Targeting class I histone deacetylases by the novel small molecule inhibitor 4SC-202 blocks oncogenic hedgehog-GLI signaling and overcomes smoothened inhibitor resistance

Aberrant activation of Hedgehog (HH)/GLI signaling is causally involved in numerous human malignancies, including basal cell carcinoma (BCC) and medulloblastoma. HH pathway antagonists targeting smoothened (SMO), an essential effector of canonical HH/GLI signaling, show significant clinical success in BCC patients and have recently been approved for the treatment of advanced and metastatic BCC. However, rapid and frequent development of drug resistance to SMO inhibitors (SMOi) together with severe side effects caused by prolonged SMOi treatment call for alternative treatment strategies targeting HH/GLI signaling downstream of SMO. In this study, we report that 4SC-202, a novel clinically validated inhibitor of class I histone deacetylases (HDACs), efficiently blocks HH/GLI signaling. Notably, 4SC-202 treatment abrogates GLI activation and HH target gene expression in both SMOi-sensitive and -resistant cells. Mechanistically, we propose that the inhibition of HDACs 1/2/3 is crucial for targeting oncogenic HH/GLI signaling, and that class I HDAC inhibitors either in combination with SMOi or as second-line therapy may improve the treatment options for HH-associated malignancies with SMOi resistance

Targeting class I histone deacetylases by the novel small molecule inhibitor 4SC-202 blocks oncogenic hedgehog-GLI signaling and overcomes smoothened inhibitor resistance

Aberrant activation of Hedgehog (HH)/GLI signaling is causally involved in numerous human malignancies, including basal cell carcinoma (BCC) and medulloblastoma. HH pathway antagonists targeting smoothened (SMO), an essential effector of canonical HH/GLI signaling, show significant clinical success in BCC patients and have recently been approved for the treatment of advanced and metastatic BCC. However, rapid and frequent development of drug resistance to SMO inhibitors (SMOi) together with severe side effects caused by prolonged SMOi treatment call for alternative treatment strategies targeting HH/GLI signaling downstream of SMO. In this study, we report that 4SC-202, a novel clinically validated inhibitor of class I histone deacetylases (HDACs), efficiently blocks HH/GLI signaling. Notably, 4SC-202 treatment abrogates GLI activation and HH target gene expression in both SMOi-sensitive and -resistant cells. Mechanistically, we propose that the inhibition of HDACs 1/2/3 is crucial for targeting oncogenic HH/GLI signaling, and that class I HDAC inhibitors either in combination with SMOi or as second-line therapy may improve the treatment options for HH-associated malignancies with SMOi resistance

Physiological Correlates of Volunteering

We review research on physiological correlates of volunteering, a neglected but promising research field. Some of these correlates seem to be causal factors influencing volunteering. Volunteers tend to have better physical health, both self-reported and expert-assessed, better mental health, and perform better on cognitive tasks. Research thus far has rarely examined neurological, neurochemical, hormonal, and genetic correlates of volunteering to any significant extent, especially controlling for other factors as potential confounds. Evolutionary theory and behavioral genetic research suggest the importance of such physiological factors in humans. Basically, many aspects of social relationships and social activities have effects on health (e.g., Newman and Roberts 2013; Uchino 2004), as the widely used biopsychosocial (BPS) model suggests (Institute of Medicine 2001). Studies of formal volunteering (FV), charitable giving, and altruistic behavior suggest that physiological characteristics are related to volunteering, including specific genes (such as oxytocin receptor [OXTR] genes, Arginine vasopressin receptor [AVPR] genes, dopamine D4 receptor [DRD4] genes, and 5-HTTLPR). We recommend that future research on physiological factors be extended to non-Western populations, focusing specifically on volunteering, and differentiating between different forms and types of volunteering and civic participation

Prevalence of Age-Related Macular Degeneration in Europe: The Past and the Future

Purpose Age-related macular degeneration (AMD) is a frequent, complex disorder in elderly of European ancestry. Risk profiles and treatment options have changed considerably over the years, which may have affected disease prevalence and outcome. We determined the prevalence of early and late AMD in Europe from 1990 to 2013 using the European Eye Epidemiology (E3) consortium, and made projections for the future. Design Meta-analysis of prevalence data. Participants A total of 42 080 individuals 40 years of age and older participating in 14 population-based cohorts from 10 countries in Europe. Methods AMD was diagnosed based on fundus photographs using the Rotterdam Classification. Prevalence of early and late AMD was calculated using random-effects meta-analysis stratified for age, birth cohort, gender, geographic region, and time period of the study. Best-corrected visual acuity (BCVA) was compared between late AMD subtypes; geographic atrophy (GA) and choroidal neovascularization (CNV). Main Outcome Measures Prevalence of early and late AMD, BCVA, and number of AMD cases. Results Prevalence of early AMD increased from 3.5% (95% confidence interval [CI] 2.1%–5.0%) in those aged 55–59 years to 17.6% (95%

In-vitro-Rekonstitution des vesikulären Transportes zu Recycling-Endosomen und Analyse von sekretiertem Caveolin-1 aus humanen Prostatakrebszellen

Der Transferrin-Zyklus ist ein wichtiges Modell für denintrazellulären Transport, daher sollten in der vorliegendenArbeit einzelne, immer noch unverstandene Prozesse desvesikulären, intrazellulären Transportes durch dieCharakterisierung einen in vitro-Transportassay untersuchtwerden. Der Ansatz eines in vitro-Systems wurde deshalbgewählt, um mit Experimenten in denen einzelne Faktoren undbestimmte Konditionen untersucht werden sollten, diese unterdefinierten, reproduzierbaren Konditionen durchzuführen, diein einem in vivo-System kaum zu gewährleisten sind. Ohne denEinfluss von „störenden“, weil unkontrollierten Faktoren,wie es bei in vivo-Systemen der Fall ist, konnte imvorliegende Ansatz der Transport zu immunisoliertenRecycling-Endosomen (die Isolierung erfolgte hierbei mitanti-Rab11-Antikörpern, einem Marker fürRecycling-Endosomen) unter bestimmten Bedingungen untersuchtwerden. Dabei wurde als Marker Acridinium-markiertesTransferrin gewählt, welches in Zellen internalisiert wurde.Die Spezifität des Transportes in dem zellfreien System warhierbei sehr hoch, wie Kontrollexperimente inImmunisolierungsansätzen ohne Rab11-Antikörper zeigten. ImRahmen einer ersten Charakterisierung des Transportassayswurden essentielle, für den in vivo-Transport essentielleParameter auch in den in vitro-Experimenten untersucht.Hierbei wurde zum einen der Faktor Temperatur gewählt, daTransport in Zellen bei 4°C in der Regel zum Erliegen kommt.Dies konnte auch in dem vorgestellten System gezeigt werden.Ein weiterer, essentieller Faktor ist Energie in Form vonATP. ATP-Depletion wurde in den Experimenten durch Hinzugabeeines ATP-erschöpfenden Systems erzielt. Auch hier zeigteder Transport von Ac-Tfn zu Recycling-Endosomen eine starkeInhibierung. Mit Hilfe des so charakterisierten Assayskonnten anschließend weitere Experimente durchgeführtwerden, die den Einfluss von bestimmten Reagenzien undKonditionen auf den Transport untersuchten. So zeigte derTransport in Zeitverlaufsexperimenten einen Anstieg desTransportes bis 30 Minuten, bei 30 Minuten wurde ein Maximumerreicht. Nach Erreichen dieses Maximums war nachfolgendeine leichte Abnahme des Transfers von Ac-Tfn zu denRecycling-Endosomen zu beobachten. Da Rab-Proteine alsSchlüsselregulatoren für den intrazellulären, vesikulärenTransport gelten, und die Immunisolierungen mitanti-Rab11-Antikörpern durchgeführt wurden, wurde somit auchder Einfluss dieser GTPasen auf das Transportsystemuntersucht. Zugegebenes GDI, welches in der Lage istRab-Proteine in GDP-gebundener Form von spezifischenMembranen zu extrahieren, und daher ein gut untersuchterInhibitor von Rab-Funktionen ist, konnte auch in diesemTransportassay den Transport von Transferrin inhibieren. Einweiterer Aspekt war die Rolle des Cytoskelettes imintrazellulären Transport. Da in früheren Untersuchungen(Trischler et al., 1999) Aktin auf Recycling-Endosomengefunden wurde, erfolgte in diesen Arbeiten eineKonzentration auf die Rolle des Aktin in diesenTransportprozessen. Durch die Zugabe von Cytochalasin D, daseinen Aufbau von Aktingerüsten verhindert, wurde derTransport ebenfalls inhibiert. Durchaffinitätschromatographische Aufreinigungen konnte einestarke Interaktion von Aktin an immobilisiertes Rab11gezeigt werden. Die eluierten Fraktionen, die neben Aktinnoch weitere, jedoch unbekannte Proteine enthielten, konntenin dem in vitro-Fusionsassay eingesetzt werden und führtendort zu einer Stimulation des Transportes. Neben demgefundenen Aktin, könnten somit noch weitere, unbekannteProteine in dem Proteingemisch wichtige Funktionen imintrazellulären, vesikulären Transport übernehmen. EineIdentifizierung dieser Proteine ist dabei für weiterführendeArbeiten essentiell.Caveolin-1, Markerprotein für die Caveolae-Membrandomänewird überraschenderweise von verschiedenen Zellensekretiert. Da Caveolin-1 normalerweise ein integralesMembranprotein ist, wird von einer Sekretion alsLipoproteinpartikel ausgegangen. Die Rolle diesessekretierten Partikels ist unbekannt, wobei einige Autoreneine Funktion als autokrinen/ parakrinen Faktor vorschlagen( Tahir et al., 2001). In der vorliegenden Arbeit solltendiese Partikel daher aufgereinigt und erstmalscharakterisiert werden. Die Partikel wurden aus transienttransfizierten LNCaP-Zellen gewonnen, die Cav-1 in dasserumfreie Medium abgaben. In einer erstenGrößenuntersuchung durch FPLC konnte ein Molekulargewichtzwischen 2.000.000 Da und 660.000 Da bestimmt werden. DieseResultate konnten durch den Ansatz der nativenBlau-Gelelektrophorese bestätigt werden. In einem weiterenAnsatz, der die Dichte der Partikel charakterisieren sollte,wurde in zwei unterschiedlichen Ansätzen (CsCl-, sowieOptiprep Dichtezentrifuagtion) eine ähnliche Dichte desPartikels wie HDL ermittelt. Um eine stärkere Aufreinigungder Partikel zu erzielen, wurde eine Aufreinigung mit Hilfevon Ni-NTA-Agarose durchgeführt. Dies war möglich, denn diebei der Transfektion verwendete C-DNA trug einen His6-tag.Die so aufgereingten Partikel verloren auch nach derNi-NTA-Chromatographie nicht ihre biochemischenEigenschaften, wie in überprüfenden CsCl- Gradienten zu sehenwar. Die Partikel konnten anschließend zum ersten Mal inelektronenmikroskopischen Aufnahmen (Negativkontrastierung)visualisiert werden. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war es,zu untersuchen ob auf Cav-1 Lipoproteinpartikeln nochweitere Proteine zu finden waren. Durch eine kombinierteAufreinigung über Ni-NTA Chromatographie undCsCl-Dichtezentrifugation und im Vergleich mit demAusgangsmaterial konnten in der Silberfärbung Proteinbandenerkannt werden, die wie Cav-1 in den Fraktionen angereichertvorlagen. Eine massenspektroskopische Identifikation einerder Banden ergab, dass es sich hierbei um nm 23(Nukleosid-diphosphat-kinase) handelte, einem Protein dasebenfalls von verschiedenen Tumoren sekretiert wird

The Danubian cryptic invader Theodoxus fluviatilis (Gastropoda: Neritidae) in the River Rhine: a potential indicator for metal pollution?

Metal pollution poses a major threat to aquatic systems especially in anthropogenic influenced areas, in as much as metals are persistent in the environment. The freshwater snail Theodoxus fluviatilis has often been used as an indicator species for the ecological status in river monitoring. In the River Rhine, the native Northern-European form of T. fluviatilis is nowadays extinct, whilst the Danubian form is spreading along the river. The aim of our study was to investigate if the cryptic invader is affected by metal exposure present in the River Rhine and to discuss its potential as an indicator for metal pollution. Several environmental abiotic (14 water environmental variables plus five common metal concentrations in water and biofilm) and biotic parameters (biofilm mass) were measured across 23 sites along the River Rhine. Five population and six histopathological parameters were evaluated on snails collected at all 23 sites. Aqueous chromium concentration was positively correlated to the damage of male reproductive organs of T. fluviatilis, and higher ammonium concentration was correlated to a decrease in snail size and an increase in the proportion of juveniles. None of the analysed snail parameters was negatively correlated to concentrations of other metals measured, like copper and zinc. Therefore, based on the parameters evaluated, our results indicate that the Danubian form of T. fluviatilis is only restrictedly suitable as an indicator for metal pollution in the River Rhine system. Further field and laboratory investigations including other stressors are necessary to evaluate the indicator potential of the cryptic invader holistically

Nitrogen concentration in shoot tissues during growth of pickling cucumber plants

In order to determine the shoot nitrogen concentration during growth of a pickling cucumber crop, plants were grown with three nutrient levels. At the whole plant level and also in vegetative tissues, N% decreases with growth and data fitted well the model proposed in the literature to explain this phenomenon, for each of the nutrient treatments. No decline of N concentration was found in fruits, and an average value of 3.85% was determined.Évolution de la concentration d'azote dans les parties aériennes des plantes de cornichon au cours de leur croissance. Afin de déterminer l'évolution de la concentration d'azote dans les parties aériennes des plantes de cornichon au cours de leur croissance, trois lots de plantes ont été cultivés avec des doses différentes de solution nutritive. Il apparaît que la concentration d'azote diminue avec la croissance dans l'ensemble de la plante, de même que dans les tissus végétatifs. Pour chacune des doses de solution nutritive, les données expérimentales suivent le modèle proposé dans la littérature. Il n'a été observé aucune diminution de la concentration d'azote dans les fruits et la valeur moyenne de 3,85 % a été déterminée

The Danubian cryptic invader Theodoxus fluviatilis (Gastropoda: Neritidae) in the River Rhine: a potential indicator for metal pollution?

Metal pollution poses a major threat to aquatic systems especially in anthropogenic influenced areas, in as much as metals are persistent in the environment. The freshwater snail Theodoxus fluviatilis has often been used as an indicator species for the ecological status in river monitoring. In the River Rhine, the native Northern-European form of T. fluviatilis is nowadays extinct, whilst the Danubian form is spreading along the river. The aim of our study was to investigate if the cryptic invader is affected by metal exposure present in the River Rhine and to discuss its potential as an indicator for metal pollution. Several environmental abiotic (14 water environmental variables plus five common metal concentrations in water and biofilm) and biotic parameters (biofilm mass) were measured across 23 sites along the River Rhine. Five population and six histopathological parameters were evaluated on snails collected at all 23 sites. Aqueous chromium concentration was positively correlated to the damage of male reproductive organs of T. fluviatilis, and higher ammonium concentration was correlated to a decrease in snail size and an increase in the proportion of juveniles. None of the analysed snail parameters was negatively correlated to concentrations of other metals measured, like copper and zinc. Therefore, based on the parameters evaluated, our results indicate that the Danubian form of T. fluviatilis is only restrictedly suitable as an indicator for metal pollution in the River Rhine system. Further field and laboratory investigations including other stressors are necessary to evaluate the indicator potential of the cryptic invader holistically

Targeting sequences of UBXD8 and AAM-B reveal that the ER has a direct role in the emergence and regression of lipid droplets

Lipid droplets are sites of neutral lipid storage thought to be actively involved in lipid homeostasis. A popular model proposes that droplets are formed in the endoplasmic reticulum (ER) by a process that begins with the deposition of neutral lipids between the membrane bilayer. As the droplet grows, it becomes surrounded by a monolayer of phospholipid derived from the outer half of the ER membrane, which contains integral membrane proteins anchored by hydrophobic regions. This model predicts that for an integral droplet protein inserted into the outer half of the ER membrane to reach the forming droplet, it must migrate in the plane of the membrane to sites of lipid accumulation. Here, we report the results of experiments that directly test this hypothesis. Using two integral droplet proteins that contain unique hydrophobic targeting sequences (AAM-B and UBXD8), we present evidence that both proteins migrate from their site of insertion in the ER to droplets that are forming in response to fatty acid supplementation. Migration to droplets occurs even when further protein synthesis is inhibited or dominant-negative Sar1 blocks transport to the Golgi complex. Surprisingly, when droplets are induced to disappear from the cell, both proteins return to the ER as the level of neutral lipid declines. These data suggest that integral droplet proteins form from and regress to the ER as part of a cyclic process that does not involve traffic through the secretory pathway