Insulin-like growth factor-1 (IGF-1) induces the activation/phosphorylation of Akt kinase and cAMP response element-binding protein (CREB) by activating different signaling pathways in PC12 cells

BACKGROUND: Insulin-like growth factor-1 (IGF-1) is a polypeptide growth factor with a variety of functions in both neuronal and non-neuronal cells. IGF-1 plays anti-apoptotic and other functions by activating multiple signaling pathways including Akt kinase, a serine/threonine kinase essential for cell survival. The nuclear transcription factor cAMP response element-binding protein (CREB) may also be involved although relationships between these two proteins in IGF-1 receptor signaling and protection is not clear, especially in neuronal cells. RESULTS: IGF-1, in a concentration- and time-dependent manner, induces the activation/phosphorylation of Akt and CREB in PC12 cells by activating different signaling pathways. IGF-1 induced a sustained phosphorylation of Akt while only a transient one was seen for CREB. The phosphorylation of Akt is mediated by the PI3 kinase pathway while that of CREB is dependent on the activation of both MAPK kinase and p38 MAPK. Moreover, the stimulation of PKC attenuated the phosphorylation of Akt induced by IGF-1 while enhancing that of CREB. Survival assays with various kinase inhibitors suggested that the activation/phosphorylation of both Akt and CREB contributes to IGF-1 mediated cell survival in PC12 cells. CONCLUSION: These data suggest that IGF-1 induced the activation of Akt and CREB using distinct pathways in PC12 cells

Prototypical antipsychotic drugs protect hippocampal neuronal cultures against cell death induced by growth medium deprivation

BACKGROUND: Several clinical studies suggested that antipsychotic-based medications could ameliorate cognitive functions impaired in certain schizophrenic patients. Accordingly, we investigated the effects of various dopaminergic receptor antagonists – including atypical antipsychotics that are prescribed for the treatment of schizophrenia – in a model of toxicity using cultured hippocampal neurons, the hippocampus being a region of particular relevance to cognition. RESULTS: Hippocampal cell death induced by deprivation of growth medium constituents was strongly blocked by drugs including antipsychotics (10(-10)-10(-6 )M) that display nM affinities for D(2 )and/or D(4 )receptors (clozapine, haloperidol, (±)-sulpiride, domperidone, clozapine, risperidone, chlorpromazine, (+)-butaclamol and L-741,742). These effects were shared by some caspases inhibitors and were not accompanied by inhibition of reactive oxygen species. In contrast, (-)-raclopride and remoxipride, two drugs that preferentially bind D(2 )over D(4 )receptors were ineffective, as well as the selective D(3 )receptor antagonist U 99194. Interestingly, (-)-raclopride (10(-6 )M) was able to block the neuroprotective effect of the atypical antipsychotic clozapine (10(-6 )M). CONCLUSION: Taken together, these data suggest that D2-like receptors, particularly the D(4 )subtype, mediate the neuroprotective effects of antipsychotic drugs possibly through a ROS-independent, caspase-dependent mechanism

Cloning and Characterization of a Novel Mammalian PP2C Isozyme

PP2C is a structurally diversified protein phosphatase family with a wide range of functions in cellular signal transduction. A novel PP2C subtype, designated PP2Cdelta, was identified from a rat cDNA clone, which encodes a protein of 392 amino acid residues. While PP2Cdelta shares approximately 30% sequence identity in its catalytic domain with the mammalian PP2C, it lacks a 90-residue carboxyl-terminal sequence conserved in mammalian PP2C. Northern blot analysis showed that PP2Cdelta is widely expressed in rat tissues. The transcription of the PP2Cdelta gene was activated in response to stress, such as the addition of ethanol to the culture medium or UV irradiation of cells. Recombinant PP2Cdelta purified from bacteria exhibited a potent Mn2+-dependent serine/threonine phosphatase activity. Unlike other members of the PP2C family, the activity of PP2Cdelta was inhibited, rather than stimulated, by Mg2+. Transfection with PP2Cdelta resulted in inhibition of cell growth, precluding generation of stable 293 or CHO transfectants. Using a modified tetracycline-regulated PP2Cdelta-GFP dicistronic expression cassette, it was revealed that overexpression of PP2Cdelta blocked cell cycle progression and arrested cells at early S phase, resulting in inhibition of DNA synthesis and leading to cell death. These results suggest that PP2Cdelta plays a role in regulation of cell cycle progression via dephosphorylation of its substrates whose appropriate phosphorylation states might be crucial for cell proliferation

Protective Action of Resveratrol in Human Skin: Possible Involvement of Specific Receptor Binding Sites

Background: Resveratrol is a plant-derived polyphenol with purported protecting action on various disorders associated with aging. It has been suggested that resveratrol could exert its protective action by acting on specific plasma membrane polyphenol binding sites (Han Y.S., et al. (2006) J Pharmacol Exp Ther 318:238–245). The purpose of this study was to investigate, in human skin, the possible existence of specific binding sites that mediate the protective action of resveratrol. Methods and Findings: Using human skin tissue, we report here the presence of specific [ 3 H]-resveratrol binding sites (KD = 180 nM) that are mainly located in the epidermis. Exposure of HaCaT cells to the nitric oxide free radical donor sodium nitroprusside (SNP; 0.3–3 mM) resulted in cell death which was reduced by resveratrol (EC50 = 14.7 mM), and to a much lesser extent by the resveratrol analogue piceatannol (EC 50 =95 mM) and epigallocatechin gallate (EC 50 =200 mM), a green-tea derived polyphenol. The protective action of resveratrol likely relates to its anti-apoptotic effect since at the same range of concentration it was able to reduce both the number of apoptotic cells as well as mitochondrial apoptotic events triggered by SNP. Conclusion: Taken together, these findings suggest that resveratrol, by acting on specific polyphenol binding sites i

Tyrosine-based rivastigmine-loaded organogels in the treatmant of Alzheimer's disease

Faculté de PharmacieOrganogels can be prepared by immobilizing an organic phase into a threedimensional network coming from the self-assembly of a low molecular weight gelator molecule. In this work, an injectable subcutaneous organogel system based on safflower oil and a modified-tyrosine organogelator was evaluated in vivo for the delivery of rivastigmine, an acetylcholinesterase (AChE) inhibitor used in the treatment of Alzheimer’s disease. Different implant formulations were injected and the plasmatic drug concentration was assayed for up to 35 days. In parallel, the inhibition of AChE in different brain sections and the biocompatibility of the implants were monitored. The pharmacokinetic profiles were found to be influenced by the gel composition, injected dose and volume of the implant. The sustained delivery of rivastigmine was accompanied by a significant prolonged inhibition of AChE in the hippocampus, a brain structure involved in memory. The implant induced only a minimal to mild chronic inflammation and fibrosis, which was comparable to poly(D,L-lactide-co-glycolide) in situ-forming implants. These findings suggest that tyrosine-based organogels could represent an alternative approach to current formulations for the sustained delivery of cholinesterase inhibitors.IRS

Successful Cognitive Aging in Rats: A Role for mGluR5 Glutamate Receptors, Homer 1 Proteins and Downstream Signaling Pathways

Normal aging is associated with impairments in cognition, especially learning and memory. However, major individual differences are known to exist. Using the classical Morris Water Maze (MWM) task, we discriminated a population of 24-months old Long Evans aged rats in two groups - memory-impaired (AI) and memory-unimpaired (AU) in comparison with 6-months old adult animals. AI rats presented deficits in learning, reverse memory and retention. At the molecular level, an increase in metabotropic glutamate receptors 5 (mGluR5) was observed in post-synaptic densities (PSD) in the hippocampus of AU rats after training. Scaffolding Homer 1b/c proteins binding to group 1 mGluR facilitate coupling with its signaling effectors while Homer 1a reduces it. Both Homer 1a and 1b/c levels were up-regulated in the hippocampus PSD of AU animals following MWM task. Using immunohistochemistry we further demonstrated that mGluR5 as well as Homer 1b/c stainings were enhanced in the CA1 hippocampus sub-field of AU animals. In fact mGluR5 and Homer 1 isoforms were more abundant and co-localized in the hippocampal dendrites in AU rats. However, the ratio of Homer 1a/Homer 1b/c bound to mGluR5 in the PSD was four times lower for AU animals compared to AI rats. Consequently, AU animals presented higher PKCγ, ERK, p70S6K, mTOR and CREB activation. Finally the expression of immediate early gene Arc/Arg3.1 was shown to be higher in AU rats in accordance with its role in spatial memory consolidation. On the basis of these results, a model of successful cognitive aging with a critical role for mGluR5, Homer 1 proteins and downstream signalling pathways is proposed here

Étude des effets cardiovasculaires de la neurotensine

1. La neurotensine (NT) exerce diverses actions biologiques sur différents tissus isolés. Nous avons observé que la NT possède un effet inotrope et chronotrope positif sur les oreillettes isolées de rat et de cobaye. Elle induit des contractions de la bandelette d'estomac de rat et de la veine porte isolée de rat. Enfin, elle cause une augmentation de la pression de perfusion du coeur isolé de rat et du train postérieur perfusé de rat. 2. Une partie (37%) de l'action inotrope positive de NT sur les oreillettes de cobaye est bloquée par la cimétidine, un antagoniste des récepteurs H2 de l'histamine. 3. La somatostatine (SS) bloque aussi une partie de l'effet inotrope positif de NT sur les oreillettes de cobaye. Cette inhibition semble être spécifique car les effets inotropes positifs du glucagon et de l'adrénaline ne sont pas modifiés par SS. 4. La SS exerce un effet inotrope négatif sur les oreillettes isolées de cobaye. Cette action est fortement influencée par la concentration en ions Ca2+ contenue dans le milieu d'incubation. Il semble que la somatostatine agit comme un antagoniste du Ca2+ sur cette préparation. 5. L'effet myotrope de NT sur les bandelettes d'estomac de rat n'est pas modifié par différents antagonistes. Ceci suggère que NT provoque son effet contractile par l'intermédiaire de récepteurs spécifiques. 6. De la même manière, l'augmentation de la pression de perfusion des coronaires induite par NT sur le coeur isolé de rat, n'est pas influencée par un traitement avec divers antagonistes comme l'atropine, la phentoiamine et la cimétidine. Il semble que la NT exerce son effet par l'intermédiaire de récepteurs spécifiques. 7. L'effet contractile de NT sur la veine porte de rat est bloqué par différents inhibiteurs du métabolisme de l'acide arachidonique (un acide gras précurseur des prostaglandines) comme l'indométhacine, l'acide acétylsalicylique, l'acide méfénamique, l'hydrocortisone et la mépacrine. Le [D-Trp11]-NT, un antagoniste de NT sur certains tissus, inhibe sélectivement l'effet myotrope de NT sur la veine porte de rat. Ces résultats suggèrent l'existence de récepteurs spécifiques pour NT sur ce tissu et de plus, l'action myotrope de NT semble être dépendante de la biosynthèse de prostaglandines endogènes. 8. Les résultats de l'étude de structure-activité indiquent que la séquence minimale requise pour l'activation complète des récepteurs de NT dans toutes les préparations évaluées, est –Arg9 –Pro10 –Tyr11 -Ile12 –Leu13OH. De plus, les résidus Arg8, Ile12 et Leu13 semblent être surtout importants dans le maintien de l'affinité du peptide pour ses récepteurs. Les résidus responsables de l'activation des récepteurs de la NT semblent être localisés dans la séquence –Arg9-Pro10-Tyr11- 9. L'étude de différents analogues de NT révèle que les résidus Arg9 et Pro10 sont probablement impliqués dans l'orientation et la stabilisation de la chaîne latérale du résidu Tyr11, favorisant ainsi une interaction maximale entre NT et ses récepteurs. 10. En position 11, la présence d'un résidu possédant un noyau aromatique semble être essentielle car tous les analogues qui en sont dépourvus, sont de très faibles agonistes (ex.: [Leu11]—NT, [Ala 11]—NT, [Thr11]-NT, [Cha11]-NT, etc). L'existence, en position 11, d'un groupement susceptible de former des liaisons hydrogènes avec les récepteurs, semble aussi être requise pour le maintien de l'affinité de NT et semble jouer un rôle important dans l'activation des récepteurs de NT. En effet, le [Phe11]-NT est un agoniste relativement faible alors que le [Trp11 ] -NT est généralement un agoniste aussi puissant que NT. De plus, le [Tyr(Me)11]-NT est un antagoniste de NT sur le coeur isolé de rat et sur la veine porte de rat. Enfin, l'orientation du groupement responsable de la formation des liaisons hydrogènes semble être importante, car le [D-Trp11]-NT est un antagoniste de NT sur le coeur isolé, sur la veine porte et sur le train postérieur perfusé de rat. 11. Les résultats de l'étude de structure-activité suggèrent aussi l'existence d'au moins deux types de récepteurs pour NT. En effet, l'action antagoniste du [D-Trp11]-NT et du [Tyr(Me)11]-NT sur les effets de NT sur le coeur isolé, la veine porte et le train postérieur perfusé de rat, et sur l'effet hypertenseur d'une injection intraveineuse de NT chez des rats traités avec le composé 48/80, suggère fortement l'existence d'un même type de récepteurs dans ces différentes préparations. Toutefois, l'absence d'une telle action antagoniste du [D-Trp11]-NT et du [Tyr(Me)11-NT sur les effets de NT sur les oreillettes isolées de cobaye, sur les bandelettes d'estomac de rat et sur les effets hypotenseurs, d'une Injection Intraveineuse ou intracérébroventriculaire de NT, chez des rats témoins, laisse croire à la présence d'au moins un autre type de récepteurs pour NT dans ces dernières préparations. 12. L'action hypotensive d'une injection intraveineuse de NT chez le rat anesthésié, est complètement abolie par un traitement aigu ou chronique avec le composé 48/80, un agent qui provoque une déplétion massive des mastocytes. Un traitement avec le méthysergide et l'azatadine, le premier étant un antagoniste de la 5-hydroxytrytamine et le second, un antagoniste des récepteurs H1 de l'histamine, bloque partiellement ce même effet de NT. De plus, le cromoglycate disodique, un agent stabilisateur de la membrane des mastocytes, diminue significativement l'action hypotensive d'une injection intraveineuse de NT. Ces résultats suggèrent fortement que l'effet hypotenseur exercé par une injection intraveineuse de NT résulte de la mobilisation de substances vasoactives endogènes, comme l'histamine et la 5-hydroxytryptamine; ces substances pourraient être libérées à partir des mastocytes. 13. Toutefois, l'action hypotensive d'une injection intracérébroventriculaire de NT chez le rat anesthésié ne semble pas être médiée par le même mécanisme. En effet, un traitement chronique avec le composé 48/80 ne modifie pas l'effet hypotenseur d'une injection imtracérébroventriculaire de NT. Par contre, un traitement avec l'halopéridol, un bloqueur des effets centraux de la dopamine, diminue cet effet de NT chez le rat anesthésié. Ceci suggère l'existence d'une interaction entre NT et la dopamine dans le système nerveux central. 14. La sensibilité à l'action hypotensive, exercée par une injection intraveineuse de NT, est augmentée chez des rats à jeûn depuis 24 et 72 heures. De plus, la sensibilité aux effets de NT sur le coeur et sur la veine porte isolés de rats à jeun depuis 24 et 72 heures est augmentée par rapport à celle des animaux témoins. Toutefois, la sensibilité à la NT des bandelettes d'estomac de rat et des oreillettes isolées de rat n'est pas modifiée par le jeûne. Ces résultats suggèrent que le jeûne sensibilise certains tissus du système cardiovasculaire de rat, à divers effets de NT