The effect of cyclic phosphatidic acid on the proliferation and differentiation of mouse cerebellar granule precursor cells during cerebellar development

AbstractThe proliferation and differentiation of cerebellar granule cell precursors (GCPs) are highly regulated spatiotemporally during development. We focused on cyclic phosphatidic acid (cPA) as a lipid mediator with a cyclic phosphate group as a regulatory factor of GCPs. While its structure is similar to that of lysophosphatidic acid (LPA), its function is very unique. cPA is known to be present in the cerebellum at high levels, but its function has not been fully elucidated. In this study, we examined the role of cPA on the proliferation and differentiation of GCPs. A cell cycle analysis of GCPs revealed that cPA reduced the number of phospho-histone H3 (Phh3)-positive cells and bromodeoxy uridine (BrdU)-incorporated cells and increased an index of the cell cycle exit. We next analyzed the effect of cPA on GCP differentiation using Tuj1 as a neuronal marker of final differentiation. The results show that cPA increased the number of Tuj1-positive cells. Further analysis of the proliferation of GCPs showed that cPA suppressed Sonic hedgehog (Shh)-dependent proliferation, but did not suppress insulin-like growth factor-1 (IGF-1)-dependent proliferation. P2Y5 (LPA6), an LPA receptor, is highly expressed in GCPs. The knockdown of P2Y5 suppressed the inhibitory effect of cPA on the proliferation of GCPs, suggesting that P2Y5 is a candidate receptor for cPA. Thus, cPA suppresses the Shh-dependent proliferation of GCPs and promotes the differentiation of GCPs through P2Y5. These results demonstrate that cPA plays a critical role in the development of GCPs

Cyclic phosphatidic acid and lysophosphatidic acid induce hyaluronic acid synthesis via CREB transcription factor regulation in human skin fibroblasts

AbstractCyclic phosphatidic acid (cPA) is a naturally occurring phospholipid mediator and an analog of the growth factor-like phospholipid lysophosphatidic acid (LPA). cPA has a unique cyclic phosphate ring at the sn-2 and sn-3 positions of its glycerol backbone. We showed before that a metabolically stabilized cPA derivative, 2-carba-cPA, relieved osteoarthritis pathogenesis in vivo and induced hyaluronic acid synthesis in human osteoarthritis synoviocytes in vitro. This study focused on hyaluronic acid synthesis in human fibroblasts, which retain moisture and maintain health in the dermis. We investigated the effects of cPA and LPA on hyaluronic acid synthesis in human fibroblasts (NB1RGB cells). Using particle exclusion and enzyme-linked immunosorbent assays, we found that both cPA and LPA dose-dependently induced hyaluronic acid synthesis. We revealed that the expression of hyaluronan synthase 2 messenger RNA and protein is up-regulated by cPA and LPA treatment time dependently. We then characterized the signaling pathways up-regulating hyaluronic acid synthesis mediated by cPA and LPA in NB1RGB cells. Pharmacological inhibition and reporter gene assays revealed that the activation of the LPA receptor LPAR1, Gi/o protein, phosphatidylinositol-3 kinase (PI3K), extracellular-signal-regulated kinase (ERK), and cyclic adenosine monophosphate response element-binding protein (CREB) but not nuclear factor κB induced hyaluronic acid synthesis by the treatment with cPA and LPA in NB1RGB cells. These results demonstrate for the first time that cPA and LPA induce hyaluronic acid synthesis in human skin fibroblasts mainly through the activation of LPAR1-Gi/o followed by the PI3K, ERK, and CREB signaling pathway

Transient Receptor Potential 1 Regulates Capacitative Ca2+ Entry and Ca2+ Release from Endoplasmic Reticulum in B Lymphocytes〉

Capacitative Ca2+ entry (CCE) activated by release/depletion of Ca2+ from internal stores represents a major Ca2+ influx mechanism in lymphocytes and other nonexcitable cells. Despite the importance of CCE in antigen-mediated lymphocyte activation, molecular components constituting this mechanism remain elusive. Here we demonstrate that genetic disruption of transient receptor potential (TRP)1 significantly attenuates both Ca2+ release-activated Ca2+ currents and inositol 1,4,5-trisphosphate (IP3)-mediated Ca2+ release from endoplasmic reticulum (ER) in DT40 B cells. As a consequence, B cell antigen receptor–mediated Ca2+ oscillations and NF-AT activation are reduced in TRP1-deficient cells. Thus, our results suggest that CCE channels, whose formation involves TRP1 as an important component, modulate IP3 receptor function, thereby enhancing functional coupling between the ER and plasma membrane in transduction of intracellular Ca2+ signaling in B lymphocytes

Biodiversité dans les biomembranes

Tous les organismes vivant sont fait de cellules qui sont séparés du monde extérieur par une barrière, la membrane cellulaire. Un nombre important de protéine contrôle la fonction cellulaire en interagissant avec les stimuli extracellulaires. Cependant, les fonctions et structures des molécules de la membrane cellulaire tel que les lipides et les sucres ne sont toujours pas entièrement déterminées. Du point de vue de la biodiversité, quelques propriétés des biomembranes ont été étudiées sous deux aspects différents. (1) les phosphates de polyprényles ramifiés Plusieurs composés polyterpanique ont été abondamment trouvés dans les sédiments, et de telles structures auraient pour origine des alcools ou des phospholipides. Bien qu ils n aient toujours pas été trouvés dans les biomembranes actuelles, les phosphates de polyprényle ramifié auraient pu exister dans les membranes primitives. Plusieurs phosphates de polyprényle ramifié ont été synthétisés et nous avons effectué les études physico-chimiques de leurs propriétés membranaires. Les études microscopiques ont montré que les phosphates de polyprényle ramifié forment des vésicules en fonction du pH. Afin d'évaluer la perméabilité membranaire à l'eau de ces membranes, le gonflement osmotique d'une suspension unilamellaire de vésicules a été mesuré par la méthode de la diffusion de la lumière en flux à écoulement bloqué. Nous avons montré que la perméabilité à l'eau dépend étroitement de la structure et de la longueur de chaîne. Ces observations suggèrent que les phosphates de polyprényle ramifié pourraient être des constituants membranaires primitifs des membranes cellulaires. (2) Cholestérol phosphorylé Les membranes des vertébrés sont constitués de deux sortes de lipides : les constituants membranaires phosphorylés et les renforçateurs membranaires non phosphorylés comme le cholestérol. Pourquoi le cholestérol n a pas été phosphorylé au cours de l'évolution des membranes ? Les membranes composées de diacylglycérol non phosphorylé et de cholestérol phosphorylé existent-elles ? Afin de répondre à ces questions, le cholestérol phosphocholine (CPC) a été synthétisé et ses propriétés physico-chimiques membranaires étudiées. Nous avons observé la formation de vésicules stables par microscopie optique d'un mélange approprié de CPC et de diacylglycérol à différents pH. Cependant, le rapport molaire entre le phospholipide et l'alcool permettant la formation de vésicules est plus étroit pour le mélange CPC/diacylglycérol que pour le mélange diacylglycérophospholipide/cholestérol. De plus, la perméabilité à l'eau des vésicules d'un mélange de CPC et de diacylglycérol dans un rapport molaire 1 : 1 est plus élevé que le mélange de diacylglycérophospholipide et de cholestérol dans le même rapport molaire 1 : 1. Les membranes des organismes vivants ont des propriétés d'adaptation à différents environnements contribuant ainsi à l'extension de la biodiversité. Ces résultats suggèrent donc que le cholestérol phosphorylés pourrait être présent dans les membranes de certains organismes qui n ont pas encore été étudiés. (3) Des membranes primitives vers les proto-cellules Un processus d'évolution possible de vésicules formées par des constituants membranaires primitifs est le recouvrement de la membrane externe par un assemblage moléculaire pouvant former un mur . En premier lieu, nous avons montré que le phytyl-pullulan pouvait recouvrir les vésicules de lipides à double chaînes (2,3-diphytanyl-sn-glycero-1-phosphocholine (DphPC), 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (POPC)). Le cholestéryl-pullulan recouvre les lipides à double chaîne mais pas les lipides à une seule chaîne. Un mécanisme de sélection existe probablement entre la taille et la forme des constituants membranaires et les molécules hydrophobiques à insérer. Ensuite, l'utilisation des polysaccharides hydrophobes a permis la reconnaissance moléculaire entre les lectines et les polysaccharides sur la surface de vésicules géantes, ceci fournit un exemple de la complexification des membranes primitives vers les proto-cellules . (4) Fonction des membranes cellulaires. Les annexines sont une famille des protéines qui se lient aux phospholipides et aux carbohydrates. Dans cette étude, les propriétés immunologiques et les effets de l'annexines sur les bactéries Gram-positive dans le système immunitaire ont été étudiés. Premièrement, l'interaction des annexines avec l'acide lipotéichoique, localisé sur la surface des bactéries Gram-positive, de Staphylococcus aureus (bactérie Gram-positive) a été observée. Deuxièmement, les effets de l'annexines sur l'attachement des macrophages et des bactéries Gram-positive ont été examinés. Les résultats ont montré que les annexines supprimaient l'attachement de Staphylococcus aureus sur les macrophages humains. Cette découverte suggère que les annexines peuvent agir comme protéine anti-inflammatoire au niveau cellulaire en bloquant la voie d'interaction entre les cellules immunitaires et leurs cibles.Pas de résum

Astrocytic Neuroimmunological Roles Interacting with Microglial Cells in Neurodegenerative Diseases

Both astrocytic and microglial functions have been extensively investigated in healthy subjects and neurodegenerative diseases. For astrocytes, not only various sub-types were identified but phagocytic activity was also clarified recently and is making dramatic progress. In this review paper, we mostly focus on the functional role of astrocytes in the extracellular matrix and on interactions between reactive astrocytes and reactive microglia in normal states and in neurodegenerative diseases, because the authors feel it is necessary to elucidate the mechanisms among activated glial cells in the pathology of neurological diseases in order to pave the way for drug discovery. Finally, we will review cyclic phosphatidic acid (cPA), a naturally occurring phospholipid mediator that induces a variety of biological activities in the brain both in vivo and in vitro. We propose that cPA may serve as a novel therapeutic molecule for the treatment of brain injury and neuroinflammation

Biodiversité dans les biomembranes

Tous les organismes vivant sont fait de cellules qui sont séparés du monde extérieur par une barrière, la membrane cellulaire. Un nombre important de protéine contrôle la fonction cellulaire en interagissant avec les stimuli extracellulaires. Cependant, les fonctions et structures des molécules de la membrane cellulaire tel que les lipides et les sucres ne sont toujours pas entièrement déterminées. Du point de vue de la biodiversité, quelques propriétés des biomembranes ont été étudiées sous deux aspects différents. (1) les phosphates de polyprényles ramifiés Plusieurs composés polyterpanique ont été abondamment trouvés dans les sédiments, et de telles structures auraient pour origine des alcools ou des phospholipides. Bien qu ils n aient toujours pas été trouvés dans les biomembranes actuelles, les phosphates de polyprényle ramifié auraient pu exister dans les membranes primitives. Plusieurs phosphates de polyprényle ramifié ont été synthétisés et nous avons effectué les études physico-chimiques de leurs propriétés membranaires. Les études microscopiques ont montré que les phosphates de polyprényle ramifié forment des vésicules en fonction du pH. Afin d'évaluer la perméabilité membranaire à l'eau de ces membranes, le gonflement osmotique d'une suspension unilamellaire de vésicules a été mesuré par la méthode de la diffusion de la lumière en flux à écoulement bloqué. Nous avons montré que la perméabilité à l'eau dépend étroitement de la structure et de la longueur de chaîne. Ces observations suggèrent que les phosphates de polyprényle ramifié pourraient être des constituants membranaires primitifs des membranes cellulaires. (2) Cholestérol phosphorylé Les membranes des vertébrés sont constitués de deux sortes de lipides : les constituants membranaires phosphorylés et les renforçateurs membranaires non phosphorylés comme le cholestérol. Pourquoi le cholestérol n a pas été phosphorylé au cours de l'évolution des membranes ? Les membranes composées de diacylglycérol non phosphorylé et de cholestérol phosphorylé existent-elles ? Afin de répondre à ces questions, le cholestérol phosphocholine (CPC) a été synthétisé et ses propriétés physico-chimiques membranaires étudiées. Nous avons observé la formation de vésicules stables par microscopie optique d'un mélange approprié de CPC et de diacylglycérol à différents pH. Cependant, le rapport molaire entre le phospholipide et l'alcool permettant la formation de vésicules est plus étroit pour le mélange CPC/diacylglycérol que pour le mélange diacylglycérophospholipide/cholestérol. De plus, la perméabilité à l'eau des vésicules d'un mélange de CPC et de diacylglycérol dans un rapport molaire 1 : 1 est plus élevé que le mélange de diacylglycérophospholipide et de cholestérol dans le même rapport molaire 1 : 1. Les membranes des organismes vivants ont des propriétés d'adaptation à différents environnements contribuant ainsi à l'extension de la biodiversité. Ces résultats suggèrent donc que le cholestérol phosphorylés pourrait être présent dans les membranes de certains organismes qui n ont pas encore été étudiés. (3) Des membranes primitives vers les proto-cellules Un processus d'évolution possible de vésicules formées par des constituants membranaires primitifs est le recouvrement de la membrane externe par un assemblage moléculaire pouvant former un mur . En premier lieu, nous avons montré que le phytyl-pullulan pouvait recouvrir les vésicules de lipides à double chaînes (2,3-diphytanyl-sn-glycero-1-phosphocholine (DphPC), 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (POPC)). Le cholestéryl-pullulan recouvre les lipides à double chaîne mais pas les lipides à une seule chaîne. Un mécanisme de sélection existe probablement entre la taille et la forme des constituants membranaires et les molécules hydrophobiques à insérer. Ensuite, l'utilisation des polysaccharides hydrophobes a permis la reconnaissance moléculaire entre les lectines et les polysaccharides sur la surface de vésicules géantes, ceci fournit un exemple de la complexification des membranes primitives vers les proto-cellules . (4) Fonction des membranes cellulaires. Les annexines sont une famille des protéines qui se lient aux phospholipides et aux carbohydrates. Dans cette étude, les propriétés immunologiques et les effets de l'annexines sur les bactéries Gram-positive dans le système immunitaire ont été étudiés. Premièrement, l'interaction des annexines avec l'acide lipotéichoique, localisé sur la surface des bactéries Gram-positive, de Staphylococcus aureus (bactérie Gram-positive) a été observée. Deuxièmement, les effets de l'annexines sur l'attachement des macrophages et des bactéries Gram-positive ont été examinés. Les résultats ont montré que les annexines supprimaient l'attachement de Staphylococcus aureus sur les macrophages humains. Cette découverte suggère que les annexines peuvent agir comme protéine anti-inflammatoire au niveau cellulaire en bloquant la voie d'interaction entre les cellules immunitaires et leurs cibles.Pas de résum