Complementary and layered expression of Ephs and Ephrins in developing mouse inner ear

The distributions of the Eph-class receptors EphA4 and EphB 1, and their ligands ephrin-A2, ephrin-B1, and ephrin-B2, were analysed by immunostaining in the mouse inner ear. Complementary patterns of EphA4 and its potential ligand ephrin-A2 were found, with ephrin-A2 in many of the structures lining the cochlear duct and within the cochlear nerve cells, and EphA4 in the deeper structures underlying the cochlear duct and in the cells lining the nerve pathway. EphB1 and its potential ligands ephrin-B1 and ephrin-B2 showed a segregated layered expression in the lateral wall of the cochlear duct (the external sulcus), which together with EphA4 expressed in the area, form a four-layered structure with an alternating pattern of receptors and ligands in the different layers. This arrangement gives the potential for different bidirectional Eph-mediated interactions between each of the layers. The results suggest that the Eph system in the cochlea may have a role in maintaining cell segregation during phases of cochlear development. (C) 2002 Wiley-Liss, Inc.

Expression of ephs and ephrins in developing mouse inner ear

Levels of expression of mRNAs encoding the different Ephs and ephrins were measured by semi-quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction in developing mouse whole inner ears, and in dissected fractions of the neonatal mouse inner ear. Nineteen of the 24 known Ephs and ephrins were surveyed. The results showed that between embryonic age (E) 11.5 days and E12.5, levels increased 10-300 times per unit of tissue. In neonatal mice, the fraction containing combined organ of Corti and spiral ganglion showed relatively strong expression of EphA4, EphB3, ephrin-A3, ephrin-B2 and ephrin-B3. In the lateral wall, EphA4, ephrin-A3 and ephrin-B2 were strongly expressed, while ephrin-A3 was particularly strongly expressed in utricular and saccular sensory epithelia. The results suggest that the Ephs and ephrins are likely to play a part in the differentiation of the structures of the inner ear, and show which Ephs and ephrins are most likely to play important roles in the different structures. (C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Hypoxia up-regulates expression of Eph receptors and ephrins in mouse skin.

Eph receptor tyrosine kinases and their ligands (ephrins) are key players during the development of the embryonic vasculature; however, their role and regulation in adult angiogenesis remain to be defined. Both receptors and ligands have been shown to be up-regulated in a variety of tumors. To address the hypothesis that hypoxia is an important regulator of Ephs/ephrins expression, we developed a mouse skin flap model of hypoxia. We demonstrate that our model truly represents segmental skin hypoxia by applying four independent methods: continuous measurement of partial cutaneous oxygen tension, monitoring of tissue lactate/pyruvate ratio, time course of hypoxia-inducible factor-1alpha (HIF-1alpha) induction, and localization of stabilized HIF-1alpha by immunofluorescence in the hypoxic skin flap. Our experiments indicate that hypoxia up-regulates not only HIF-1alpha and vascular endothelial growth factor (VEGF) expression, but also Ephs and ephrins of both A and B subclasses in the skin. In addition, we show that in Hep3B and PC-3 cells, the hypoxia-induced up-regulation of Ephs and ephrins is abrogated by small interfering RNA-mediated down-regulation of HIF-1alpha. These novel findings shed light on the role of this versatile receptor/ligand family in adult angiogenesis. Furthermore, our model offers considerable potential for analyzing distinct mechanisms of neovascularization in gene-targeted mice.

Functional study of ephrins and eph receptors in the immune system

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

Functional study of ephrins and eph receptors in the immune system

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

Eph kinases and their ligands ephrins act in concert with sex hormones in regulating blood pressure

Les Erythropoietin-producing hepatocyte (EPH) sont la plus grande famille de récepteurs tyrosine kinase. Leurs ligands, les éphrines (EFNs), sont aussi des molécules exprimées à la surface cellulaire. Les EPH/EFNs sont impliqués dans de nombreux processus biologiques. L'hypertension artérielle (PA) est une maladie chronique qui, aujourd'hui, est devenue un problème médical critique dans le monde entier et un enjeu de santé publique. La découverte de nouvelles thérapeutiques de l'hypertension sont d'une grande importance pour la santé publique. Jusqu’à tout récemment, il existe seulement quelques études concernant le rôle de l’axe EPH/EFNs sur la fonction des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV). Dans nos études précédentes, nous avons montré qu'EPHB6 et EFNB1, de concert avec les hormones sexuelles, régulent la PA. Dans la présente étude, nous avons constaté que les différents membres de la famille EPH/EFN peuvent réguler soit positivement, soit négativement, la contractilité des CMLV et la PA: tandis que EPHB4 et EFNB2 appartiennent à la première catégorie, EFNB1, EFNB3 et EPHB6 appartiennent à la deuxième. In vivo, des souris males, mais non pas des femelles, porteuses d’une mutation EPHB4 (KO) spécifique du muscle lisse présentent une PA diminuée, comparée aux souris témoins (WT). Les CMLV de souris EPHB4 KO, en présence de testostérone, ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par la phényléphrine (PE). Au niveau moléculaire, la phosphorylation de la protéine kinase II dépendante de Ca2+/calmoduline et de la kinase de la chaine légère de la myosine (CLM) est augmentée, tandis que la phosphorylation de la kinase de la CLM est réduite dans les CMLV KO lors de la stimulation par PE, par rapport au WT CMLV. Cela fournit une base moléculaire à la réduction de la PA et de la contractilité des CMLV chez les souris EPHB4 KO. EFNB2 est le ligand majeur de l’EPHB4. Comme attendu, les souris EFNB2 KO spécifique du muscle lisse avaient un phénotype de PA semblable, quoique non identique, aux souris EPHB4 KO. Les souris mâles EFNB2 KO, mais pas femelles, sous régime régulier ou riche en sel, présentent une PA réduite, par rapport à leurs homologues WT. Au niveau cellulaire, les CMLV des souris KO ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par PE par rapport aux témoins WT. Une région de l’acide aminé (aa) 313 à l’aa 331 dans la partie intracellulaire d’EFNB2 est essentielle pour la signalisation inverse qui régule la contractilité des CMLV, selon des études de mutation-délétion. Dans une étude de génétique humaine, nous avons identifié, dans le gène EFNB2, six SNP qui étaient associées significativement au risque d'hypertension artérielle, de façon dépendante du sexe, ce qui corrobore nos résultats chez les souris. En revanche, la délétion du gène EFNB3 (KO) chez les souris femelles aboutit à une PA élevée et à une augmentation des résistances des petites artères in vivo, améliore la contractilité des petites artères ex-vivo et augmente la contractilité des CMLV in vitro. Les souris mâles KO ont une PA normale, mais la castration conduit à une augmentation significative de la PA dans les souris KO, mais pas dans les souris WT. Les CMLV des souris KO femelles ont montré une phosphorylation accrue de la CLM et une phosphorylation réduite de la kinase de la CLM, ce qui fournit à nouveau une base moléculaire aux phénotypes de PA et de contractilité des CMLV observés. Ce changement de signalisation est attribuable à une protéine adaptatrice Grip1. En effet, dans une étude d'association pan génomique par le Consortium International pour la Pression Sanguine, un SNP dans le gène GRIP1 a approché le seuil de significativité de la valeur p pour son association avec la pression diastolique. Nos recherches, pour la première fois, ont révélé que EPH/EFNs sont de nouveaux composants dans le système de régulation de la PA. Les membres de la famille EPH/EFN peuvent agir comme des forces Yin et Yang pour régler finement le tonus des vaisseaux pour assurer l'homéostasie de la PA et de sa régulation. Ces effets de EPH/EFNs dépendent du sexe et des niveaux d’hormones sexuelles. À partir de ces nouvelles connaissances, nous pourrions développer une nouvelle thérapie personnalisée pour l’hypertension artérielle, utilisant des antagonistes d'hormones sexuelles ou des thérapies de remplacement d'hormones sexuelles, selon les niveaux d'hormones sexuelles des patients et les mutations dans les gènes de l'EPH/EFN.

Eph kinases and their ligands ephrins act in concert with sex hormones in regulating blood pressure

Les Erythropoietin-producing hepatocyte (EPH) sont la plus grande famille de récepteurs tyrosine kinase. Leurs ligands, les éphrines (EFNs), sont aussi des molécules exprimées à la surface cellulaire. Les EPH/EFNs sont impliqués dans de nombreux processus biologiques. L'hypertension artérielle (PA) est une maladie chronique qui, aujourd'hui, est devenue un problème médical critique dans le monde entier et un enjeu de santé publique. La découverte de nouvelles thérapeutiques de l'hypertension sont d'une grande importance pour la santé publique. Jusqu’à tout récemment, il existe seulement quelques études concernant le rôle de l’axe EPH/EFNs sur la fonction des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV). Dans nos études précédentes, nous avons montré qu'EPHB6 et EFNB1, de concert avec les hormones sexuelles, régulent la PA. Dans la présente étude, nous avons constaté que les différents membres de la famille EPH/EFN peuvent réguler soit positivement, soit négativement, la contractilité des CMLV et la PA: tandis que EPHB4 et EFNB2 appartiennent à la première catégorie, EFNB1, EFNB3 et EPHB6 appartiennent à la deuxième. In vivo, des souris males, mais non pas des femelles, porteuses d’une mutation EPHB4 (KO) spécifique du muscle lisse présentent une PA diminuée, comparée aux souris témoins (WT). Les CMLV de souris EPHB4 KO, en présence de testostérone, ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par la phényléphrine (PE). Au niveau moléculaire, la phosphorylation de la protéine kinase II dépendante de Ca2+/calmoduline et de la kinase de la chaine légère de la myosine (CLM) est augmentée, tandis que la phosphorylation de la kinase de la CLM est réduite dans les CMLV KO lors de la stimulation par PE, par rapport au WT CMLV. Cela fournit une base moléculaire à la réduction de la PA et de la contractilité des CMLV chez les souris EPHB4 KO. EFNB2 est le ligand majeur de l’EPHB4. Comme attendu, les souris EFNB2 KO spécifique du muscle lisse avaient un phénotype de PA semblable, quoique non identique, aux souris EPHB4 KO. Les souris mâles EFNB2 KO, mais pas femelles, sous régime régulier ou riche en sel, présentent une PA réduite, par rapport à leurs homologues WT. Au niveau cellulaire, les CMLV des souris KO ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par PE par rapport aux témoins WT. Une région de l’acide aminé (aa) 313 à l’aa 331 dans la partie intracellulaire d’EFNB2 est essentielle pour la signalisation inverse qui régule la contractilité des CMLV, selon des études de mutation-délétion. Dans une étude de génétique humaine, nous avons identifié, dans le gène EFNB2, six SNP qui étaient associées significativement au risque d'hypertension artérielle, de façon dépendante du sexe, ce qui corrobore nos résultats chez les souris. En revanche, la délétion du gène EFNB3 (KO) chez les souris femelles aboutit à une PA élevée et à une augmentation des résistances des petites artères in vivo, améliore la contractilité des petites artères ex-vivo et augmente la contractilité des CMLV in vitro. Les souris mâles KO ont une PA normale, mais la castration conduit à une augmentation significative de la PA dans les souris KO, mais pas dans les souris WT. Les CMLV des souris KO femelles ont montré une phosphorylation accrue de la CLM et une phosphorylation réduite de la kinase de la CLM, ce qui fournit à nouveau une base moléculaire aux phénotypes de PA et de contractilité des CMLV observés. Ce changement de signalisation est attribuable à une protéine adaptatrice Grip1. En effet, dans une étude d'association pan génomique par le Consortium International pour la Pression Sanguine, un SNP dans le gène GRIP1 a approché le seuil de significativité de la valeur p pour son association avec la pression diastolique. Nos recherches, pour la première fois, ont révélé que EPH/EFNs sont de nouveaux composants dans le système de régulation de la PA. Les membres de la famille EPH/EFN peuvent agir comme des forces Yin et Yang pour régler finement le tonus des vaisseaux pour assurer l'homéostasie de la PA et de sa régulation. Ces effets de EPH/EFNs dépendent du sexe et des niveaux d’hormones sexuelles. À partir de ces nouvelles connaissances, nous pourrions développer une nouvelle thérapie personnalisée pour l’hypertension artérielle, utilisant des antagonistes d'hormones sexuelles ou des thérapies de remplacement d'hormones sexuelles, selon les niveaux d'hormones sexuelles des patients et les mutations dans les gènes de l'EPH/EFN.

Developmental changes of gene expression after spinal cord injury in neonatal opossums

Changes in gene expression have been measured 24 h after injury to mammalian spinal cords that can and cannot regenerate In opossums there is a critical period of development when regeneration stops being possible at 9 days postnatal cervical spinal cords regenerate, at 12 days they do not By the use of marsupial cDNA microarrays we detected 158 genes that respond differentially to injury at the two ages critical for regeneration For selected candidates additional measurements were made by real time PCR and sites of their expression were shown by immunostaining Candidate genes have been classified so as to select those that promote or prevent regeneration Up regulated by injury at 8 days and/or down regulated by injury at 13 days were genes known to promote growth, such as Mitogen activated protein kinase kinase 1 or transcripton factor TCF7L2 By contrast, at 13 days up regulation occurred of Inhibitory molecules including annexins ephrins and genes related to apoptosis and neurodegeneranve diseases Certain genes such as calmodulin 1 and NOGO changed expression similarly in animals that could and could not regenerate without any additional changes in response to injury These findings confirmed and extended changes of gene expression found in earlier screens on 9 and 12 day preparations without lesions and provide a comprehensive list of genes that serve as a basis for testing how identified molecules singly or in combination, promote and prevent central nervous system regeneration (C) 2010 Elsevier B V All rights reserved

Characterization of the EphA1 receptor tyrosine kinase: Expression in epithelial tissues

The Eph family (of receptor tyrosine kinases plays a crucial role during development and is implicated in oncogenesis. Using a partial cDNA clone of an Eph-related kinase (Esk) we isolated the complete coding region of a gene which we show to be murine EphA1 by both structural and functional criteria. The chromosomal localization is shown to be syntenic to hEphA1 and the genomic organization also shows distinct features found in the hEphA1 gene. Functionally, in keeping with findings for the human homologue, both soluble recombinant and native mEphA1 show preferential binding to ephrin A1. However, we also observed significant binding to other A-type ligands as has been observed for other Eph receptors. We analysed the expression of mEphA1 mRNA by in situ hybridization on tissue sections. mEphA1 was expressed in epithelial elements of skin, adult thymus, kidney and adrenal cortex. Taken together with previous Northern blotting data these results suggest that mEphA1 is expressed widely in differentiated epithelial cells.

Development and reorganization of corticospinal projections in EphA4 deficient mice

The Eph family of receptor tyrosine kinases and their ligands, the ephrins, are important regulators of axon guidance and cell migration in the developing nervous system. Inactivation of the EphA4 gene results in axon guidance defects of the corticospinal tract, a major descending motor pathway that originates in the cortex and terminates at all levels of the spinal cord. In this investigation, we report that although the initial development of the corticospinal projection is normal through the cortex, internal capsule, cerebral peduncle, and medulla in the brain of EphA4 deficient animals, corticospinal axons exhibit gross abnormalities when they enter the gray matter of the spinal cord. Notably, many corticospinal axons fail to remain confined to one side of the spinal cord during development and instead, aberrantly project across the midline, terminating ipsilateral to their cells of origin. Given the possible repulsive interactions between EphA4 and one of its ligands, ephrinB3, this defect could be consistent with a loss of responsiveness by corticospinal axons to ephrinB3 that is expressed at the spinal cord midline. Furthermore, we show that EphA4 deficient animals exhibit ventral displacement of the mature corticospinal termination pattern, suggesting that developing corticospinal axons, which may also express ephrinB3, fail to be repelled from areas of high EphA4 expression in the intermediate zone of the normal spinal cord. Taken together, these results suggest that the dual expression of EphA4 on corticospinal axons and also within the surrounding gray matter is very important for the correct development and termination of the corticospinal projection within the spinal cord. J. Comp. Neurol. 436: 248-262, 2001. (C) 2001 Wiley-Liss, Inc.

EphA receptors and ephrin-A ligands exhibit highly regulated spatial and temporal expression patterns in the developing olfactory system

The spatiotemporal expression patterns of the chemorepulsive EphA receptors, EphA4 and EphA7, and three ephrins-A2, A4 and A5, were examined in the developing rat primary olfactory system. Unlike the visual system that has simple and stable gradients of Ephs and ephrins, the olfactory system demonstrates complex spatiotemporal expression patterns of these molecules. Using immunohistochemistry, we demonstrate that expression of these molecules is dynamic and tightly regulated both within and between different cell types. We reveal restricted targeting of these proteins within subcellular compartments of some neurons. EphA4, ephrin-A2 and ephrin-A5 were expressed by primary olfactory axons during the embryonic formation of the olfactory nerve. There were no gradients in expression along the rostrocaudal or ventrodorsal axes in the nasal cavity and olfactory bulb. However, during the early neonatal period, axons expressing different levels of ephrin-A5 sorted out and terminated in a subpopulation of glomeruli that were mosaically dispersed throughout the bulb. The expression of EphA4 and ephrin-A2 was dramatically down-regulated on all axons during the early neonatal period of glomerular formation. The uniform co-expression of receptors and ligands before glomerular formation suggests they play a generic role in axon-axon interactions in the olfactory nerve and nerve fibre layer. In contrast, loss of EphA4 from axons during glomerular formation may facilitate the interaction of ephrin-A5 with Eph receptors on target cells in the bulb. While EphA4, EphA5 and EphA7 are not mosaically expressed by bulbar neurons, other Eph receptors may have expression patterns complementary to the ephrin-A5-positive subpopulation of glomeruli. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Ephrin-A5 induces rounding, blebbing and deadhesion of EphA3-expressing 293T and melanoma cells by CrkII and Rho-mediated signalling

Eph receptor tyrosine kinases and ephrins regulate morphogenesis in the developing embryo where they effect adhesion and motility of interacting cells. Although scarcely expressed in adult tissues, Eph receptors and ephrins are overexpressed in a range of tumours. In malignant melanoma, increased Eph and ephrin expression levels correlate with metastatic progression. We have examined cellular and biochemical responses of EphA3-expressing melanoma cell lines and human epithelial kidney 293T cells to stimulation with polymeric ephrin-A5 in solution and with surfaces of defined ephrin-A5 densities. Within minutes, rapid reorganisation of the actin and myosin cytoskeleton occurs through activation of RhoA, leading to the retraction of cellular protrusions, membrane blebbing and detachment, but not apoptosis. These responses are inhibited by monomeric ephrin-A5, showing that receptor clustering is required for this EphA3 response. Furthermore, the adapter CrkII, which associates with tyrosine-phosphorylated EphA3 in vitro, is recruited in vivo to ephrin-A5-stimulated EphA3. Expression of an SH3-domain mutated CrkII ablates cell rounding, blebbing and detachment. Our results suggest that recruitment of CrkII and activation of Rho signalling are responsible for EphA3-mediated cell rounding, blebbing and de-adhesion, and that ephrin-A5-mediated receptor clustering and EphA3 tyrosine kinase activity are essential for this response.

Looking for mechanisms regulating lung growth in CDH: rat and human studies

Tese de Doutoramento em Ciências da Saúde

Pressing the right buttons: signaling in lymphangiogenesis.

Lymphatic vasculature is increasingly recognized as an important factor both in the regulation of normal tissue homeostasis and immune response and in many diseases, such as inflammation, cancer, obesity, and hypertension. In the last few years, in addition to the central role of vascular endothelial growth factor (VEGF)-C/VEGF receptor-3 signaling in lymphangiogenesis, significant new insights were obtained about Notch, transforming growth factor β/bone morphogenetic protein, Ras, mitogen-activated protein kinase, phosphatidylinositol 3 kinase, and Ca(2+)/calcineurin signaling pathways in the control of growth and remodeling of lymphatic vessels. An emerging picture of lymphangiogenic signaling is complex and in many ways distinct from the regulation of angiogenesis. This complexity provides new challenges, but also new opportunities for selective therapeutic targeting of lymphatic vasculature.

Epigenetic features of human mesenchymal stem cells determine their permissiveness for induction of relevant transcriptional changes by SYT-SSX1.

BACKGROUND: A characteristic SYT-SSX fusion gene resulting from the chromosomal translocation t(X;18)(p11;q11) is detectable in almost all synovial sarcomas, a malignant soft tissue tumor widely believed to originate from as yet unidentified pluripotent stem cells. The resulting fusion protein has no DNA binding motifs but possesses protein-protein interaction domains that are believed to mediate association with chromatin remodeling complexes. Despite recent advances in the identification of molecules that interact with SYT-SSX and with the corresponding wild type SYT and SSX proteins, the mechanisms whereby the SYT-SSX might contribute to neoplastic transformation remain unclear. Epigenetic deregulation has been suggested to be one possible mechanism. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: We addressed the effect of SYT/SSX expression on the transcriptome of four independent isolates of primary human bone marrow mesenchymal stem cells (hMSC). We observed transcriptional changes similar to the gene expression signature of synovial sarcoma, principally involving genes whose regulation is linked to epigenetic factors, including imprinted genes, genes with transcription start sites within a CpG island and chromatin related genes. Single population analysis revealed hMSC isolate-specific transcriptional changes involving genes that are important for biological functions of stem cells as well as genes that are considered to be molecular markers of synovial sarcoma including IGF2, EPHRINS, and BCL2. Methylation status analysis of sequences at the H19/IGF2 imprinted locus indicated that distinct epigenetic features characterize hMSC populations and condition the transcriptional effects of SYT-SSX expression. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: Our observations suggest that epigenetic features may define the cellular microenvironment in which SYT-SSX displays its functional effects.