Crosstalk of BMP-4 and RA signaling pathways on Pomc gene regulation in corticotrophs

Retinoic acid (RA), an active metabolite of Vitamin A, and bone morphogenetic protein 4 (BMP-4) pathways control the transcription of pro-opiomelanocortin (Pomc), the precursor of ACTH. We describe a novel mechanism by which RA and BMP-4 act together in the context of pituitary corticotroph tumoral cells to regulate Pomc transcription. BMP-4 and RA exert a potentiated inhibition on Pomc gene expression. This potentiation of the inhibitory action on Pomc transcription was blocked by the inhibitory SMADs of the BMP-4 pathway (SMAD6 and SMAD7), a negative regulator of BMP-4 signaling (TOB1) and a blocker of RA pathway (COUP-TFI). AtT-20 corticotrophinoma cells express RA receptors (RARB, RXRA and RXRG) which associate with factors of BMP-4 (SMAD4 and SMAD1) signaling cascade in transcriptional complexes that block Pomc transcription. COUP-TFI and TOB1 disrupt these complexes. Deletions and mutations of the Pomc promoter and a specific DNA-binding assay show that the complexes bind to the RARE site in the Pomc promoter. The enhanced inhibitory interaction between RA and BMP-4 pathways occurs also in another relevant corticotroph gene promoter, the corticotropin-releasing hormone receptor 1 (Crh-r1). The understanding of the molecules that participate in the control of corticotroph gene expression contribute to define more precise targets for the treatment of corticotrophinomas.Fil: Nieto, Leandro Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Fuertes, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Rosmino, Josefina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; Argentina. Gobierno de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires. Hospital General de Agudos Carlos Durand; ArgentinaFil: Senin, Sergio Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Arzt, Eduardo Simon. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular. Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular; Argentin

Co-Expression of Wild-Type P2X7R with Gln460Arg Variant Alters Receptor Function

The P2X7 receptor is a member of the P2X family of ligand-gated ion channels. A single-nucleotide polymorphism leading to a glutamine (Gln) by arginine (Arg) substitution at codon 460 of the purinergic P2X7 receptor (P2X7R) has been associated with mood disorders. No change in function (loss or gain) has been described for this SNP so far. Here we show that although the P2X7R-Gln460Arg variant per se is not compromised in its function, co-expression of wild-type P2X7R with P2X7R-Gln460Arg impairs receptor function with respect to calcium influx, channel currents and intracellular signaling in vitro. Moreover, co-immunoprecipitation and FRET studies show that the P2X7R-Gln460Arg variant physically interacts with P2X7R-WT. Specific silencing of either the normal or polymorphic variant rescues the heterozygous loss of function phenotype and restores normal function. The described loss of function due to co-expression, unique for mutations in the P2RX7 gene so far, explains the mechanism by which the P2X7R-Gln460Arg variant affects the normal function of the channel and may represent a mechanism of action for other mutations.Fil: Aprile García, Fernando. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Metzger, Michael W.. Max Planck Institute of Psychiatry; AlemaniaFil: Paez Pereda, Marcelo. Max Planck Institute of Psychiatry; AlemaniaFil: Stadler, Herbert. Affectis Pharmaceuticals; AlemaniaFil: Acuña, Matias. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Liberman, Ana Clara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Senin, Sergio Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Gerez, Juan Atilio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Hoijman, Esteban. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Microscopías Avanzadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Refojo, Damian. Max Planck Institute of Psychiatry; Alemania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Mitkovski, Mišo. Max Planck Institute of Experimental Medicine; AlemaniaFil: Panhuysen, Markus. Affectis Pharmaceuticals; AlemaniaFil: Stühmer, Walter. Max Planck Institute of Experimental Medicine; AlemaniaFil: Holsboer, Florian. Max Planck Institute of Psychiatry; Alemania. HMNC Brain Health; AlemaniaFil: Deussing, Jan M.. Max Planck Institute of Psychiatry; AlemaniaFil: Arzt, Eduardo Simon. Max Planck Institute of Psychiatry; Alemania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular; Argentin

B-Raf and CRHR1 internalization mediate biphasic ERK1/2 activation by CRH in hippocampal HT22 Cells.

CRH is a key regulator of neuroendocrine, autonomic, and behavioral response to stress. CRH-stimulated CRH receptor 1 (CRHR1) activates ERK1/2 depending on intracellular context. In a previous work, we demonstrated that CRH activates ERK1/2 in limbic areas of the mouse brain (hippocampus and basolateral amygdala). ERK1/2 is an essential mediator of hippocampal physiological processes including emotional behavior, synaptic plasticity, learning, and memory. To elucidate the molecular mechanisms by which CRH activates ERK1/2 in hippocampal neurons, we used the mouse hippocampal cell line HT22. We document for the first time that ERK1/2 activation in response to CRH is biphasic, involving a first cAMP- and B-Raf-dependent early phase and a second phase that critically depends on CRHR1 internalization and ß-arrestin2. By means of mass-spectrometry-based screening, we identified B-Raf-associated proteins that coimmunoprecipitate with endogenous B-Raf after CRHR1 activation. Using molecular and pharmacological tools, the functional impact of selected B-Raf partners in CRH-dependent ERK1/2 activation was dissected. These results indicate that 14-3-3 proteins, protein kinase A, and Rap1, are essential for early CRH-induced ERK1/2 activation, whereas dynamin and vimentin are required for the CRHR1 internalization-dependent phase. Both phases of ERK1/2 activation depend on calcium influx and are affected by calcium/calmodulin-dependent protein kinase II inactivation. Thus, this report describes the dynamics and biphasic nature of ERK1/2 activation downstream neuronal CRHR1 and identifies several new critical components of the CRHR1 signaling machinery that selectively controls the early and late phases of ERK1/2 activation, thus providing new potential therapeutic targets for stress-related disorders.Fil: Bonfiglio, Juan José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque. Centenario. Instituto de Investigación En Biomedicina de Buenos Aires - Conicet -; Instituto P; Argentina;Fil: Inda, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque. Centenario. Instituto de Investigación En Biomedicina de Buenos Aires - Conicet -; Instituto P; Argentina;Fil: Senin, Sergio Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque. Centenario. Instituto de Investigación En Biomedicina de Buenos Aires - Conicet -; Instituto P; Argentina;Fil: Maccarrone, Giuseppina. Max-Planck-Institut Für Psychiatrie; Alemania;Fil: Refojo, Damian. Max-Planck-Institut Für Psychiatrie; Alemania;Fil: Giacomini, Damiana Paula. Consejo Nacional de Invest.cientif.y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Invest.bioquimicas de Bs.as(i); Argentina;Fil: Turck, Christoph W.. Max-Planck-Institut Für Psychiatrie; Alemania;Fil: Holsboer, Florian. Max-Planck-Institut Für Psychiatrie; Alemania;Fil: Arzt, Eduardo Simon. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque. Centenario. Instituto de Investigación En Biomedicina de Buenos Aires - Conicet -; Instituto P; Argentina;Fil: Silberstein, Susana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque. Centenario. Instituto de Investigación En Biomedicina de Buenos Aires - Conicet -; Instituto P; Argentina

CAMP-dependent cell differentiation triggered by activated CRHR1 in hippocampal neuronal cells

Corticotropin-releasing hormone receptor 1 (CRHR1) activates the atypical soluble adenylyl cyclase (sAC) in addition to transmembrane adenylyl cyclases (tmACs). Both cAMP sources were shown to be required for the phosphorylation of ERK1/2 triggered by activated G protein coupled receptor (GPCR) CRHR1 in neuronal and neuroendocrine contexts. Here, we show that activated CRHR1 promotes growth arrest and neurite elongation in neuronal hippocampal cells (HT22-CRHR1 cells). By characterising CRHR1 signalling mechanisms involved in the neuritogenic effect, we demonstrate that neurite outgrowth in HT22-CRHR1 cells takes place by a sAC-dependent, ERK1/2-independent signalling cascade. Both tmACs and sAC are involved in corticotropin-releasing hormone (CRH)-mediated CREB phosphorylation and c-fos induction, but only sAC-generated cAMP pools are critical for the neuritogenic effect of CRH, further highlighting the engagement of two sources of cAMP downstream of the activation of a GPCR, and reinforcing the notion that restricted cAMP microdomains may regulate independent cellular processes.Fil: Inda, María Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Bonfiglio, Juan José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Dos Santos Claro, Paula Ayelen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Senin, Sergio Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Armando, Natalia Giannina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Deussing, Jan M.. Max Planck Institute Of Psychiatry; AlemaniaFil: Silberstein Cuña, Susana Iris. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; Argentin

Protein stabilization by RSUME accounts for PTTG pituitary tumor abundance and oncogenicity

Increased levels of the proto-oncogene pituitary tumor-transforming gene 1 (PTTG) have been repeatedly reported in several human solid tumors, especially in endocrine-related tumors such as pituitary adenomas. Securin PTTG has a critical role in pituitary tumorigenesis. However, the cause of upregulation has not been found yet, despite analyses made at the gene, promoter and mRNA level that show that no mutations, epigenetic modifications or other mechanisms that deregulate its expression may explain its overexpression and action as an oncogene. We describe that high PTTG protein levels are induced by the RWD-containing sumoylation enhancer (RWDD3 or RSUME), a protein originally identified in the same pituitary tumor cell line in which PTTG was also cloned. We demonstrate that PTTG and RSUME have a positive expression correlation in human pituitary adenomas. RSUME increases PTTG protein in pituitary tumor cell lines, prolongs the half-life of PTTG protein and regulates the PTTG induction by estradiol. As a consequence, RSUME enhances PTTG transcription factor and securin activities. PTTG hyperactivity on the cell cycle resulted in recurrent and unequal divisions without cytokinesis, and the consequential appearance of aneuploidies and multinucleated cells in the tumor. RSUME knockdown diminishes securin PTTG and reduces its tumorigenic potential in a xenograft mouse model. Taken together, our findings show that PTTG high protein steady state levels account for PTTG tumor abundance and demonstrate a critical role of RSUME in this process in pituitary tumor cells.Fil: Fuertes, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Sapochnik, Melanie Denise. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Tedesco, Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Senin, Sergio Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Attorresi, Alejandra Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Ajler, Pablo. Hospital Italiano; ArgentinaFil: Carrizo, G.. Hospital Italiano; ArgentinaFil: Cervio, A.. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Sevlever, Gustavo. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Bonfiglio, Juan José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Stalla, G. K.. Max Planck Institute of Psychiatry; AlemaniaFil: Arzt, Eduardo Simon. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; Argentin

The activity of the glucocorticoid receptor is regulated by SUMO conjugation to FKBP51

FK506-binding protein 51 (FKBP51) regulates the activity of the glucocorticoid receptor (GR), and is therefore a key mediator of the biological actions of glucocorticoids. However, the understanding of the molecular mechanisms that govern its activity remains limited. Here, we uncover a novel regulatory switch for GR activity by the post-translational modification of FKBP51 with small ubiquitin-like modifier (SUMO). The major SUMO-attachment site, lysine 422, is required for FKBP51-mediated inhibition of GR activity in hippocampal neuronal cells. Importantly, impairment of SUMO conjugation to FKBP51 impacts on GR-dependent neuronal signaling and differentiation. We demonstrate that SUMO conjugation to FKBP51 is enhanced by the E3 ligase PIAS4 and by environmental stresses such as heat shock, which impact on GR-dependent transcription. SUMO conjugation to FKBP51 regulates GR hormone-binding affinity and nuclear translocation by promoting FKBP51 interaction within the GR complex. SUMOylation-deficient FKBP51 fails to interact with Hsp90 and GR thus facilitating the recruitment of the closely related protein, FKBP52, which enhances GR transcriptional activity. Moreover, we show that the modification of FKBP51 with SUMO modulates its binding to Hsp90. Our data establish SUMO conjugation as a novel regulatory mechanism in the Hsp90 cochaperone activity of FKBP51 with a functional impact on GR signaling in a neuronal context.Fil: Antunica Noguerol, María de Las Nieves. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Budziñski, Maia Ludmila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Druker, Jimena Paola. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Gassen, N.C.. Max Planck Institute of Psychiatry; AlemaniaFil: Sokn, María Clara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Senin, Sergio Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Aprile García, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Holsboer, F. Max Planck Institute of Psychiatry; AlemaniaFil: Rein, T. Max Planck Institute of Psychiatry; AlemaniaFil: Liberman, Ana Clara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Arzt, Eduardo Simon. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; Argentin