Leukotriene B(4) amplifies NF-kappa B activation in mouse macrophages by reducing SOCS1 inhibition of MyD88 expression

Activation of NF-kappa B and 5-lipoxygenase-mediated (5-LO-mediated) biosynthesis of the lipid mediator leukotriene B(4) (LTB(4)) are pivotal components of host defense and inflammatory responses. However, the role of LTB(4) in mediating innate immune responses elicited by specific TLR ligands and cytokines is unknown. Here we have shown that responses dependent on MyD88 (an adaptor protein that mediates signaling through all of the known TLRs, except TLR3, as well as IL-1 beta and IL-18) are reduced in mice lacking either 5-LO or the LTB(4) receptor BTL1, and that macrophages from these mice are impaired in MyD88-dependent activation of NF-kappa B. This macrophage defect was associated with lower basal and inducible expression of MyD88 and reflected impaired activation of STAT1 and overexpression of the STAT1 inhibitor SOCS1. Expression of MyD88 and responsiveness to the TLR4 ligand LPS were decreased by Stat1 siRNA silencing in WT macrophages and restored by Socs1 siRNA in 5-LO-deficient macrophages. These results uncover a pivotal role in macrophages for the GPCR BLT1 in regulating activation of NF-kappa B through Stat1-dependent expression of MyD88.

Intrahepatic mRNA levels of SOCS1 and SOCS3 are associated with cirrhosis but do not predict virological response to therapy in chronic hepatitis C.

BACKGROUND: Antiviral treatment of chronic hepatitis C is not invariably successful, costly and associated with serious side-effects, and therefore should be indicated only when the chances of benefitting patients exceed the potential risks. The suppressor of cytokine signalling (SOCS) family members have been suggested to affect the rate of virological response to therapy, but the published evidence is conflicting. METHODS: We measured the intrahepatic SOCS1, SOCS3 and SOCS7 mRNA levels in 107 chronic hepatitis C patients and assessed their clinical and histological correlates with the virological response to therapy and with some factors known for affecting treatment outcome. RESULTS: By multivariate analysis, SOCS1, SOCS3 and SOCS7 mRNA levels were not associated with rapid or sustained virological response. Similarly, no association was found between the levels of any intrahepatic SOCS mRNA and those of the homeostasis model assessment of insulin resistance. Conversely, SOCS1 (OR 2.185, 95% CI 1.223-3.906, P=0.0083) and SOCS3 (OR 40.601, 95% CI 2.357-699.25, P=0.0108) mRNA level (but not SOCS7), together with age (OR 1.156, 95% CI 1.049-1.275, P=0.0036), were independently associated with cirrhosis. CONCLUSIONS: Intrahepatic SOCS1, SOCS3 and SOCS7 mRNA levels do not predict virological response to therapy in chronic hepatitis C. The association between SOCS1, SOCS3 and cirrhosis warrants further study.

Étude du mécanisme de régulation de la sénescence et de p53 par la protéine SOCS1

Les mécanismes cellulaires anti-prolifératifs, lesquels comprennent l’apoptose, aussi appelée la mort cellulaire programmée, l’arrêt transitoire du cycle cellulaire et la sénescence, permettent à la cellule de prévenir, en réponse à différents stress, l’accumulation de mutations pouvant conduire à une prolifération incontrôlée et, éventuellement, au développement d’une tumeur. La régulation de ces différents mécanismes requiert l’activation de protéines appelées des suppresseurs de tumeur, dont le principal est p53. p53 est un facteur de transcription dont la stabilisation et l’activation conduit à une hausse de l’expression de gènes directement impliqués dans l’arrêt de la prolifération. Au cours des dernières années, l’ensemble des travaux sur p53 ont permis de mettre en évidence la complexité de sa fonction, de même que la multitude de voies de signalisation et de protéines avec lesquelles il coopère pour maintenir l’intégrité du génome. De ce fait, l’étude des mécanismes d’activation de p53 est de mise pour la compréhension de sa régulation et, éventuellement, pour la prévention et l’élaboration de nouvelles stratégies de traitement contre le cancer. L’objet de cette thèse est la mise en évidence d’un mécanisme d’activation de p53 et de la sénescence par la protéine SOCS1, un suppresseur de la signalisation par les cytokines. Ce mécanisme implique une interaction directe entre les deux protéines, plus précisément entre le domaine SH2 de SOCS1 et le domaine de transactivation de p53. SOCS1 interagit également, au niveau de son SOCS Box, avec les kinases ATM et ATR de la voie du dommage à l’ADN de façon à faciliter la phosphorylation de p53 en sérine 15. Ainsi, en interagissant à la fois avec p53 et ATM/ATR, SOCS1 contribue à la stabilisation et à l’activation de p53. En accord avec ce modèle, l’inhibition de SOCS1 dans des fibroblastes humains normaux tend à diminuer le nombre de cellules sénescentes suite à l’expression de l’oncogène ca-STAT5A et à réduire l’accumulation nucléaire de p53 dans ces cellules. De la même façon, les lymphocytes T provenant de souris Socs1-/-Ifnγ-/- sont moins susceptibles d’entrer en apoptose que les lymphocytes provenant de souris Socs1+/+Ifnγ+/+, suite à une exposition à des radiations. Dans les deux contextes, on observe une baisse de l’expression des gènes cibles de p53, ce qui démontre que SOCS1 est impliquée dans l’activation de p53 in vivo. Cette thèse a également pour but de mettre en évidence l’implication de SOCS1 dans l’activation d’autres facteurs de transcription et, par le fait même, de démontrer qu’elle peut agir comme un régulateur plus général de la transcription. Une étude approfondie de l’interaction entre SOCS1 et p53 a permis de démontrer que le domaine de transactivation II de p53 (acides aminés 36-67) est suffisant pour l’interaction. Plus précisément, il semble que le tryptophane 53 (W53) et la phénylalanine 54 (F54) sont les principaux résidus impliqués. Une analyse structurale de ce domaine de p53 a conduit à l’identification d’un motif conservé dans plusieurs autres facteurs de transcription pourvus d’un domaine de transactivation acide, dont p63, p73 et E2F1. En accord avec ces résultats, SOCS1 est en mesure d’interagir avec chacune des deux protéines. Ainsi, la capacité de SOCS1 d’interagir et de réguler l’activité de p53 peut s’étendre à d’autres facteurs de transcription. En terminant, le mécanisme présenté dans cette thèse contribue à la compréhension de la régulation de p53, le principal suppresseur de tumeur de la cellule. De plus, il met en évidence une nouvelle fonction de SOCS1, laquelle était jusqu’alors essentiellement connue pour inhiber la voie de signalisation JAK/STAT. Ce nouveau rôle pour SOCS1 permet d’expliquer de quelle manière une activation aberrante de la signalisation par les cytokines peut déclencher la sénescence ou l’apoptose. Enfin, le fait que SOCS1 puisse réguler différents facteurs de transcription permet de la qualifier de régulateur général des facteurs de transcription composés d’un domaine de transactivation acide.

Estudo da participação de reguladores negativos endógenos da atividade de STAT1 e STAT3 (SOCS1 e SOCS3) na doença periodontal experimental

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Negative regulation of the hepatic fibrogenic response by suppressor of cytokine signaling 1 (SOCS1)

Abstract: Suppressor of cytokine signaling 1 (SOCS1) is an indispensable regulator of IFN-γ signaling and has been implicated in the regulation of liver fibrosis. However, it is not known whether SOCS1 mediates its anti-fibrotic functions in the liver directly, or via modulating IFN-γ, which has been implicated in attenuating hepatic fibrosis. Additionally, it is possible that SOCS1 controls liver fibrosis by regulating hepatic stellate cells (HSC), a key player in fibrogenic response. While the activation pathways of HSCs have been well characterized, the regulatory mechanisms are not yet clear. The goals of this study were to dissociate IFN-γ-dependent and SOCS1-mediated regulation of hepatic fibrogenic response, and to elucidate the regulatory functions of SOCS1 in H SC activation. Liver fibrosis was induced in Socs1[superscript -/-]Ifng[superscript -/-] mice with dimethylnitrosamine or carbon tetrachloride. Ifng[superscript -/-] and C57BL/6 mice served as controls. Following fibrogenic treatments, Socs1[superscript -/-]Ifng[superscript -/-] mice showed elevated serum ALT levels and increased liver fibrosis com-pared to mice Ifng[superscript -/-]. The latter group showed higher alanine aminotransferase (ALT) levels and fibrosis than C57BL/6 controls. The livers of Socs1-deficient mice showed bridging fibrosis, which was associated with increased accumulation of myofibroblasts and abundant collagen deposition. Socs1-deficient livers showed increased expression of genes coding for smooth muscle actin, collagen, and enzymes involved in remodeling the extracellular matrix, namely matrix metalloproteinases and tissue inhibitor of metalloproteinases. Primary HSCs from Socs1-deficient mice showed increased proliferation in response to growth factors such as HGF, EGF and PDGF, and the fibrotic livers of Socs1-deficient mice showed increased expression of the Pdgfb gene. Taken together, these data indicate that SOCS1 controls liver fibrosis independently of IFN-γ and that part of this regulation may occur via regulating HSC proliferation and limiting growth factor availability.

Rôle de SOCS1 dans l’immunogénicité de la tumeur en particulier au niveau du carcinome hépatocellulaire

Résumé : Le carcinome hépatocellulaire (HCC) est la troisième cause commune de décès de cancer et affecte plus les hommes que les femmes. Le HCC résulte d’une dérégulation des voies de signalisation impliquées dans l’initiation de l’inflammation menant ainsi à des répercussions désastreuses. De part la complexité de ce type de cancer, les traitements qui existent à ce jour ne sont pas très prometteurs et ont un faible pourcentage de « rémission ». L’immunothérapie soulève beaucoup d’espoir quant à l’orientation vers un traitement efficace plausible. En effet, plusieurs suppresseurs de tumeur se retrouvent réprimés, parmi lesquels le SOCS1. C’est dans cette optique que nos recherches se sont orientées en mettant la lumière sur le SOCS1 «suppresseur de signalisation des cytokines 1 (SOCS1) » qui est réprimé au niveau du HCC et dont la restauration pourrait contribuer à un pronostic favorable à la rémission. La protéine SOCS1 a beaucoup attisé la curiosité des chercheurs de part son rôle suppresseur de tumeur. Pour comprendre les mécanismes d’action de SOCS1 et son implication dans la neutralisation de la tumeur, nous avons généré trois types stables de la lignée cellulaire du carcinome hépatocellulaire de souris Hepa1-6, une portant un vecteur vide, l’autre exprimant le type sauvage du gène SOCS1 (SOCS1-WT; Hepa-S) et une portant une mutation au niveau du domaine SH2 (SOCS1-R105K; Hepa-R). Le mutant ne peut plus inhiber la signalisation des cytokines. Lors de l'implantation sous-cutanée des cellules Hepa1-6 modifiées, chez des souris C57BL/6 et NOD.scid.gamma (NSG). Nous avons observé que les cellules Hepa1-6 exprimant le vecteur de contrôle (Hepa-V) formaient de grosses tumeurs tandis que les cellules Hepa-S formaient de petites tumeurs chez les deux types de souris. Les cellules Hepa-R quant à elles, formaient de grosses tumeurs seulement chez des souris immunodéficientes (NSG) mais montraient une croissance nettement retardée lorsqu’elles étaient greffées aux souris (C57BL/6) immunocompétentes. Partant de ce constat intrigant, nous avons postulé que SOCS1 favorise l'immunogénicité des cellules tumorales par son domaine SOCS Box. Par conséquent, les cellules Hepa-R offrent une occasion unique de démêler le potentiel pro-immunogène de SOCS1, et ceci dans le but d'élucider les fonctions immunogènes de SOCS1 dans le cancer du foie. Jusqu'à présent aucune précédente recherche ne s’est aventurée à chercher l’implication de SOCS1 dans l’augmentation de l’immunogénicité.

Review of genetic and epigenetic alterations in hepatocarcinogenesis

Hepatocellular carcinoma (HCC) is associated with multiple risk factors and is believed to arise from pre-neoplastic lesions, usually in the background of cirrhosis. However, the genetic and epigenetic events of hepatocarcinogenesis are relatively poorly understood. HCC display gross genomic alterations, including chromosomal instability (CIN), CpG island methylation, DNA rearrangements associated with hepatitis B virus (HBV) DNA integration, DNA hypomethylation and, to a lesser degree, microsatellite instability. Various studies have reported CIN at chromosomal regions, 1p, 4q, 5q, 6q, 8p, 10q, 11p, 16p, 16q, 17p and 22q. Frequent promoter hypermethylation and subsequent loss of protein expression has also been demonstrated in HCC at tumor suppressor gene (TSG), p16, p14, p15, SOCS1, RIZ1, E-cadherin and 14-3-3 sigma. An interesting observation emerging from these studies is the presence of a methylator phenotype in hepatocarcinogenesis, although it does not seem advantageous to have high levels of microsatellite instability. Methylation also appears to be an early event, suggesting that this may precede cirrhosis. However, these genes have been studied in isolation and global studies of methylator phenotype are required to assess the significance of epigenetic silencing in hepatocarcinogenesis. Based on previous data there are obvious fundamental differences in the mechanisms of hepatic carcinogenesis, with at least two distinct mechanisms of malignant transformation in the liver, related to CIN and CpG island methylation. The reason for these differences and the relative importance of these mechanisms are not clear but likely relate to the etiopathogenesis of HCC. Defining these broad mechanisms is a necessary prelude to determine the timing of events in malignant transformation of the liver and to investigate the role of known risk factors for HCC.

The Potential Role of Suppressors of Cytokine Signaling in the Attenuation of Inflammatory Reaction and Alveolar Bone Loss Associated with Apical Periodontitis

Inflammatory cytokines contribute to periapical tissue destruction. Their activity is potentially regulated by suppressors of cytokine signaling (SOCS), which down-regulate signal transduction as part of an inhibitory feedback loop. We investigated the expression of the cytokines tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha); interleukin (IL)-10 and RANKL; and SOCS-1, -2, and -3 by real-time polymerase chain reaction in 57 periapical granulomas and 38 healthy periapical tissues. Periapical granulomas exhibited significantly higher SOCS-1, -2, and -3, TNF-alpha, IL-10, and RANKL messenger RNA levels when compared with healthy controls. Significant positive correlations were found between SOCS1 and IL-10 and between SOCS3 and IL-10. Significant inverse correlations were observed between SOCS1 and TNF-alpha, SOCS1 and RANKL, and SOCS3 and TNF-alpha. Increased SOCS-1, -2, and -3 messenger RNA levels in periapical granulomas may be related to the downregulation of inflammatory cytokines in these lesions; therefore, SOCS molecules may play a role in the dynamics of periapical granulomas development. (J Endod 2008;34:1480-1484)

Comparative transcriptomics of extreme phenotypes of human HIV-1 infection and SIV infection in sooty mangabey and rhesus macaque.

High levels of HIV-1 replication during the chronic phase of infection usually correlate with rapid progression to severe immunodeficiency. However, a minority of highly viremic individuals remains asymptomatic and maintains high CD4+ T cell counts. This tolerant profile is poorly understood and reminiscent of the widely studied nonprogressive disease model of SIV infection in natural hosts. Here, we identify transcriptome differences between rapid progressors (RPs) and viremic nonprogressors (VNPs) and highlight several genes relevant for the understanding of HIV-1-induced immunosuppression. RPs were characterized by a specific transcriptome profile of CD4+ and CD8+ T cells similar to that observed in pathogenic SIV-infected rhesus macaques. In contrast, VNPs exhibited lower expression of interferon-stimulated genes and shared a common gene regulation profile with nonpathogenic SIV-infected sooty mangabeys. A short list of genes associated with VNP, including CASP1, CD38, LAG3, TNFSF13B, SOCS1, and EEF1D, showed significant correlation with time to disease progression when evaluated in an independent set of CD4+ T cell expression data. This work characterizes 2 minimally studied clinical patterns of progression to AIDS, whose analysis may inform our understanding of HIV pathogenesis.

miRNA expression profiles in chronic lymphocytic and acute lymphocytic leukemia

MicroRNAs (miRNAs) are a class of small endogenous RNAs that play important regulatory roles by targeting mRNAs for cleavage or translational repression. miRNAs act in diverse biological processes including development, cell growth, apoptosis, and hematopoiesis, suggesting their association with cancer. We determined the miRNA expression profile of chronic and acute lymphocytic leukemias (CLL and ALL) using the TaqMan® MicroRNA Assays Human Panel (Applied Biosystems). Pooled leukemia samples were compared to pooled CD19+ samples from healthy individuals (calibrator) by the 2-DDCt method. Total RNA input was normalized based on the Ct values obtained for hsa-miR-30b. The five most highly expressed miRNAs were miR-128b, miR-204, miR-218, miR-331, and miR-181b-1 in ALL, and miR-331, miR-29a, miR-195, miR-34a, and miR-29c in CLL. To our knowledge, this is the first report associating miR-128b, miR-204 and miR-331 to hematological malignancies. The miR-17-92 cluster was also found to be up-regulated in ALL, as previously reported for some types of lymphomas. The differences observed in gene expression levels were validated for miR-331 and miR-128b in ALL and CD19+ samples. These miRNAs were up-regulated in ALL, in agreement with our initial results. A brief target analysis was performed for miR-331. One of its putative targets, SOCS1, promotes STAT activation, which is a known mediator of cell proliferation and survival, suggesting the possibility of an association between miR-331 and these processes. This initial screening provided information on miRNA differentially expressed in normal and malignant B-cells that could suggest the potential roles of these miRNAs in hematopoiesis and leukemogenesis.

The BTB/POZ Transcription Factor Miz-1 Is Required To Regulate The Commitment, Survival And Differentiation Of Early B And T Cell Lineages

Les lymphocytes B et T sont issus de cellules progénitrices lymphoïdes de la moelle osseuse qui se différencient grâce à l’action de facteurs de transcription, cytokines et voies de signalisation, dont l’interleukine-7 (IL-7)/IL-7 récepteur (IL-7R). Le facteur de transcription c-Myc est exprimé par les cellules lymphoïdes et contrôle leur croissance et leur différenciation. Cette régulation transcriptionnelle peut être coordonnée par le complexe c-Myc/Myc-Interacting Zinc finger protein-1 (Miz-1). Le but de ce projet était de comprendre les mécanismes qui impliquent Miz-1 et le complexe c-Myc/Miz-1 dans le développement des lymphocytes B et T. Pour réaliser ce projet, des souris déficientes pour le domaine de transactivation de Miz-1 (Miz-1POZ) et des souris à allèles mutantes pour c-MycV394D, mutation qui empêche l’interaction avec Miz-1, ont été générées. La caractérisation des souris Miz 1POZ a démontré que l’inactivation de Miz-1 perturbe le développement des lymphocytes B et T aux stades précoces de leur différenciation qui dépend de l’IL-7. L’analyse de la cascade de signalisation IL-7/IL-7R a montré que ces cellules surexpriment la protéine inhibitrice SOCS1 qui empêche la phosphorylation de STAT5 et perturbe la régulation à la hausse de la protéine de survie Bcl-2. De plus, Miz-1 se lie directement au promoteur de SOCS1 et contrôle son activité. En plus de contrôler l’axe IL-7/IL-7R/STAT5/Bcl-2 spécifiquement aux stades précoces du développement afin d’assurer la survie des progéniteurs B et T, Miz-1 régule l’axe EBF/Pax-5/Rag-1/2 dans les cellules B afin de coordonner les signaux nécessaires pour la différenciation des cellules immatures. La caractérisation des souris c-MycV394D a montré, quant à elle, que les fonctions de Miz-1 dans les cellules B et T semblent indépendantes de c-Myc. Les cellules T des souris Miz-1POZ ont un défaut de différenciation additionnel au niveau de la -sélection, étape où les signaux initiés par le TCR remplacent ceux induits par IL-7 pour assurer la prolifération et la différenciation des thymocytes en stades plus matures. À cette étape du développement, une forme fonctionnelle de Miz-1 semble être requise pour contrôler le niveau d’activation de la voie p53, induite lors du processus de réarrangement V(D)J du TCR. L’expression de gènes pro-apoptotiques PUMA, NOXA, Bax et du régulateur de cycle cellulaire p21CIP1 est régulée à la hausse dans les cellules des souris Miz-1POZ. Ceci provoque un débalancement pro-apoptotique qui empêche la progression du cycle cellulaire des cellules TCR-positives. La survie des cellules peut être rétablie à ce stade de différenciation en assurant une coordination adéquate entre les signaux initiés par l’introduction d’un TCR transgénique et d’un transgène codant pour la protéine Bcl-2. En conclusion, ces études ont montré que Miz-1 intervient à deux niveaux du développement lymphoïde: l’un précoce en contrôlant la signalisation induite par l’IL-7 dans les cellules B et T, en plus de l’axe EBF/Pax-5/Rag-1/2 dans les cellules B; et l’autre tardif, en coordonnant les signaux de survie issus par le TCR et p53 dans les cellules T. Étant donné que les thymocytes et lymphocytes B immatures sont sujets à plusieurs rondes de prolifération, ces études serviront à mieux comprendre l’implication des régulateurs du cycle cellulaire comme c-Myc et Miz-1 dans la génération des signaux nécessaires à la différenciation non aberrante et à la survie des ces cellules. Enfin, les modèles expérimentaux, souris déficientes ou à allèles mutantes, utilisés pour ce travail permettront de mieux définir les bases moléculaires de la transformation maligne des lymphocytes B et T et de révéler les mécanismes conduisant au lymphome.

Expression of suppressor of cytokine signaling 1 and 3 in ligature-induced periodontitis in rats

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Alterações genéticas e epigenéticas em meningiomas na população paraense

Os meningiomas são os tumores intracranianos mais frequentes, originando-se das meninges que revestem o cérebro e cordão espinhal. Apesar de terem sido um dos primeiros neoplasmas sólidos estudados citogeneticamente, ainda são escassos os estudos genéticos e epigenéticos nesses tumores. O presente trabalho teve como objetivo investigar alterações genéticas e epigenéticas que pudessem contribuir na iniciação e progressão tumoral em meningiomas na população paraense. Essa tese está subdivida em três capítulos. No Capítulo I foi investigada a associação entre o polimorfismo MTHFR C677T e meningioma em 23 pacientes da população paraense, utilizando 96 indivíduos sem histórico de lesões pré-neoplásicas como grupo controle. Essa associação não foi encontrada, apesar de sugerir um aumento não estatisticamente significante no risco de desenvolver meningioma em portadores do genótipo TT quando comparados ao genótipo CC. No Capítulo II foi avaliado o padrão de metilação em duas famílias do microRNA124 em meningiomas na população paraense. Hipermetilação na região promotora de miRN124a2 e miRNA124a3 parece ser um evento frequente, uma vez que foi encontrada em 73,9% e 69,56% das amostras analisadas, respectivamente. No Capítulo III, foi analisado o padrão de metilação dos genes APC, BRCA1, CDH1, CDH13, CDKN2A, DAPK1, ESR1, FHIT, GSTP1, MGMT, MLH1, NEUROG1, PDLIM4, PTEN, RARB, RASSF1, RUNX3, SOCS1, TIMP3, TP73, VHL e WIF1 em um meningioma de grau I e um de grau II através de uma placa comercial desenvolvida através da tecnologia MethylScreen. O padrão de metilação do gene CDKN2B também foi analisado na amostra coletada em 25 pacientes com meningioma através da conversão por bissulfito, PCR e sequenciamento direto. O gene RASSF1A apresentou-se metilado em 16,73% e 63,66% dos sítios CpGs analisados na amostra de meningioma de grau I e grau II, respectivamente. O gene RUNX3 se apresentou metilado apenas na amostra de grau II em 52,88% dos sítios CpG analisados. Nossos resultados apontam a importância das alterações epigenéticas na tumorigênese e progressão tumoral em meningiomas.

Ação do curcumin sobre os períodos iniciais da carcinogênese bucal induzida por 4-NQO em modelo murino

Pós-graduação em Odontologia - FOAR

Estudo da carcinogênese bucal experimental utilizando-se o óxido de nitroquinolina (4-NQO) em ratos

Pós-graduação em Odontologia - FOAR