Increased Activity of Cell Surface Peptidases in HeLa Cells Undergoing UV-Induced Apoptosis Is Not Mediated by Caspase 3

We have previously shown that in HeLa cells treated with a variety of agents there is an increase in cell surface peptidase (CSP) activity in those cells undergoing apoptosis. The increase in CSP activity observed in UVB-irradiated cells undergoing apoptosis was unaffected when the cultures were treated with the aminopeptidase inhibitor bestatin, and matrix metalloprotease inhibitor BB3103, but greatly enhanced when treated with the caspase 3 inhibitor-DEVD, and reduced in the presence of the poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) inhibitor-3-aminobenzamide (3AB). Neither 3AB nor DEVD had an effect on the gross morphology of the apoptotic cells observed under electron microscopy, nor did they have an effect on phosphatidylserine eversion on the cell membrane, or that of PARP cleavage. All the agents except for DEVD had no effect on the level of caspase 3 activity in the cells. The results suggest that other caspases may cleave PARP in these cells. Both 3AB and DEVD treatment reduced the level of actin cleavage seen in the apoptotic cells. The increase in CSP activity observed in cells undergoing UVB-induced apoptosis appears to involve PARP but not caspase 3

The Role of the E2F Transcription Factor Family in UV-Induced Apoptosis

The E2F transcription factor family is traditionally associated with cell cycle control. However, recent data has shown that activating E2Fs (E2F1-3a) are potent activators of apoptosis. In contrast, the recently cloned inhibitory E2Fs (E2F7 and 8) appear to antagonize E2F-induced cell death. In this review we will discuss (i) the potential role of E2Fs in UV-induced cell death and (ii) the implications of this to the development of UV-induced cutaneous malignancies

Chromatin Structure Following UV-Induced DNA Damage—Repair or Death?

In eukaryotes, DNA is compacted into a complex structure known as chromatin. The unravelling of DNA is a crucial step in DNA repair, replication, transcription and recombination as this allows access to DNA for these processes. Failure to package DNA into the nucleosome, the individual unit of chromatin, can lead to genomic instability, driving a cell into apoptosis, senescence, or cellular proliferation. Ultraviolet (UV) radiation damage causes destabilisation of chromatin integrity. UV irradiation induces DNA damage such as photolesions and subjects the chromatin to substantial rearrangements, causing the arrest of transcription forks and cell cycle arrest. Highly conserved processes known as nucleotide and base excision repair (NER and BER) then begin to repair these lesions. However, if DNA repair fails, the cell may be forced into apoptosis. The modification of various histones as well as nucleosome remodelling via ATP-dependent chromatin remodelling complexes are required not only to repair these UV-induced DNA lesions, but also for apoptosis signalling. Histone modifications and nucleosome remodelling in response to UV also lead to the recruitment of various repair and pro-apoptotic proteins. Thus, the way in which a cell responds to UV irradiation via these modifications is important in determining its fate. Failure of these DNA damage response steps can lead to cellular proliferation and oncogenic development, causing skin cancer, hence these chromatin changes are critical for a proper response to UV-induced injury

Mode of action of diclofenac in cutaneous squamous cell carcinoma cell lines

Der Apoptose-Mechanismus von Diclofenac in Non-Melanoma Skin Cancer (NMSC) ist bislang nicht geklärt. In dieser Arbeit wurden die proapoptotischen Effekte von Diclofenac, der Stellenwert von PGE2 sowie der extrinsische und intrinsische Apoptose-Signalweg in kutanen Plattenepithelkarzinom- (SCC) Zelllinien untersucht. Diclofenac induzierte in drei von vier SCC-Zelllinien Apoptose. Als wichtiges Charakteristikum von Diclofenac konnte eine Reduktion der PGE2-Spiegel unter Behandlung nachgewiesen werden. Die Supplementierung von PGE2 hob die proapoptotischen Effekte von Diclofenac im Sinne eines COX-2-abhängigen Mechanismus partiell auf. Der Todesliganden-mediierte Apoptose-Signalweg (TNF-α -, TRAIL- und CD95-Aktivierung) konnte durch Diclofenac deutlich in sensitiven SCC-Zelllinien verstärkt werden. Als entscheidende Regulation für die Sensitivierung gegenüber Todesliganden durch Diclofenac wurde die Herabregulation der cFLIP-Isoformen identifiziert. Eine Induktion oder ein Clustering von Todesrezeptoren lag unter Diclofenac- Behandlung nicht vor. Auf der Expressionsebene der Bcl-2-Proteinfamilie wies das proapoptotische Protein Bad eine Hoch- und die antiapoptotischen Bcl-2 Proteine Mcl-1 und Bcl-w eine Herabregulation auf. Die proapoptotischen Regulationen der Bcl-2-Proteine traten bezeichnenderweise nicht in der Apoptose-resistenten Zelllinie auf. Eine durch NSAIDs mediierte Regulation des antiapoptotischen Multidomäne-Proteins Bcl-w ist in dieser Arbeit erstmalig beschrieben. Die Veränderungen in der Expression der Bcl-2-Proteine resultierten in einer Translokation von Bax an die mitochondriale Membran und in einer Freisetzung von Cytochrom c als Hauptmerkmale der Aktivierung des intrinsischen (mitochondrialen) Apoptose-Signalweges. Es ließen sich verschiedene Gegenregulationen identifizieren, die als Ansatzpunkt für zukünftige Weiterentwicklungen hilfreich sein mögen: Zu den antiapoptotischen Veränderungen zählten die Herabregulation von Noxa und Puma. Weiterhin wurden eine p-ERK-Hochregulation und COX-2 Induktion identifiziert, die eine potentielle Abschwächung des Zelltodes mediieren könnten. Durch die kombinierte Behandlung von Diclofenac mit einem MEK1-/MEK2-Inhibitor wurde der antiproliferative Effekt von Diclofenac verstärkt. Die Ergebnisse zeigen erstmalig Wirkmechanismen von Diclofenac in kutanen Plattenepithelkarzinom- Zellen auf und weisen Möglichkeiten einer ‘molecular targeted‘ Therapie durch Kostimulation von Diclofenac mit ERK-Inhibitoren oder Todesliganden auf.The mode of action of diclofenac in apoptosis regulation in Non-Melanoma Skin Cancer (NMSC) has been largely unknown. In the present work proapoptotic effects of diclofenac, the role of PGE2 as well as the extrinsic and intrinsic apoptosis pathway in squamous cell carcinoma (SCC) cell lines were analyzed. Diclofenac induced apoptosis in three of four cell lines. In the present study, we show in SCC tumor cell lines that Diclofenac treatment results in decrease of PGE2 -levels, and supplementation with synthetic PGE2 rescues cells from the proapoptotic effects of Diclofenac. Diclofenac treatment amplified death-ligand mediated apoptosis (TNF-α -, TRAIL- und CD95-transactivation). The crucial step in the synergistic effect could be found in downregulation of cFLIP. Induction or clustering of death receptors after diclofenac treatment could not be found. On the level of pro- and antiapoptotic Bcl-2 proteins, multiple changes were observed in response to Diclofenac treatment. Thus, proapoptotic Bad was upregulated and antiapoptotic Mcl-1 and Bcl-w were downregulated by Diclofenac in apoptosis sensitive cell lines. In addition to Bad and Mcl-1 regulation, in this work a completely new effect of NSAIDs at the Bcl-2 protein level, namely downregulation of Bcl-w. In contrast, these proapoptotic regulations were absent in apoptosis-resistant cell lines. Also antiapoptotic changes were observed as downregulation of proapoptotic Noxa and Puma, and these regulations were also seen in apoptosis- resistant cells. These changes resulted in translocation of Bax to the mitochondrial membrane and release of cytochrome c as hallmarks of activation of the intrinsic mitochondrial apoptosis pathway. As a further counterregulation p-ERK and COX-2 were upregulated by diclofenac. Combined treatment of SCC-cells with diclofenac and MEK1-/MEK2 inhibitor reinforced the antiproliferative effects of diclofenac. These findings illuminate the mode of action of diclofenac and may allow further adaptation and improvement of the new therapy such as shown in this work in vitro by costimulation of diclofenac with ERK-/MEK inhibitors or death ligands

Auswirkung der intraokulären NMDA-Injektion auf retinale Gliazellen

Im Modell wurde Versuchstiere NMDA von 0, 20, 40 und 80 nmol intraokular injiziert.14 Tage später erfolgte die Analyse der retinalen Schichtdicke. Zudem wurden die retinalen Ganglienzellen und deren apoptotischer Anteil ausgewertet. Die Gliazellen wurden untersucht. Die retinale Schichtdicke war ab 40 nmol NMDA vermindert. Die retinalen Ganglienzellen waren bei 40 und 80nmol NMDA verringert. Apoptotische Zellen waren nicht nachweisbar. Mikrogliazellen waren vermehrt in allen NMDA Gruppen, aktiviert nur nach 40 und 80 nmol NMDA. Nach 80 nmol NMDA Gabe konnte eine Astrozytose gezeigt werden. Die Makroglia waren nicht verändert. Am späten Untersuchungszeitpunkt war keine Apoptose nachweisbar. Mikrogliazellen wanderten in die Retina ein, wurden aber nur bei Gewebeschädigung aktiviert. Eine Astrozytose scheint mit der Mikrogliaaktivierung zeitlich zusammenzuhängen. NMDA übt ab 40 nmol einen Schaden auf Ganglienzellen aus, der im Verlauf durch die Aktivierung der Mikroglia verstärkt wird