Crosstalk between estradiol and NFκB signaling pathways on placental leptin expression

Pregnancy success requires a proper fetal maternal interaction at the establishment of implantation. Leptin has been described as a multitasking cytokine in pregnancy, particularly in the placenta, where it acts as an autocrine hormone. The expression of leptin in normal trophoblastic cells is regulated by different endogenous signals. We have previously reported that 17β-estradiol upregulates placental leptin expression through genomic and non-genomic mechanisms. To improve the knowledge of estrogen receptor mechanisms in regulating leptin gene expression, we examined transcription nuclear factor kappa B (NFκB) effect on estradiol leptin induction in human BeWo cell line and human term placental explants. We demonstrated that estradiol induction effect on leptin expression is blocked by the inhibition of NFκB signaling. We also found that the overexpression of p65 subunit, the active form of NFκB, induces leptin expression. Moreover, downregulation of estrogen receptor alpha (ERα), through a specific siRNA, abolished NFκB effect on leptin expression. We also demonstrated that ERα enhanced NFκB signaling pathway activation in trophoblastic cells. Estradiol treatment significantly increased p65 expression and phosphorylation of the inhibitory protein κB alpha (IκBα). A reporter plasmid containing NFκB elements was also induced in response to estradiol stimulation. Localization experiments revealed that estradiol treatment induced nuclear localization of overexpressed p65. Moreover, the overexpression of ERα produced a complete displacement of p65 protein to the nucleus. Finally, immunoprecipitation experiments showed the presence of a complex containing ERα and NFκB. All these evidences suggest a cooperative behavior between ERα and NFκB transcription factors to induce leptin transcription.Fil: Schanton, Malena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Maymo, Julieta Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Camisay, Maria Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Pérez Pérez, Antonio. Universidad de Sevilla; España. Hospital Universitario Virgen Macarena; EspañaFil: Casale, Roberto. Hospital Nacional Profesor Alejandro Posadas; ArgentinaFil: Sanchez Margalet, Victor. Universidad de Sevilla; EspañaFil: Erlejman, Alejandra Giselle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Varone, Cecilia Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Mechanisms involved in leptin induction by estradiol in placental cells

La leptina presenta un papel importante en la reproducción, principalmente se ha sugerido que presenta funciones importantes en la placenta durante la gestación, donde se detectó su expresión y la de sus receptores. En mujeres embarazadas el nivel de leptina en suero aumenta en comparación a las no embarazadas, principalmente durante el segundo y tercer trimestre; aún antes de que se incremente el tejido adiposo.Originalmente la leptina, proteína de 16 kDa codificada por el gen LEP, fue descripta como una molécula producida por el tejido adiposo involucrada en la regulación del metabolismo al nivel central. La leptina placentaria podría tener efectos sobre el crecimiento, la angiogénesis y la inmunomodulación afectando tanto funciones maternas como fetales. En este trabajo, se analizó el efecto del 17β-estradiol (E2) y las vías de señalización y factores de transcripción involucrados, sobre la expresión de la leptina en la placenta humana utilizando dos modelos experimentales, la línea celular BeWo, derivada de coriocarcinoma, y explantos de placentas normales humanas a término.Al analizar la importancia del factor de transcripción Sp1 sobre la regulación de la expresión de leptina mediada por estradiol, pudimos demostrar que la sobreexpresión de este factor incrementa la expresión de leptina determinada por Western blot. Más aún la sobreexpresión de un vector de expresión para Sp1 incrementa tanto la actividad basal del promotor de leptina como la inducida por E2. Específicamente aumenta la actividad de la región del promotor de leptina comprendida entre -1951 y -1887pb que contiene al ?enhancer? placentario de leptina (PLE). Estos resultados fueron confirmados al utilizar un inhibidor de Sp1, el ácido betulínico. En estos experimentos se pierde el efecto inductor de Sp1 sobre la expresión de leptina placentaria. La acción ejercida por este factor de transcripción sobre la expresión de leptina es dependiente de ERα ya que en las células que expresan un siRNA contra este receptor la sobreexpresión de Sp1 no tiene efecto alguno sobre la expresión de leptina. Además al utilizar un vector reportero que contiene el sitio halfERE mutado, la acción de Sp1 parecería anularse. Por otro lado al utilizar un vector que presenta el promotor de leptina con el sitio de unión para Sp1 mutado, la sobreexpresión de ERα no es capaz de inducir la expresión de leptina. Estos resultados sugieren que es necesario que se encuentre intacto el sitio de Sp1 para que se pueda evidenciar el efecto de ERα sobre la expresión de leptina placentaria.Además se evalúo la posible interacción de ERα y Sp1 por inmunoprecipitación. Se demostró que hay interacción entre ambas proteínas, ya que al inmunoprecipitar ERα, se puede evidenciar la presencia de Sp1 en el inmunoprecipitado, y al inmunoprecipitar Sp1 se puede observar ERα en el inmunoprecipitado. Lo que sugiere que habría un efecto cooperativo entre ambos factores en la inducción de la expresión de la leptina placentaria.El antagonista estrogénico, ICI 182,780 no generó inhibición alguna sobre el efecto del Sp1 sobre la expresión de leptina placentaria, lo que sugeriría que la inducción de Sp1 sobre la expresión de leptina no estaría siendo afectada por el inhibidor ICI 182,780.Encontramos también que la expresión basal e inducida por E2 se ve disminuida con el tratamiento con el inhibidor del factor NFκB, sulfasalazina, sugiriendo la participación de los dímeros del NFκB en los efectos regulatorios de dicho esteroide. A través de transfecciones transitorias hemos observado que la sobreexpresión de la subunidad p65 (Rel-A) aumenta la actividad transcripcional basal del promotor de leptina y por otro lado la sobreexpresión de Rel-A en las células BeWo-Sh2, que poseen los niveles de ERα disminuidos por la estrategia de siRNA, produce una marcada disminución de la actividad basal del promotor de leptina, sugiriendo que el efecto de la sobreexpresión de p65 sobre el nivel basal de actividad del reportero sería dependiente de la expresión de ERα ya que al disminuir los niveles de este receptor el efecto de p65 se suprime. Por otro lado la sobreexpresión de p65 no estaría afectando la expresión de leptina mediada por E2 en presencia o ausencia de ERα.Se ha evaluado también la presencia y localización de ERα y la subunidad p65 en las células BeWo, por ensayo de inmunofluorescencia y su posible interacción por coinmunoprecipitación. Hemos encontrado que ambas proteínas se encuentran localizadas en el citoplasma y cuando son sobreexpresadas migran al núcleo. Por otro lado determinamos que en las células BeWo estos dos factores de transcripción estarían interactuando, ya que al inmunoprecipitar ERα, se pudo observar p65 en el inmunoprecipitado. Lo que sugiere que existiría un efecto cooperativo entre el ERα y el NFκB.Hemos observado que el incremento de la expresión de leptina por estradiol en células BeWo depende de la integridad de la vía de señalización mediada por PKA, debido a que tratando a las células con inhibidores de ésta vía, H89 y SQ22536 se produce una disminución de su efecto. También observamos que la sobreexpresión de mutantes dominantes negativas para el factor de transcripción CREB anulan el efecto de estradiol sobre la expresión de leptina placentaria. Por otro lado la sobreexpresión de CBP, produce una estimulación del efecto inductor de estradiol, mientras que la sobreexpresión con HDAC, una deacetilasa de histonas, genera el efecto contrario. El tratamiento con tricostatina A (TSA), un inhibidor de la actividad acetiltransferasa, contrarresta el efecto de HDAC-1. Esto indicaría que la regulación de la expresión de leptina por estradiol sería un proceso multifactorial que involucraría la activación de la vía de señalización de PKA y la modificación de la acetilación de histonas.Los resultados obtenidos contribuyen a mejorar la compresión de la expresión de leptina en la placenta humana así como las vías de señalización y factores de transcripción que actúan en la acción del E2 sobre la expresión de la misma.Fil: Schanton, Malena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Involvement of leptin in the molecular physiology of the placenta

Leptin is a homeostatic regulator in the placenta where it promotes proliferation, protein synthesis and the expression of tolerogenic maternal response molecules such as HLA-G. Leptin also exerts an anti-apoptotic action in placenta controlling the expression of p53 master cell cycle regulator under different stress conditions. On the other hand, leptin is an integrative target of different placental stimuli. The expression of leptin in placenta is regulated by hCG, insulin, steroids, hypoxia and many other growth hormones, suggesting that it might have an important endocrine function in the trophoblastic cells. The leptin expression is induced involving the cAMP/PKA or cAMP/Epac pathways which have profound actions upon human trophoblast function. The activation of PI3K and MAPK pathways also participates in the leptin expression. Estrogens play a central role during pregnancy, particularly 17β-estradiol upregulates the leptin expression in placental cells through genomic and non-genomic actions. The leptin promoter analysis reveals specific elements that are active in placental cells. The transcription factors CREB, AP1, Sp1, NFκB and the coactivator CBP are involved in the placental leptin expression. Moreover, placental leptin promoter is a target of epigenetic marks such as DNA methylation and histone acetylation that regulates not only the leptin expression in placenta during pregnancy but also determines the predisposition of acquiring adult metabolism diseases. Taken together, all these results allow a better understanding of leptin function and regulatory mechanisms of leptin expression in human placental trophoblasts, and support the importance of leptin during pregnancy and in programming adult health.Fil: Schanton, Malena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Maymo, Julieta Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Pérez Pérez, Antonio. Universidad de Sevilla; EspañaFil: Sánchez Margalet, Víctor. Universidad de Sevilla; EspañaFil: Varone, Cecilia Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Leptin prevents cellular stress under hypoxic condition in trophoblastic cells

Objectives: Leptin is a pleiotropic hormone produced by the placentawhere it plays important functions. We have previously demonstrated thatleptin promotes proliferation and survival of trophoblastic cells. In thiswork we aimed to study the effect of leptin in placental cell stress inducedby Cobalt Chloride (CoCl2), a hypoxia mimicking agent that stabilizes HIF1a transcription factor.Fil: de Dios, Nataly. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Balestrini, Paula Ania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Schanton, Malena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Riedel, Rodrigo Nicolas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Jaime, Mariana. Hospital Nacional Profesor Alejandro Posadas; ArgentinaFil: Maskin, Bernardo. Hospital Nacional Profesor Alejandro Posadas; ArgentinaFil: Maymo, Julieta Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Varone, Cecilia Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaInternational Federation of Placenta AssociationsBuenos AiresArgentinaSociedad Argentina de BiologíaSociedad Argentina de DiabetesSociedad Argentina de Endocrinología Ginecológica y ReproductivaSociedad Argentina de Investigación Bioquímica y Biología MolecularSociedad de Obstetricia y Ginecología de Buenos AiresSociedad Argentina de Investigación Clínic

Sp1 transcription factor is a modulator of estradiol leptin induction in placental cells

Introduction Pleiotropic effects of leptin have been identified in reproduction and pregnancy, particularly in the placenta, where it functions as an autocrine hormone. The synthesis of leptin in normal trophoblastic cells is regulated by different endogenous biochemical agents, but the regulation of placental leptin expression is still poorly understood. We have previously reported that 17β-estradiol up-regulates placental leptin expression through genomic and nongenomic mechanisms. Methods To improve the understanding of estrogen receptor mechanisms in regulating leptin gene expression, we examined Sp1 transcription factor effect on estradiol leptin induction in human BeWo cell line. Results We demonstrated that Sp1 induces leptin expression determined by qRT-PCR, Western blot and transient transfection experiments. We also found that estradiol induction effect on leptin expression is enhanced by the over expression of Sp1 factor. Moreover, estradiol effect was not evidenced when Sp1 binding site on leptin promoter is mutated, suggesting that estradiol action is dependent on Sp1. On the other hand we showed data that demonstrate that Sp1 induction of leptin expression is insensitive to the antiestrogen ICI 182 780. By over expression experiments, we have also found that Sp1 effect on leptin expression could be mediated by estrogen receptor alpha. Supporting this idea, the downregulation of estrogen receptor alpha level through a specific siRNA, abolished Sp1 effect on leptin expression. Discussion Taken together all these evidences suggest a cooperative behavior between estrogen receptor alpha and Sp1 transcription factors to induce leptin transcription.Fil: Schanton, Malena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Maymo, Julieta Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Pérez Pérez, Antonio. Universidad de Sevilla; EspañaFil: Gambino, Yésica Paola. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Maskin, Bernardo. Hospital Nacional “Profesor Alejandro Posadas”; ArgentinaFil: Dueñas, José Luis. Universidad de Sevilla; EspañaFil: Sánchez Margalet, Víctor. Universidad de Sevilla; EspañaFil: Varone, Cecilia Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentin