourrait récapituler les étapes initiales du développement du sarcome d' Ewing, et de ce fait consentir à identifier les gènes qui jouent un rôle crucial dans sa pathogenèse précoce. Parmi les transcrits relevant indults par EWSR1-FL/-9 dans les hMSCs nous avons découvert le gène du groupe des polycomb EZH2, que nous avons par la suite démontré jouer un rôle essentiel dans la croissance du sarcome de Ewing. Ces observations apportent pour la première fois l'identification d'une cellule primaire candidate pour représenter la cellule d'origine des ESFTs, et en même temps suggèrent que l'expression de EWSR1-FLI-1 peut constituer l'événement initial dans la pathogenèse du sarcome d' Ewing.
Resumo:
Sleep is beneficial to learning, but the underlying mechanisms remain controversial. The synaptic homeostasis hypothesis (SHY) proposes that the cognitive function of sleep is related to a generalized rescaling of synaptic weights to intermediate levels, due to a passive downregulation of plasticity mechanisms. A competing hypothesis proposes that the active upscaling and downscaling of synaptic weights during sleep embosses memories in circuits respectively activated or deactivated during prior waking experience, leading to memory changes beyond rescaling. Both theories have empirical support but the experimental designs underlying the conflicting studies are not congruent, therefore a consensus is yet to be reached. To advance this issue, we used real-time PCR and electrophysiological recordings to assess gene expression related to synaptic plasticity in the hippocampus and primary somatosensory cortex of rats exposed to novel objects, then kept awake (WK) for 60 min and finally killed after a 30 min period rich in WK, slow-wave sleep (SWS) or rapid-eye-movement sleep (REM). Animals similarly treated but not exposed to novel objects were used as controls. We found that the mRNA levels of Arc, Egr1, Fos, Ppp2ca and Ppp2r2d were significantly increased in the hippocampus of exposed animals allowed to enter REM, in comparison with control animals. Experience-dependent changes during sleep were not significant in the hippocampus for Bdnf, Camk4, Creb1, and Nr4a1, and no differences were detected between exposed and control SWS groups for any of the genes tested. No significant changes in gene expression were detected in the primary somatosensory cortex during sleep, in contrast with previous studies using longer post-stimulation intervals (>180 min). The experience-dependent induction of multiple plasticity-related genes in the hippocampus during early REM adds experimental support to the synaptic embossing theory.
Resumo:
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Resumo:
Das ADAM10-Gen kodiert für eine membrangebundene Disintegrin-Metalloproteinase, die das Amyloidvorläuferprotein spaltet. Im Mausmodell konnte bewiesen werden, dass die Überexpression von ADAM10 die Plaquebildung vermindern und das Langzeitgedächtnis verbessert. Aus diesem Grund ist es für einen möglichen Therapieansatz für die Alzheimer’sche Erkrankung erforderlich, die Organisation des humanen ADAM10-Gens und seines Promotors aufzuklären. Beim Vergleich der genomischen Sequenzen von humanem und murinem ADAM10 zeigte sich eine hohe Übereinstimmung. Beide Gene umfassen 160 kbp und bestehen aus 16 Exons. Die ersten 500 bp stromaufwärts vom Translationsstartpunkt zwischen dem Menschen, der Maus und der Ratte sind hoch konserviert. Diese Region beinhaltet spezifische regulatorische Elemente, die die ADAM10-Transkription modulieren. In den ersten 2179 bp stromaufwärts vom humanen ADAM10-Translationsstartpunkt fanden sich einige potentiellen Transkriptionsfaktor-bindungsstellen (Brn-2, SREBP, Oct-1, Creb1/cJun, USF, Maz, MZF-1, NFkB und CDPCR3HD). Es wurde eine charakteristische GC-Box und eine CAAT-Box, aber keine TATA-Box identifiziert. Nach Klonierung dieser 2179 bp großen Region wurde eine starke Promotoraktivität, insbesondere in neuronalen Zelllinien, gefunden. Bei der Analyse von Deletionskonstrukten wurde die Region zwischen -508 und -300 als essentiell für die Transkriptionsaktivierung bestimmt. Die Promotoraktivität wird zudem streng herunterreguliert, wenn in die Region 317 bp stromaufwärts vom Startpunkt der Translation eine Punktmutation eingeführt wird. Diese per Computeranalyse als USF-Bindungsstelle deklarierte Region spielt eine zentrale Rolle bei der ADAM10-Transkription. Im EMSA wurde eine Protein-DNA-Interaktion für diese Region gezeigt. Durch transienten Transfektionen in Schneider Drosophila Insektenzellen konnte nachgewiesen werden, dass die Überexpression von Sp1 und USp3 für die ADAM10-Promotoraktivität entscheidend ist. In EMSA-Studien bestätigte sich eine Protein-DNA-Interaktion für die Region -366 bp stromaufwärts vom Translationsstartpunkt. Die Punktmutation in der CAAT-Box veränderte die die Promotoraktivität nicht. Da weiterhin für diese potentielle Bindungsstelle kein Bindungsfaktor vorausgesagt wurde, scheint die CAAT-Box keine Bedeutung bei der Promotorregulation zu spielen. Schließlich fand sich im EMSA eine Protein-DNA-Interaktion für die Bindungsstelle 203 bp stromaufwärts vom Translationsstartpunkt. Diese in Computeranalysen als RXR-Bindungsstelle identifizierte Region ist ebenfalls von Bedeutung in der Promotorregulation. Auf der Suche nach Substanzen, die die ADAM10-Promotoraktivität beeinflussen, wurde ein negativer Effekt durch die apoptoseauslösende Substanz Camptothecin und ein positiver Effekt durch die zelldifferenzierungsauslösende Substanz all-trans Retinsäure festgestellt. Mit dieser Arbeit wurde die genomische Organisation des ADAM10-Gens zusammen mit dem zugehörigen Promotor aufgeklärt und ein neuer Regulationsmechanismus für die Hochregulation der Expression der alpha-Sekretase ADAM10 gefunden. Im Weiteren sollen nun die genauen Mechanismen bei der Hochregulation der alpha-Sekretase ADAM10 durch Retinsäure untersucht und durch Mikroarray-Analysen an RNA-Proben transgener Mäuse, welche ADAM10 überexpremieren, neue therapeutische Ansätze zur Behandlung der Alzheimer´schen Erkrankung identifiziert werden.
Resumo:
cAMP-response element binding (CREB) proteins are involved in transcriptional regulation in a number of cellular processes (e.g., neural plasticity and circadian rhythms). The CREB family contains activators and repressors that may interact through positive and negative feedback loops. These loops can be generated by auto- and cross-regulation of expression of CREB proteins, via CRE elements in or near their genes. Experiments suggest that such feedback loops may operate in several systems (e.g., Aplysia and rat). To understand the functional implications of such feedback loops, which are interlocked via cross-regulation of transcription, a minimal model with a positive and negative loop was developed and investigated using bifurcation analysis. Bifurcation analysis revealed diverse nonlinear dynamics (e.g., bistability and oscillations). The stability of steady states or oscillations could be changed by time delays in the synthesis of the activator (CREB1) or the repressor (CREB2). Investigation of stochastic fluctuations due to small numbers of molecules of CREB1 and CREB2 revealed a bimodal distribution of CREB molecules in the bistability region. The robustness of the stable HIGH and LOW states of CREB expression to stochastic noise differs, and a critical number of molecules was required to sustain the HIGH state for days or longer. Increasing positive feedback or decreasing negative feedback also increased the lifetime of the HIGH state, and persistence of this state may correlate with long-term memory formation. A critical number of molecules was also required to sustain robust oscillations of CREB expression. If a steady state was near a deterministic Hopf bifurcation point, stochastic resonance could induce oscillations. This comparative analysis of deterministic and stochastic dynamics not only provides insights into the possible dynamics of CREB regulatory motifs, but also demonstrates a framework for understanding other regulatory processes with similar network architecture.
Resumo:
Introduction: Desmoplastic small round cell tumor (DSRCT) is an uncommon, embryonic-type neoplasm, typically presenting as an abdominal mass in young men. A single case of DSRCT arising in the peripheral nervous system has been reported. Methods: The clinical course, imaging, electrophysiological, intraoperative, histopathological, molecular findings, and postoperative follow-up are reported. Results: A 43-year-old man presented with slowly progressive right brachial plexopathy. Magnetic resonance imaging revealed an enlarged medial cord with heterogeneous contrast enhancement. Histology showed a "small round cell" neoplasm with a polyphenotypic immunoprofile, including epithelial and mesenchymal markers. A pathognomonic fusion of Ewing sarcoma breakpoint region 1 and Wilms tumor 1 genes (EWSR1/WT1) was present. Treatment involved gross total excision and local radiotherapy. Conclusion: Our findings confirm the occurrence of DSRCT as a primary peripheral nerve tumor. Despite its usually very aggressive clinical course, prolonged recurrence-free survival may be reached. Histomorphology and immunoprofile of DSRCT may lead to misdiagnosis as small cell carcinoma. © 2013 Wiley Periodicals, Inc.
Resumo:
cAMP-response element binding (CREB) proteins are involved in transcriptional regulation in a number of cellular processes (e.g., neural plasticity and circadian rhythms). The CREB family contains activators and repressors that may interact through positive and negative feedback loops. These loops can be generated by auto- and cross-regulation of expression of CREB proteins, via CRE elements in or near their genes. Experiments suggest that such feedback loops may operate in several systems (e.g., Aplysia and rat). To understand the functional implications of such feedback loops, which are interlocked via cross-regulation of transcription, a minimal model with a positive and negative loop was developed and investigated using bifurcation analysis. Bifurcation analysis revealed diverse nonlinear dynamics (e.g., bistability and oscillations). The stability of steady states or oscillations could be changed by time delays in the synthesis of the activator (CREB1) or the repressor (CREB2). Investigation of stochastic fluctuations due to small numbers of molecules of CREB1 and CREB2 revealed a bimodal distribution of CREB molecules in the bistability region. The robustness of the stable HIGH and LOW states of CREB expression to stochastic noise differs, and a critical number of molecules was required to sustain the HIGH state for days or longer. Increasing positive feedback or decreasing negative feedback also increased the lifetime of the HIGH state, and persistence of this state may correlate with long-term memory formation. A critical number of molecules was also required to sustain robust oscillations of CREB expression. If a steady state was near a deterministic Hopf bifurcation point, stochastic resonance could induce oscillations. This comparative analysis of deterministic and stochastic dynamics not only provides insights into the possible dynamics of CREB regulatory motifs, but also demonstrates a framework for understanding other regulatory processes with similar network architecture.
Resumo:
Enhanced expression of the presynaptic protein synapsin has been correlated with certain forms of long-term plasticity and learning and memory. However, the regulation and requirement for enhanced synapsin expression in long-term memory remains unknown. In the present study the technical advantages of the marine mollusc Aplysia were exploited in order to address this issue. In Aplysia, learning-induced enhancement in synaptic strength is modulated by serotonin (5-HT) and treatment with 5-HT in vitro of the sensorimotor synapse induces long-term facilitation (LTF) of synaptic transmission, which lasts for days, as well as the formation of new connections between the sensory and motor neuron. Results from immunofluorescence analysis indicated that 5-HT treatment upregulates synapsin protein levels within sensory neuron varicosities, the presumed site of neurotransmitter release. To investigate the mechanisms underlying increased synapsin expression, the promoter region of the Aplysia synapsin gene was cloned and a cAMP response element (CRE) was identified, raising the possibility that the transcriptional activator cAMP response element-binding protein-1 (CREB1) mediates the 5-HT-induced regulation of synapsin. Results from Chromatin Immunoprecipitation (ChIP) assays indicated that 5-HT treatment enhanced association of CREB1 surrounding the CRE site in the synapsin promoter and led to increased acetylation of histones H3 and H4 and decreased association of histone deacetylase 5 surrounding the CRE site in the synapsin promoter, a sign of transcriptional activation. In addition, sensory neurons injected with an enhanced green fluorescent protein (EGFP) reporter vector driven by the synapsin promoter exhibited a significant increase in EGFP expression following treatment with 5-HT. These results suggest that synapsin expression is regulated by 5-HT in part through transcriptional activation of the synapsin gene and through CREB1 association with the synapsin promoter. Furthermore, RNA interference that blocks 5-HT-induced elevation of synapsin expression also blocked long-term synaptic facilitation. These results indicate that 5-HT-induced regulation of synapsin is necessary for LTF and that synapsin is part of the cascade of synaptic events involved in the consolidation of memory.
Resumo:
Myoepithelioma is a dimorphic neoplasm with contractile-epithelial phenotype, originally interpreted as deriving from, but not actually restricted to the salivary glands. As a novel addition to the list of exquisitely rare intracranial salivary gland-type tumors and tumor-like lesions, we report on an example of myoepithelioma encountered in the left cerebellopontine angle of a 32-year-old male. Clinically presenting with ataxia and dizziness, this extraaxial mass of 4 × 3.5 × 3 cm was surgically resected, and the patient is alive 6 years postoperatively. Histologically, the tumor exhibited a continuum ranging from compact fascicles of spindle cells to epithelial nests and trabeculae partitioned by hyalinized septa, while lacking tubular differentiation. Regardless of architectural variations, there was robust immunoexpression of S100 protein, smooth muscle actin, GFAP, cytokeratin, and vimentin. Cytologic atypia tended to be modest throughout, and the MIB1 labeling index averaged less than 1%. Fluorescent in situ hybridization indicated no rearrangement of the EWSR1 locus. We interpret these results to suggest that myoepithelioma of the posterior fossa - along with related salivary epithelial tumors in this ostensibly incongruous locale - may possibly represent analogous neoplasms to their orthotopic counterparts, ones arising within aberrant salivary anlagen. The presence of the latter lends itself to being mechanistically accounted for by either postulating placodal remnants in the wake of branchial arch development, or linking them to exocrine glandular nests within endodermal cysts. Alternatively, myoepithelioma at this site could be regarded as a non tissue-specific lesion similar to its relatives ubiquitously occurring in the soft parts.
Resumo:
Les changements environnementaux actuels entrainent des modifications importantes dans les pressions de sélection qui agissent sur les populations naturelles. Cependant, la capacité de réponse des populations à ces modifications et l’importance relative des différents mécanismes comme la plasticité phénotypique et les changements de la composition génétique des populations restent encore trop peu connus. L’objectif général de ma thèse était donc d’évaluer les rôles de la plasticité phénotypique et de la variation génétique sur le potentiel évolutif en population naturelle. Pour ce faire, j’ai utilisé comme modèle d’étude l’Hirondelle bicolore (Tachycineta bicolor), un passereau migrateur qui est suivi dans le Sud du Québec depuis 2004 dans un environnement hétérogène. Dans un premier temps (chapitre 2), j’ai évalué les déterminants environnementaux de la date de ponte et évalué leurs effets à des niveaux individuels et populationnels de plasticité phénotypique. Comme observé chez de nombreuses espèces aviaires, la température avait un effet important sur la synchronisation de la ponte, similaire au niveau individuel et populationnel, avec les dates de ponte plus hâtive lorsque les températures étaient plus chaudes. Par contre, ces relations semblaient contraintes par la densité locale d’hirondelles, considérée dans ce système d’étude comme un indice de la qualité de l’environnement. Plus précisément, les réponses plastiques à la température étaient moins prononcées à faible densité, c’est-à-dire dans les habitats plus contraignants. Ces résultats suggèrent donc que malgré la présence de plasticité phénotypique chez une espèce donnée, son efficacité pour pallier les changements climatiques peut être inégale entre les populations. Dans un deuxième temps (chapitre 3), je me suis intéressée à 4 gènes candidats liés à la phénologie (CLOCK, NPAS2, ADCYAP1 et CREB1) montrant de la variation de type courtes répétitions en tandem, et à leur relation avec deux traits phénologiques, la date de ponte et le temps d’incubation. Ces analyses ont montré plusieurs relations entre la variation observée à ces gènes et celle des traits phénologiques étudiés, dans la plupart des cas en interaction avec des variables environnementales (densité locale, latitude ou température printanière). Par exemple, les femelles avec en moyenne des allèles plus courts au gène CLOCK pondaient plus tôt que celles avec des allèles plus longs, une relation plus marquée à densité locale élevée. Les différents résultats suggèrent l’importance que peuvent prendre les interactions génotype-environnement, qui sont rarement prises en compte dans les études de gènes candidats, et qui pourraient expliquer une partie des résultats discordants entre les celles-ci. Dans un troisième temps (chapitre 4), j’ai vérifié la faisabilité d’une étude en génétique quantitative avec les données récoltées dans le système d’étude utilisée, caractérisé par un fort taux de reproduction hors couple et un faible recrutement des oisillons. Plus précisément, j’ai testé à l’aide de données empiriques et simulées la précision et l’exactitude des estimations d’héritabilité et de corrélations génétiques pour trois types de traits, morphologiques, reproducteurs et d’oisillons. Les résultats suggéraient un manque de précision important pour les traits morphologiques et reproducteurs, de même que des biais considérables lors de l’utilisation du pédigrée social plutôt que du pédigrée génétique. Ces analyses révèlent entre autres l’utilité des simulations pour tester adéquatement la faisabilité d’une étude en génétique quantitative sur une population donnée. Dans une dernière étude (chapitre 5), j’ai documenté les effets de l’hétérogénéité environnementale et de l’utilisation de différentes approches de génétique quantitative sur les prédictions de réponses évolutives en population naturelle. Plus particulièrement, cette étude s’est concentrée sur trois traits morphologiques (masse, longueur de l’aile et du tarse) mesurés à différents moments au cours du développement des oisillons. Les différentes analyses ont montré une sélection plus forte à faible densité locale pour la masse à 12 jours ainsi que des variations dans les composantes de variances phénotypiques selon la qualité de l’environnement (densité locale faible ou élevée) pour la plupart des combinaisons trait-âge étudiées. Il en résultait une tendance à des réponses évolutives prédites plus grandes à faible densité locale. Par contre, les prédictions obtenues avec l’équation du reproducteur et le second théorème de la sélection différaient fréquemment, et contrastaient grandement avec les tendances phénotypiques observées. En somme, les résultats de ma thèse suggèrent que les possibilités d’ajustement aux changements environnementaux par la plasticité phénotypique et d’adaptation par des changements génétiques entre les générations peuvent varier selon l’environnement expérimenté par une population. Mes recherches contribuent à une meilleure compréhension des facteurs et mécanismes influençant la persistance à long terme des populations naturelles face aux modifications dans les pressions de sélection.