Non-genomic effects of PPARgamma ligands: inhibition of GPVI-stimulated platelet activation

BACKGROUND: Peroxisome proliferator-activated receptor-(gamma) (PPAR(gamma)) is expressed in human platelets although in the absence of genomic regulation in these cells, its functions are unclear. OBJECTIVE: In the present study, we aimed to demonstrate the ability of PPAR(gamma) ligands to modulate collagen-stimulated platelet function and suppress activation of the glycoprotein VI (GPVI) signaling pathway. METHODS: Washed platelets were stimulated with PPAR(gamma) ligands in the presence and absence of PPAR(gamma) antagonist GW9662 and collagen-induced aggregation was measured using optical aggregometry. Calcium levels were measured by spectrofluorimetry in Fura-2AM-loaded platelets and tyrosine phosphorylation levels of receptor-proximal components of the GPVI signaling pathway were measured using immunoblot analysis. The role of PPAR(gamma) agonists in thrombus formation was assessed using an in vitro model of thrombus formation under arterial flow conditions. RESULTS: PPAR(gamma) ligands inhibited collagen-stimulated platelet aggregation that was accompanied by a reduction in intracellular calcium mobilization and P-selectin exposure. PPAR(gamma) ligands inhibited thrombus formation under arterial flow conditions. The incorporation of GW9662 reversed the inhibitory actions of PPAR(gamma) agonists, implicating PPAR(gamma) in the effects observed. Furthermore, PPAR(gamma) ligands were found to inhibit tyrosine phosphorylation levels of multiple components of the GPVI signaling pathway. PPAR(gamma) was found to associate with Syk and LAT after platelet activation. This association was prevented by PPAR(gamma) agonists, indicating a potential mechanism for PPAR(gamma) function in collagen-stimulated platelet activation. CONCLUSIONS: PPAR(gamma) agonists inhibit the activation of collagen-stimulation of platelet function through modulation of early GPVI signalling.

Estrogens and thyroid hormone: Non-genomic effects are coupled to transcription.

Estrogens and thyroid hormones are regulators of important diverse physiological processes such as reproduction, thermogenesis, neural development, neural differentiation and cardiovascular functions. Both are ligands for receptors in the nuclear receptor superfamily, which act as ligand-dependent transcription factors, regulating transcription. However, estrogens and thyroid hormones also rapidly (within minutes or seconds) activate kinase cascades and calcium increases, presumably initiated at the cell membrane. We discuss the relevance of both modes of hormone action, including the membrane estrogen receptor, to physiology, with particular reference to lordosis behavior. We first showed that estrogen restricted to the membrane can, in fact, lead to subsequent increases in transcription from a consensus estrogen response element-based reporter in the neuroblastoma cell line, SK-N-BE(2)C. Using a novel hormonal paradigm, we also showed that the activation of protein kinase A, protein kinase C, mitogen activated protein kinase and increases in calcium were important in the ability of the membrane-limited estrogen to potentiate transcription. We discuss the source of calcium important in transcriptional potentiation. Since estrogens and thyroid hormones have common effects on neuroprotection, cognition and mood, we also hypothesized that crosstalk could occur between the rapid actions of thyroid hormones and the genomic actions of estrogens. In neural cells, we showed that triiodothyronine acting rapidly via MAPK can increase transcription by the nuclear estrogen receptor ERa from a consensus estrogen response element, possibly by the phosphorylation of the ERa. Novel mechanisms that link signals initiated by hormones from the membrane to the nucleus are physiologically relevant and can achieve neuroendocrine integration

Genomic and non genomic effects of elevated concentration of anabolic steroids in human neuronal cells

Nandrolone and other anabolic androgenic steroids (AAS) at elevated concentration can alter the expression and function of neurotransmitter systems and contribute to neuronal cell death. This effect can explain the behavioural changes, drug dependence and neuro degeneration observed in steroid abuser. Nandrolone treatment (10-8M–10-5M) caused a time- and concentration-dependent downregulation of mu opioid receptor (MOPr) transcripts in SH-SY5Y human neuroblastoma cells. This effect was prevented by the androgen receptor (AR) antagonist hydroxyflutamide. Receptor binding assays confirmed a decrease in MOPr of approximately 40% in nandrolonetreated cells. Treatment with actinomycin D (10-5M), a transcription inhibitor, revealed that nandrolone may regulate MOPr mRNA stability. In SH-SY5Y cells transfected with a human MOPr luciferase promoter/reporter construct, nandrolone did not alter the rate of gene transcription. These results suggest that nandrolone may regulate MOPr expression through post-transcriptional mechanisms requiring the AR. Cito-toxicity assays demonstrated a time- and concentration dependent decrease of cells viability in SH-SY5Y cells exposed to steroids (10-6M–10-4M). This toxic effects is independent of activation of AR and sigma-2 receptor. An increased of caspase-3 activity was observed in cells treated with Nandrolone 10-6M for 48h. Collectively, these data support the existence of two cellular mechanisms that might explain the neurological syndromes observed in steroids abuser.

Extracellular vesicles mediate paracrine signalling in androgen deprived prostate cancer

The androgen receptor (AR) is the main therapeutic target for advanced prostate cancer (PCa). Current treatments have focused on inhibiting the transcriptional activity of the AR, however androgens can also induce non-genomic effects by facilitating the initiation of kinase signaling cascades in PCa. Cells, including PCa, secrete extracellular vesicles (EV), which are able to mediate communication between cells and can also contribute towards these processes.

Corticosterone targets distinct steps of synaptic transmission via concentration specific activation of mineralocorticoid and glucocorticoid receptors

Hippocampal neurons are affected by chronic stress and have a high density of cytoplasmic mineralocorticoid and glucocorticoid receptors (MR and GR). Detailed studies on the genomic effects of the stress hormone corticosterone at physiologically relevant concentrations on different steps in synaptic transmission are limited. In this study, we tried to delineate how activation of MR and GR by different concentrations of corticosterone affects synaptic transmission at various levels. The effect of 3-h corticosterone (25, 50, and 100nM) treatment on depolarization-mediated calcium influx, vesicular release and properties of miniature excitatory post-synaptic currents (mEPSCs) were studied in cultured hippocampal neurons. Activation of MR with 25nM corticosterone treatment resulted in enhanced depolarization-mediated calcium influx via a transcription-dependent process and increased frequency of mEPSCs with larger amplitude. On the other hand, activation of GR upon 100nM corticosterone treatment resulted in increase in the rate of vesicular release via the genomic actions of GR. Furthermore, GR activation led to significant increase in the frequency of mEPSCs with larger amplitude and faster decay. Our studies indicate that differential activation of the dual receptor system of MR and GR by corticosterone targets the steps in synaptic transmission differently.

Regulation of the Gene Encoding Thrombin-Activable Fibrinolysis Inhibitor

Disequilibrium between coagulation and fibrinolysis can lead to severe haemostatic disorders such as thrombosis and hemophilia. Thrombin-activable fibrinolysis inhibitor (TAFI) is a carboxypeptidase B-like pro-enzyme that, once activated, attenuates fibrinolysis. TAFI may also mediate connections between coagulation and inflammation. Studies have associated high plasma TAFI levels with risk for thrombotic diseases. Interestingly, steroid hormones, such as estrogen and progestogens used in hormone replacement therapy or oral contraceptive preparations, have been shown to affect plasma TAFI levels. Regulation of the expression of the gene encoding TAFI, CBP2, is likely an important determinant of the role of the TAFI pathway in vivo; this concept motivated the investigations described in this thesis. In Chapter 2, the results of my research lead to the identification of key transcription factors regulating CPB2. Specifically, we described the binding of NF-Y and HNF-1 to the CPB2 promoter. NF-Y was shown to be an important factor for the basal CPB2 promoter activity. Binding of HNF-1 is essential for the activity of the promoter and is potentially responsible for the liver specific expression of CPB2. In Chapter 3, we set to investigate the effect of female sex hormone on hepatic expression of CPB2. We demonstrated that the levels of TAFI protein secreted from cultured hepatoma cells (HepG2) are decreased by 17beta-estradiol and progesterone. The change in protein expression was paralleled by decreases in CPB2 mRNA abundance and promoter activity. Deletion analysis of the CPB2 promoter indicated that the genomic effects of estrogen and progesterone are likely mediated via a non-classical mechanism. In Chapter 4, we evaluated the effects of various inflammatory mediators on expression of the gene encoding mouse TAFI (Cpb2). Our results showed that Cpb2 mRNA abundance and promoter activity are up-regulated by inflammatory mediators IL-1beta, IL-6, and TNFalpha. We also showed that TNFalpha mediates its effect via the binding of NFkB. Additionally, our results suggest that TNFalpha promotes the binding of NFkB to the promoter by increasing its translocation to the nucleus. The NFkB site is not conserved between human and mouse and may explained the different responses to inflammation observed in vivo.

Études du remodelage vasculaire utérin durant la grossesse : caractérisation du rôle de l’œstrogène et de son action vasorelaxante

La grossesse est un état physiologique particulier où de nombreux changements fonctionnels et structuraux surviennent. Chez la rate, pour répondre aux besoins grandissants du fœtus, l’artère utérine se développe pour atteindre le double de son diamètre original avant parturition. Par conséquent, le débit sanguin utérin augmente d’environ vingt fois. Pour ce faire, les vaisseaux utérins sont l’objet d’un remodelage caractérisé par une hypertrophie et une hyperplasie des différentes composantes de la paroi. De plus, ce remodelage est complètement réversible après la parturition, par opposition au remodelage vasculaire « pathologique » qui affecte les artères systémiques, dans l’hypertension chronique, par exemple. La grossesse s’accompagne aussi de modifications hormonales importantes, comme les œstrogènes dont la concentration s’accroît progressivement au cours de cette période. Elle atteindra une concentration trois cents fois plus élevée avant terme que chez une femme non gravide. Cette hormone possède de multiples fonctions, ainsi qu’un mode d’action à la fois génomique et non génomique. Considérant l’ensemble de ces éléments, nous avons formulé l’hypothèse que l’œstradiol serait responsable de modifier la circulation utérine durant la grossesse, par son action vasorelaxante, mais aussi en influençant le remodelage de la vasculature utérine. Nous avons montré que le 17β-Estradiol (17β-E2) produit une relaxation due à un effet non génomique des artères utérines en agissant directement sur le muscle lisse par un mécanisme indépendant du monoxyde d’azote et des récepteurs classiques aux œstrogènes (ERα, ERβ). De plus, la relaxation induite par le 17β-E2 dans l’artère utérine durant la gestation est réduite par rapport à celle des artères des rates non gestantes. Ceci serait attribuable à une diminution de monoxyde d’azote provenant de la synthase de NO neuronale dans les muscles lisses des artères utérines. Nos résultats démontrent que le récepteur à l’œstrogène couplé aux protéines G (GPER), la protéine kinase A (PKA) et la protéine kinase G (PKG) ne sont pas impliqués dans la signalisation intracellulaire associée à l’effet vasorelaxant induit par le 17β-E2. Cependant, nous avons montré une implication probable des canaux potassiques sensibles au voltage, ainsi qu’un rôle possible des canaux potassiques de grande conductance activés par le potentiel et le calcium (BKCa). En effet, le penitrem A, un antagoniste présumé des canaux potassiques à grande conductance, réduit la réponse vasoralaxante du 17β-E2. Toutefois, une autre action du penitrem A n’est pas exclue, car l’ibériotoxine, reconnue pour inhiber les mêmes canaux, n’a pas d’effet sur cette relaxation. Quoi qu’il en soit, d’autres études sont nécessaires pour obtenir une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans la relaxation non génomique sur le muscle lisse des artères utérines. Quant à l’implication de l’œstrogène sur le remodelage des artères utérines durant la gestation, nous avons tenté d’inhiber la synthèse d’œstrogènes durant la gestation en utilisant un inhibiteur de l’aromatase. Plusieurs paramètres ont été évalués (paramètres sanguins, réactivité vasculaire, pression artérielle) sans changements significatifs entre le groupe contrôle et celui traité avec l’inhibiteur. Le même constat a été fait pour le dosage plasmatique de l’œstradiol, ce qui suggère l’inefficacité du blocage de l’aromatase dans ces expériences. Ainsi, notre protocole expérimental n’a pas réussi à inhiber la synthèse d’œstrogène durant la grossesse chez le rat et, ce faisant, nous n’avons pas pu vérifier notre hypothèse. En conclusion, nous avons démontré que le 17β-E2 agit de façon non génomique sur les muscles lisses des artères utérines qui implique une action sur les canaux potassiques de la membrane cellulaire. Toutefois, notre protocole expérimental n’a pas été en mesure d’évaluer les effets génomiques associés au remodelage vasculaire utérin durant la gestation et d’autres études devront être effectuées.

Implication de l'aldostérone dans les changements hémodynamiques de la grossesse

La grossesse s’accompagne d’importantes modifications hormonales et hémodynamiques. Parmi celles-ci, le système rénine-angiotensine-aldostérone (SRAA) est activé très tôt durant la grossesse. De plus, cette augmentation du SRAA est accompagnée d’élévations du débit cardiaque et du volume plasmatique ainsi que des baisses paradoxales de la pression artérielle et de la résistance vasculaire périphérique. Ceci suggère que la grossesse induit un remaniement des réponses physiologiques normales au SRAA. Une résistance vasculaire à l’action des vasopresseurs est également observée durant la gestation. Ce phénomène serait causé par la modification de la fonction des canaux calciques et potassiques. De plus, il serait possiblement dû à la participation de la Na+/K+-ATPase, par son influence sur le potentiel membranaire des cellules des muscles lisses vasculaires (VSMC). La présence des récepteurs minéralocorticoïdes (MR) dans les VSMC laisse croire que l’aldostérone peut influencer le tonus vasculaire par des effets génomiques et non-génomiques. Compte tenu des connaissances actuelles, nous avons émis l’hypothèse que l’augmentation des taux sériques d’aldostérone durant la grossesse est responsable des changements hémodynamiques observés et que ces effets sont causés par l’activation des MR. Des rates gestantes ont été traitées avec du canrénoate de potassium (20 mg/kg•jr), un antagoniste des MR, durant la dernière semaine de gestation (sur 3). Sur des anneaux aortiques dénudés de leur endothélium, nous avons mesuré les réponses contractiles à la phényléphrine (PhE) et au KCl en présence d’un bloqueur des canaux calciques dépendants du voltage (VDCC), la nifédipine, et d’activateurs des canaux potassiques à large conductance (BKCa) et ceux dépendants de l’ATP (KATP), respectivement le NS-1619 et la cromakalim. Les réponses à la PhE et au KCl sont réduites à partir du 17e jour de gestation et le traitement au canrénoate augmente ces réponses dans tous les groupes. Les modulateurs de canaux ioniques atténuent les réponses à la PhE et au KCl. Cependant, le canrénoate modifie aussi les effets des modulateurs sur les aortes. Aucun effet ou une baisse des réponses est observable chez les rates non gestantes, tandis qu’une hausse de leur effet inhibiteur est notée chez les rates gestantes. Ces effets du canrénoate font croire que l’aldostérone participe à l’adaptation de la réactivité vasculaire durant la grossesse. Par ailleurs, le potentiel membranaire des VSMC pourrait être affecté dans la gestation. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons évalué l’activité de la Na+/K+-ATPase, impliquée dans le contrôle du potentiel membranaire. Nos résultats démontrent que l’activité de la pompe est inhibée à partir du 19e jour de gestation. Cet effet est renversé par le canrénoate. Toutefois, comme le renversement de l’inhibition de la pompe est également présent chez les rates gestantes traitées avec du PST 2238, un antagoniste de l’ouabaïne sur la Na+/K+-ATPase, et que le canrénoate agit également comme agoniste partiel de la pompe, nous croyons que la diminution d’activité associée à la gestation est liée à une inhibition de la Na+/K+-ATPase par des stéroïdes cardiotoniques plutôt qu’à un effet des minéralocorticoïdes. L’augmention d’activité de la pompe liée au canrénoate s’accompagne d’une diminution de l’expression de la sous-unité α1, suggérant que la sous-unité α2 est responsable des variations de contractilité de l’aorte, puisque son expression n’est pas modifiée par le canrénoate. Les effets de la diminution de l’expression de la sous-unité α1, influencée par la signalisation du MR, restent à être déterminés. Néanmoins, nos résultats montrent que les modifications d’activité de la Na+/K+-ATPase influencent l’activité des canaux potassiques et que la pompe pourraient être un des éléments primordiaux dans le contrôle de la réactivité vasculaire durant la grossesse. Comme le canrénoate modifie la réactivité vasculaire, nous voulions déterminer ses impacts sur la pression artérielle. Des rates gestantes ont été traitées avec du canrénoate (20 ou 60 mg/kg•jr) et les paramètres hémodynamiques ont été évalués par radiotélémétrie. Aucune modification de la pression artérielle, du rythme cardiaque et de la pression pulsée ne sont mesurées chez les rates recevant le traitement. Toutefois, des augmentations de l’osmolalité, des taux sériques d’aldostérone et de corticostérone ainsi que de l’activité rénine plasmatique sont observées chez les animaux recevant 60 mg/kg•jr. Le canrénoate bloque donc le rétrocontrôle du SRAA. Par contre, les MR ne sont pas les principaux responsables du contrôle de la pression artérielle durant la grossesse. En conclusion, nous avons démontré que le traitement des rates au canrénoate influence la réactivité vasculaire de l’aorte durant la gestation. Cet effet est causé par la modification de l’activité de certains canaux ioniques (VDCC, BKCa et KATP). De plus, le canrénoate renverse l’inhibition de la Na+/K+-ATPase observée durant la gestation. Finalement, les actions locales de cet antagoniste des MR sur les vaisseaux sanguins ne se répercutent pas sur l’effet systémique global et aucune modification de la pression artérielle n’est observée. D’autres études seront toutefois nécessaires pour déterminer les voies de signalisation par lesquelles l’aldostérone module les réponses des canaux ioniques dans les VSMC.

Les neutrophiles ne sont pas résistants aux glucocorticoides

Les neutrophiles sont généralement considérés résistants aux glucocorticoïdes. Cependant, peu d’études comparant l’effet de ces drogues sur les neutrophiles et les autres leucocytes sanguins (monocytes, lymphocytes et éosinophiles) ont été rapportées. Dans notre étude, nous avons évalué la réponse aux glucocorticoïdes de ces deux populations cellulaires chez le cheval et l’homme. Les cellules, préalablement isolées du sang de 6 chevaux et 4 sujets humains sains, ont été incubées pendant 5 h en présence de lipopolysaccharide (LPS; 100 ng/mL) seul ou combiné avec de l’hydrocortisone, de la prednisolone ou de la dexaméthasone (10-8M et 10-6M). L’expression d’ARNm pour l’IL-1β, le TNF-α, l’IL-8, la glutamine synthétase et le récepteur α des glucocorticoïdes (GR-α) a été quantifiée par qPCR. Les neutrophiles équins ont également été incubés pendant 20 h en présence de ces 3 glucocorticoïdes et la survie cellulaire a été évaluée par cytométrie de flux et microscopie optique. Nous avons démontré que les glucocorticoïdes inhibaient l’expression des gènes pro-inflammatoires induite par le LPS pour les deux populations cellulaires chez les deux espèces étudiées. L’expression de la glutamine synthétase était également significativement augmentée par les glucocorticoïdes chez les neutrophiles et les autres leucocytes sanguins équins. De manière générale, l’intensité de la réponse aux glucocorticoïdes s’est avérée similaire dans les 2 populations leucocytaires et chez les deux espèces. Les glucocorticoïdes augmentaient également la survie des neutrophiles équins, phénomène également rapporté dans d’autres espèces. Ainsi, les glucococorticoïdes exercent des effets d’intensité comparable sur les neutrophiles et les autres leucocytes sanguins. Nous spéculons que la faible réponse à la corticothérapie observée lors de maladies inflammatoires chroniques neutrophiliques comme l’asthme sévère ou la Maladie Pulmonaire Obstructive Chronique (MPOC) ne s’explique pas par une corticorésistance intrinsèque des neutrophiles.

Thyroid hormone can increase estrogen-mediated transcription from a consensus estrogen response element in neuroblastoma cells

Thyroid hormones (T) and estrogens (E) are nuclear receptor ligands with at least two molecular mechanisms of action: (i) relatively slow genomic effects, such as the regulation of transcription by cognate T receptors (TR) and E receptors (ER); and (ii) relatively rapid nongenomic effects, such as kinase activation and calcium release initiated at the membrane by putative membrane receptors. Genomic and nongenomic effects were thought to be disparate and independent. However, in a previous study using a two-pulse paradigm in neuroblastoma cells, we showed that E acting at the membrane could potentiate transcription from an E-driven reporter gene in the nucleus. Because both T and E can have important effects on mood and cognition, it is possible that the two hormones can act synergistically. In this study, we demonstrate that early actions of T via TRalpha1 and TRbeta1 can potentiate E-mediated transcription (genomic effects) from a consensus E response element (ERE)-driven reporter gene in transiently transfected neuroblastoma cells. Such potentiation was reduced by inhibition of mitogen-activated protein kinase. Using phosphomutants of ERalpha, we also show that probable mitogen-activated protein kinase phosphorylation sites on the ERalpha, the serines at position 167 and 118, are important in TRbeta1-mediated potentiation of ERalpha-induced transactivation. We suggest that crosstalk between T and E includes potential interactions through both nuclear and membrane-initiated molecular mechanisms of hormone signaling.

Estrogen receptor-mediated transcription involves the activation of multiple kinase pathways in neuroblastoma cells

While many physiological effects of estrogens (E) are due to regulation of gene transcription by liganded estrogen receptors (ERs), several effects are also mediated, at least in part, by rapid non-genomic actions of E. Though the relative importance of rapid versus genomic effects in the central nervous system is controversial, we showed previously that membrane-limited effects of E, initiated by an estradiol bovine serum albumin conjugate (E2-BSA), could potentiate transcriptional effects of 17beta-estradiol from an estrogen response element (ERE)-reporter in neuroblastoma cells. Here, using specific inhibitors and activators in a pharmacological approach, we show that activation of phosphatidylinositol-3-phosphate kinase (PI3K) and mitogen activated protein kinase (MAPK) pathways, dependent on a Galphaq coupled receptor signaling are important in this transcriptional potentiation. We further demonstrate, using ERalpha phospho-deficient mutants, that E2-BSA mediated phosphorylation of ERalpha is one mechanism to potentiate transcription from an ERE reporter construct. This study provides a possible mechanism by which signaling from the membrane is coupled to transcription in the nucleus, providing an integrated view of hormone signaling in the brain.

Acute actions of thyroid hormone on blood vessel biochemistry and physiology

Purpose of review Description of the progress about the vascular effects promoted by thyroid hormones. Recent findings Over the past few years, a number of studies have shown that in addition to genomic effects on blood vessels, thyroid hormones exert extranuclear nongenomic effects on vascular smooth muscle cells and endothelium. These nongenomic effects occur rapidly and do not involve thyroid hormone response elements-mediated transcriptional events. In this context, the genomic and nongenomic events promoted by thyroid hormones act in concert to control the vascular hemodynamic and regulate the cardiovascular function. Summary Considering the antiatherogenic property of thyroid hormones and the rapid effects produced by this molecule as a vasodilator, including that in the coronary bed, a better understanding of the molecular mechanisms involved in its action may contribute to the development of drugs that can be clinically used to increase the known benefits promoted by thyroid hormones in cardiovascular physiology.

Induction of mitotic crossing-over in diploid strains of Aspergillus nidulans using low-dose X-rays

As a contribution towards detecting the genetic effects of low doses of genotoxic physical agents, this paper deals with the consequences of low-dose X-rays in the Aspergillus nidulans genome. The irradiation doses studied were those commonly used in dental clinics (1-5 cGy). Even very low doses promoted increased mitotic crossing-over frequencies in diploid strains heterozygous for several genetic markers including the ones involved in DNA repair and recombination mechanisms. Genetic markers of several heterozygous strains were individually analyzed disclosing that some markers were especially sensitive to the treatments. These markers should be chosen as bio-indicators in the homozygotization index assay to better detect the recombinogenic/ carcinogenic genomic effects of low-dose X-rays. ©FUNPEC-RP.

Der Wirkungsmechanismus von Neurosteroiden auf das Cytoskelett neuronaler Zellen

Neurosteroide können langsame genomische und schnelle nicht-genomische Effekte zeigen. Die Synthese und der Metabolismus von Neurosteroiden werden entwicklungsbedingt reguliert. In den letzten Jahren sind immer mehr schnelle Steroideffekte bekannt geworden, die sowohl über klassische als auch über nicht-klassische Rezeptoren laufen. Zum heutigen Stand der Forschung sind die morphologischen Effekte von Neurosteroiden auf das neuronale Cytoskelett und die involvierten Signalkaskaden noch weitgehend unerforscht. In diesem Zusammenhang stellen sich auch die Fragen nach den verantwortlichen Rezeptoren und dem Transportmechanismus sowie der subzellulären Lokalisation der Steroide. Die im Rahmen meiner Promotion erhaltenen Ergebnisse zeigen, dass die Steroide DHEA und Testosteron eine Reorganisation des Aktincytoskeletts in neuronalen Zellen induzieren und dass diese Effekte diesen Steroiden und nicht ihren Folgemetaboliten zuzuordnen sind. DHEA bewirkt die Kontraktion der Zellen, eine erhöhte Ausbildung von Stressfasern und fokalen Adhäsionskomplexen sowie die Bildung von Filopodien. Der diesen Effekten zu Grunde liegende Signalweg konnte eindeutig identifiziert werden. DHEA induziert in neuronalen Zellen die Aktivierung des Rho-Signalwegs. Diese Aktivierung führt zu einem erhöhten Phosphorylierungsstatus der regulatorischen leichten Kette von Myosin II (MRLC) an Serin 19 und der damit verbundenen erhöhten Myosin-Aktin-Interaktion. Die Ausbildung von Filopodien wird vermutlich über eine Aktivierung der GTPase Cdc42 vermittelt. Testosteron induziert das Auswachsen langer Neuriten sowie eine Verminderung von Stressfasern in neuronalen Zellen. Diese Effekte sind abhängig von der Aktivität der PI3-Kinase. Die im Rahmen dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass Testosteron über die PI3-Kinase und FAK den Rac-Signalweg induziert, da es zu einer Inhibierung des Rho-Signalwegs kommt. Zahlreiche Erkenntnisse weisen darauf hin, dass DHEA und Testosteron die Aktivierung der beteiligten Signalwege über einen G-Protein gekoppelten Rezeptor induzieren. DHEA und Testosteron beeinflussen auch die Expression und die Lokalisation der regulatorischen leichten Ketten von Myosin II. Im Gegensatz zu DHEA (Lokalisation der MRLC in der kortikalen Region der Zelle), induziert Testosteron eine Umlokalisation der MRLC in den Zellkern. Daher ist es denkbar, dass die MRLCs, wie auch Aktin, als Transkriptionsfaktoren wirken können. Die Synthese eines funktionalen, fluoreszierenden DHEA-Derivats (DHEA-Bodipy) ermöglichte erstmals, den Transport und die subzelluläre Lokalisation von DHEA in neuronalen Zellen zu beobachten. DHEA-Bodipy wird in neuronalen Zellen in den Mitochondrien lokalisiert. Diese Lokalisation ergibt völlig neue Ansätze im Verständnis zellulärer Wirkungsorte von Steroiden und beteiligter Rezeptoren. Das in meiner Arbeit vorgestellte Verfahren zur Fluoreszenzmarkierung von Steroiden bietet vielfältige Möglichkeiten im Einsatz zellbiologischer Methoden. Nach diesem Verfahren hergestellte, fluoreszierende Steroide eignen sich aufgrund ihrer Stabilität sehr gut für die Untersuchung des Transports und der subzellulären Lokalisation von Steroiden an fixierten und lebenden Zellen sowie für Colokalisationsexperimente. Diese Methode grenzt somit auch die Anzahl möglicher molekularer Interaktionspartner ein. Für Testosteron konnte ebenfalls ein fluoreszierendes Testosteron-Derivat (Testosteron-Bodipy) synthetisiert werden. Die Aufklärung der Effekte von Steroiden auf das neuronale Cytoskelett und der beteiligten Signalkaskaden sowie die Identifizierung der zellulären Wirkungsorte ermöglichen therapeutische Ansätze zur Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen, deren Ursachen in Abnormitäten des Cytoskeletts oder fehlregulierter Neurosteroidogenese zu begründen sind.