Chronic Myelogenous Leukemia (CML) is a hematological disease originated with a chromosomal translocation t(9;22)(q34;q11) in a pluripotent hematopoietic stem cell. CML typically evolves in 3 different clinical phases: chronic and accelerated phases, and blast crisis. Disease progression is associated with the acquisition of secondary mutations that can be of very diverse origins, including inactivation of tumor suppressor genes, as well as inhibition of differentiation, DNA repair and telomere maintenance. While current therapies are very often successful, the remaining issues of resistance and the fact that therapy will not cure CML make it important that new therapy capable of effectively curing it be developed. The early growth response-1 (Egr-1) gene is a zinc-finger transcription factor localized to the human chromosome 5. Egr-1 belongs to a family of early response genes whose expression is rapidly stimulated by growth factors, hormones and neurotransmitters. In addition, Egr-1 is a myeloid differentiation primary response (MYD) gene, and is a positive regulator of terminal myeloid differentiation that potentiates macrophage differentiation. It also has been shown that Egr-1 plays a role in the development, growth control and survival of several cell types, such as T cells, B cells, and neuronal cells in addition to myeloid cells. There is a large amount of evidence consistent with Egr-1 behaving as a tumor suppressor in hematopoietic cells, both in vivo & in vitro, in both humans & mice, making it a prime candidate for a role in CML. In this study we asked if Egr-1 would behave as a tumor suppressor in CML. To answer that we investigated the function of Egr-1 in BCR-ABL driven leukemia using a mouse m bone marrow transplantation (BMT) model. We observe that loss of Egr-1 accelerates the onset of BCR-ABL driven CML. Furthermore, through Facs analysis we showed that most animals developed myeloid leukemia, determined by the observation that the majority of GFP+ cells in the BM were positive for Gr-1 and negative for B220. Interestingly a small cohort of mice developed B-cell acute lymphoid leukemia (B-ALL); this included both WT BCR-ABL and Egr-1 KO BCR-ABL BM-transplanted groups. In addition, we demonstrated that the loss of Egr-1 caused a more aggressive leukemia, which resulted not only in more rapid onset of disease but also greater enlargement of spleen and liver, as well as a tendency to more aggressive lung infiltration of leukemic cells. We also showed that decreased apoptosis, increased proliferation rates and resulting increased viability are consistent with, and probably contribute to, the increased leukemic potential of Egr-1 KO BCR-ABL BM. In addition, we demonstrated that Egr-1 expression was downregulated in BCR-ABL expressing BM cells in vitro, and in spleens of transplanted leukemic mice. Moreover, a very interesting observation, consistent with the rapid onset and aggression of disease, was that the bone marrow of leukemic mice caused by Egr-1 KO BCR-ABL BM transplantation, were enriched with lineage negative BCR-ABL-expressing cells, significantly more so than what was observed in WT BCR-ABL-transplanted mice. That this is also an enrichment of leukemia initiating cells was demonstrated using bone marrow from primary transplantation in a secondary bone marrow transplantation assay. Furthermore, using serial replating assays of colony forming units (CFUs), it was demonstrated that Egr-1 KO BCR-ABL-expressing BM had higher self-renewal ability than WT BCR-ABL-expressing BM, exhibiting an enrichment of primitive stem cells and fewer differentiated cells relative to WT counterparts. Finally, we also analyzed expression of Egr-1 in samples of CML human patients; the results are intriguing but due to small sample size inconclusive. Further inquiry on Egr-1 in CML, including expanding the study of human CML, signaling analysis, interaction of Egr gene family members in leukemia, and gain of function experiments should identify novel players that can impact on the aggressiveness of the disease, predict outcome for currently established therapies, as well identify targets for treatment regimens or adjunct therapy. In addition, these studies can provide a paradigm for understanding how Egr-1 functions as a tumor suppressor for other cancers and types of leukemia, and also delineate pathways that can be activated/inhibited by drugs, including reactivating Egr-1 expression. / Molecular Biology and Genetics

Un remodelage vasculaire anormal est à la base de la pathogenèse des maladies cardio-vasculaires (MCV) telles que l’athérosclérose et l’hypertension. Des dysfonctionnements au niveau de la migration, l’hypertrophie et la prolifération des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) sont des évènements cellulaires qui jouent un rôle primordial dans le remodelage vasculaire. L’insulin-like growth factor 1 (IGF-1), puissant facteur mitogène, contribue au développement des MCV, notamment via l’activation des protéines MAPK et PI3-K/PKB, composantes clés impliquées dans les voies de croissance cellulaire. Ces molécules sont également impliquées dans la modulation de l’expression de nombreux facteurs de transcription, incluant le facteur Egr-1. Egr-1 est régulé à la hausse dans différents types de maladies vasculaires impliquant les voies de signalisation de croissance et de stress oxydant qui par ailleurs peuvent être déclenchées par l’IGF-1. Cependant, la question d’une possible modulation de l’expression d’Egr-1 dans les CMLV demeure inabordée; plus spécifiquement, la caractérisation de la voie de signalisation reliant l’action d’IGF-1 à l’expression d’Egr-1 reste à établir. Dans cette optique, l’objectif de cette étude a été d’examiner l’implication de MAPK, PKB et des dérivés réactifs de l’oxygène (DRO) dans l’expression d’Egr-1 induite par l’IGF-1 dans les CMLV. L’IGF-1 a induit une augmentation marquée du niveau protéique de l’Egr-1 en fonction du temps et de la concentration utilisés. Cette augmentation a été inhibée en fonction des doses d’agents pharmacologiques qui ciblent les voies de signalisation de MAPK, PKB et DRO. De plus, l’expression du facteur de transcription, Egr-1, en réponse de l’IGF-1, a été atténuée suite à un blocage pharmacologique des processus cellulaires responsables de la synthèse d’ARN et de synthèse protéique. Pour conclure, on a démontré que l’IGF-1 stimule l’expression d’Egr-1 via les voies de signalisation, impliquant ERK1/2/JNK, PI3K/PKB. On a également proposé que les DRO jouent un rôle important dans ce processus. Dans l’ensemble, nous avons suggéré un nouveau mécanisme par lequel l’IGF-1 promeut la prolifération et l’hypertrophie cellulaire, processus à la base des anomalies vasculaires. / Aberrant vascular remodelling underlies the pathogenesis of major cardiovascular diseases (CVD), such as atherosclerosis and hypertension. Abnormal growth, migration and proliferation of vascular smooth muscle cells (VSMC) are believed to play a critical role in vascular remodelling. IGF-1, potent mitogen, is believed to contribute to the development of CVD through the hyperactivation of proliferative and growth promoting pathways including mitogen-activated protein kinase (MAPK) and protein kinase B (PKB) pathways. It has also been implicated in modulating the expression of multiple transcription factors, including the early growth response protein-1 (Egr-1). Egr-1 upregulation has been observed in different models of vascular diseases implicating growth and redox signalling such as observed in response to IGF-1. However, modulation of Egr-1 expression by IGF-1 in VSMC, more specifically the signaling pathways involved in this process remain poorly characterized. Therefore, in the present studies, we investigated the implication of MAPK, PKB and ROS in IGF-1-induce Egr-1 expression in VSMC. IGF-1 induced a marked increase in Egr-1 protein level in a time and dose-dependent fashion. This increase was dose dependently inhibited by different pharmacological inhibitors targeting MAPK, PKB and reactive oxygen species (ROS) generation. Furthermore, pharmacological inhibitors of RNA and protein synthesis also attenuated IGF-1-induce response on Egr-1 expression. In conclusion, we showed that IGF-1 stimulates the expression of Egr-1 through ERK1/2/JNK and PI3K/PKB. We also propose that ROS generation plays an important role in this response. Overall, we propose a novel mechanism through which IGF-1 may exert its deleterious responses in vascular abnormalities.

The pathophysiology of cytokines released by infiltrating white blood cells upon pancreatic beta cells is not fully understood. Early growth response gene-1 (Egr-1) expression is specifically and transiently up regulated in pancreatic beta cells in response to glucose. We hypothesized that interleukin-1 beta (IL-1▀) induction of nitric oxide alters glucose induced Egr-1 transcription levels. Egr-1 levels were assessed via western blot, nitric oxide was measured with a Griess Reagent kit and insulin levels via ELISA. Glucose induced both insulin and Egr-1 production in INS-1 cells. IL-1▀ dose dependently increased nitric oxide production over time and significantly attenuated glucose induced Egr-1 expression. Sodium nitroprusside dose dependently reduced glucose induced Egr-1 production. The data suggest a strong relationship between IL-1▀ induced nitric oxide production and the reduction of glucose stimulated Egr-1 production. The pathways altered by this cytokine could provide a better understanding of the pathophysiology leading to pancreatic beta cell death.

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Une hyperactivation de la prolifération des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) contribue à la pathogenèse des maladies des vaisseaux. Des travaux antérieurs suggèrent que l’augmentation de l'adénosine monophosphate cyclique (AMPc) inhibe la prolifération des CMLV. Provoquer une augmentation d’AMPc préviendrait aussi certaines maladies vasculaires qui sont associées à des altérations dans sa signalisation impliquant l'activité de la protéine kinase A (PKA). Des études ont démontré la contribution du facteur de transcription « early growth response protein-1» (Egr-1) dans la pathogenèse des maladies vasculaires et une surexpression d’Egr-1 a été rapportée dans des modèles d'athérosclérose et d'hyperplasie intimale. Divers agents vasoactifs contrôlent l'expression d’Egr-1 suivant des mécanismes qui ont fait l’objet de plusieurs études mais demeurent incomplètement élucidés. L'angiotensine-II (Ang-II) est l'un des principaux peptides vasoactifs impliqués dans la pathogenèse des maladies vasculaires. Une des voies de signalisation induite par l’Ang-II implique l’augmentation du calcium (Ca2+) intracellulaire. Celle-ci se produit par l’activation de l'entrée de calcium opérée par la relâche des réserves (SOCE) de Ca2+ réticulaire suite à l’activation du récepteur à l’inositol-3-phosphate (IP3R) et le recrutement ultérieur du complexe conducteur formé par la molécule d'interaction stromale 1 (STIM-1) et le canal Orai-1. Bien qu’il ait déjà été démontré que l’expression de l'Egr-1 est régulée par la signalisation calcique en réponse à plusieurs stimuli, l'implication du complexe STIM-1/Orai-1 dans l'expression d'Egr-1 dans la CMLV n’a jamais été étudiée. De même, la question de savoir si la signalisation induite par l'Ang-II conduisant à l'expression d'Egr-1 est modulée par l'AMPc n’a jamais été explorée. Par conséquent, les travaux menés dans cette thèse ont consisté à examiner le rôle de la signalisation du Ca2+ dans l'expression d'Egr-1 induite par l’Ang-II dans la CMLV avec une attention particulière portée sur le rôle joué par STIM-1 et Orai-1. En outre, nous avons examiné l'effet de l’augmentation de l’AMPc sur l'expression d'Egr-1 induite par l’Ang-II et étudié les voies de signalisation associées. Nos données montrent que l’inhibition du récepteur IP3R et du SOCE par le 2-aminoéthoxydiphénylborate atténue la libération de Ca2+ induite par l’Ang-II et ceci s’accompagne d’une baisse des niveaux d’expression de protéine et d’ARN messager de l’Egr-1. La stimulation de l’expression de l'Egr-1 a également été supprimée à la suite du blocage de la calmoduline et de la protéine kinase CaMKII. De plus, le blocage par interférence d’ARN de l’expression de STIM-1 et Orai-1 a atténué l'expression d'Egr-1 induite par l’Ang-II ainsi que la phosphorylation des protéines ERK et CREB. Par ailleurs, l'isoproterenol (ISO) et la forskoline (FSK), deux activateurs de l'adénylate cyclase ont atténué de manière dose-dépendante l'expression d'Egr-1 induite par l’Ang-II. Des réponses similaires ont été observées en utilisant des analogues non spécifique (dibutyryl-cAMP) et PKA-spécifique (Benzoyl-cAMP) de l’AMPc, ainsi qu'un inhibiteur à large spectre de l'activité phosphodiesterase intracellualaire (isobutylméthylxanthine). L'inhibition de l'expression d'Egr-1 induite par l’Ang-II s’accompagne d'une augmentation de l’activité de la PKA mesurée par la phosphorylation de la « phosphoprotéine activée par les vasodilatateurs (VASP) », et d’une diminution concomitante de la phosphorylation de la protéine ERK. Le blocage pharmacologique de la PKA a réduit la phosphorylation de VASP et restauré la phosphorylation de la protéine ERK ainsi que l'expression d'Egr-1 en présence de l’Ang-II. En résumé, nos données démontrent que la voie STIM-1/Orai-1 /Ca2+ médie l'expression de l'Egr-1 induite par l'Ang-II dans la CMLV et suggèrent que la suppression de la réponse à l’Ang-II menant à l’expression de l'Egr-1 peut expliquer les effets vasoprotecteurs de l’AMPc. En outre, ces travaux montrent que les mécanismes moléculaires de régulation de l’expression d’Egr-1 en réponse aux signaux externes culminent vers la modulation des cascades de signalisation en aval de la protéine ERK dans les CMLV. / Aberrant vascular smooth muscle cell (VSMC) proliferative responses contribute to the development of neointimal lesions. Cyclic adenosine monophosphate (cAMP) is believed to inhibit VSMC proliferation, and vascular diseases are associated with impairments in cAMP-induced signalling responses involving protein kinase A (PKA) signaling. An enhanced expression of the early growth response protein-1 (Egr-1), a zinc finger transcription factor, has been reported in models of vascular diseases and, a crucial role of Egr-1 in regulating the expression of genes implicated in neointimal formation leading to atherogenesis has been suggested. Various vasoactive factors have been shown to modulate Egr-1 expression in VSMC via mechanisms which remain to be completely understood. Angiotensin-II (Ang-II) is one of the key vasoactive peptides implicated in the pathogenesis of vascular diseases. Ang-II elevates intracellular calcium (Ca2+) through activation of voltage-gated calcium channels as well as store-operated calcium channels. The store-operated calcium entry (SOCE) involves an inositol-3-phosphate receptor (IP3R)-coupled depletion of endoplasmic reticular Ca2+ and a subsequent activation of the stromal interaction molecule 1 (STIM-1) /Orai-1 complex. Although Egr-1 has been demonstrated to be upregulated in a Ca2+-dependent fashion in response to several stimuli, the involvement of STIM-1/Orai-1-dependent signaling in Egr-1 expression in VSMC has never been addressed. Besides, whether Ang-II-induced signaling leading to Egr-1 expression is modulated by cAMP-dependent signaling pathway remains unexplored. Therefore, in the present studies, we have examined the role of Ca2+ signaling in Ang-II-induced Egr-1 expression in VSMC and investigated the contribution of STIM-1 or Orai-1. Additionnaly, we have examined the effect of cAMP on Ang-II-induced expression of Egr-1 and have investigated the associated signalling pathways. Pharmacological blockade of IP3R and SOCE by 2-aminoethoxydiphenylborate (2-APB) decreased Ang-II-induced Ca2+ release and attenuated Ang-II-induced enhanced expression of Egr-1 protein and mRNA levels. Egr-1 upregulation was also suppressed following blockade of calmodulin and CaMKII. Furthermore, RNA interference-mediated depletion of STIM-1 or Orai-1 attenuated Ang-II-induced Egr-1 expression, as well as Ang-II-induced phosphorylation of ERK1/2 and CREB. Moreover, isoproterenol (ISO) and forskolin (FSK), two respective receptor and non-receptor activators of adenylate cyclase, attenuated Ang-II-induced Egr-1 expression in a dose-dependent fashion. Similar responses were observed using non-specific (dibutyryl-cAMP) and PKA-specific (Benzoyl-cAMP) analogs of cAMP, as well as a broad spectrum inhibitor of intracellular phosphodiesterase activity (isobutylmethylxanthine). The inhibition of Ang-II-induced Egr-1 expression was accompanied by an increase in serine 157 phosphorylation of the vasodilator-activated phosphoprotein (VASP), a marker of PKA activity, and this was associated with a concomitant decrease in ERK phosphorylation. Pharmacological blockade of PKA using H89 decreased VASP phosphorylation, restored Ang-II-induced ERK phosphorylation and abolished ISO- and FSK-mediated inhibition of Ang-II-induced Egr-1 expression. In summary, our data demonstrate that STIM-1/Orai-1/Ca2+-dependent signaling pathways mediate Ang-II-induced Egr-1 expression in A-10 VSMC and suggest that PKA-mediated suppression of Ang-II-induced Egr-1 expression and phosphorylation of ERK may be among the mechanisms by which cAMP exerts its vasoprotective effects. In addition, our data supports the notion that stimuli-induced regulation of Egr-1 expression involves the participation of signaling cascades downstream of ERK in VSMC.

Une augmentation de la concentration de l’angiotensine II (Ang II) contribue à la prolifération, la migration et l’hypertrophie des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLVs) par l’activation des voies des mitogen-activated protein kinases (MAPK) et de la phosphoinositide 3-kinase (PI3K)/protéine kinase B (PKB/Akt). L’Ang II induit l’activation du facteur de transcription early growth response protein-1 (Egr-1) et sa suractivation est remarquée dans les lésions athérosclérotiques et les modèles animaux de lésions vasculaires. La régulation des facteurs de transcription est effectuée par des histones désacétylases (HDACs) qui désacétylent les lysines des histones et protéines non-histones. L’Ang II induit la phosphorylation et l’export nucléaire de la classe IIa des HDACs, particulièrement les HDAC5, et une augmentation de celles-ci est observée dans les maladies vasculaires. L’Ang II est un puissant activateur des voies des MAPK et de la PI3K/Akt, toutefois l’implication de ces voies dans la phosphorylation des HDAC5 et l’expression de l’Egr-1 dans les CMLVs reste inexplorée. Dans cette étude, l’Ang II a induit la phosphorylation des HDAC5 sur la sérine 498 dans les A10 CMLVs. Un blocage pharmacologique de l’extracellular signal-regulated kinase 1/2 (ERK1/2) par U0126 n’a montré aucun effet significatif sur la phosphorylation et l’exclusion nucléaire des HDAC5 induite par l’Ang II. Par contre, l’inhibition de la voie PI3K par wortmannin, de l’Akt par SC66 ou le knockdown de l’Akt par des petits ARN interférents (siRNA) a atténué la phosphorylation et l’export nucléaire des HDAC5 induits par l’Ang II. Par ailleurs, l’inhibition de l’Akt ou le knockdown de cette kinase a diminué l’expression de l’Egr-1 induite dans les CMLVs stimulées par l’Ang II. L’inhibition des HDACs de la classe IIa par MC1568 ou TMP-195 ou bien le knockdown des HDAC5 a diminué l’expression de l’Egr-1 induite par l’Ang II. De plus, le blocage de l’export nucléaire des HDAC5 par la leptomycine B ou la KPT-330 a empêché la localisation cytoplasmique des HDAC5 et a atténué l’expression de l’Egr-1 en réponse à une stimulation de l’Ang II. L’hypertrophie vasculaire induite par l’Ang II a pu être inhibée par la suppression de l’HDAC5 et l’Egr-1. En conclusion, l’Ang II induit la phosphorylation et l’exclusion nucléaire des HDAC5 par la voie PI3K/Akt et non celle de ERK1/2; de plus, l’Ang II induit l’expression de l’Egr-1 à l’aide des HDAC5 via la voie Akt contribuant ainsi à l’hypertrophie des CMLVs. / Elevated concentration of angiotensin II (Ang II) contributes to vascular smooth muscle cells (VSMCs) proliferation, migration and hypertrophy by the activation of the mitogen-activated protein kinases (MAPK) and phosphoinositide 3-kinase (PI3K)/protein kinase B (PKB/Akt) pathways. Ang II induced the expression of early growth response protein-1 (Egr-1), which is a transcription factor that is upregulated in atherosclerosis lesions and in animal models of vascular injuries. The activation or derepression of gene transcription is mediated by histone deacetylases (HDACs), which deacetylate lysine residues from histone and non-histones proteins. Ang II-induced the phosphorylation and nuclear export of class IIa HDACs, notably HDAC5, and its elevated activation is observed in vascular pathologies. Ang II is a potent activator of the MAPK and PI3K/Akt pathways, however their implication in the phosphorylation of HDAC5 and Egr-1 expression in VSMCs remain unexplored. In this study, Ang II-induced HDAC5 phosphorylation at serine 498 in A10 VSMCs and pharmacological blockade of the extracellular signal-regulated kinase 1/2 (ERK1/2) by U0126 did not affect the phosphorylation and nuclear exclusion of HDAC5 in response to Ang II. Whereas, pharmacological inhibition of the PI3K by wortmannin, Akt by SC66 or small interfering RNA (siRNA)-induced silencing of Akt attenuated Ang II-induced HDAC5 phosphorylation and its nuclear export. Furthermore, inhibition or knockdown of Akt suppressed Ang II-induced Egr-1 expression. In addition, the inhibition of class IIa HDAC5 by MC1568, TMP-195 or HDAC5 knockdown by siRNA reduced Ang II-induced Egr-1 expression. The blockade of the nuclear export of HDAC5 by leptomycin B or KPT-330 prevented the cytoplasmic localization of HDAC5 and attenuated the expression of Egr-1 by Ang II in VSMCs. Moreover, HDAC5 or Egr-1 depletion prevented Ang II-induced cell hypertrophy. In summary, Ang II-induced HDAC5 phosphorylation and its nuclear export is mediated by the PI3K/Akt and not the ERK1/2 pathway, in addition, Ang II-induced Egr-1 expression involves the implication of HDAC5 via the Akt pathway which subsequently leads to VSMC hypertrophy.

L'endothéline-1 (ET-1) et l'angiotensine II (Ang II) jouent un rôle important dans le maintien de la pression artérielle et l'homéostasie vasculaire. Une activité accrue de ces peptides vasoactifs est présumée contribuer au développement de pathologies vasculaires, telles que l'hypertension, l'athérosclérose, l'hypertrophie et la resténose. Ceci est causé par une activation excessive de plusieurs voies de signalisation hypertrophiques et prolifératives, qui incluent des membres de la famille des Mitogen Activated Protein Kinases (MAPK), ainsi que la famille phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-K) / protéine kinase B (PKB). Bien que l'activation de ces voies de signalisation soit bien élucidée, les éléments en amont responsables de l'activation des MAPK et de la PKB, induite par l'ET-1 et Ang II, demeurent mal compris. Durant les dernières années, le concept de la transactivation de récepteurs et/ou non-récepteurs protéines tyrosine kinases (PTK) dans le déclenchement des événements de signalisation induits par les peptides vasoactifs a gagné beaucoup de reconnaissance. Nous avons récemment démontré que la PTK Insulin-like Growth Factor type-1 Receptor (IGF-1R) joue un rôle dans la transduction des signaux induits par l‟H2O2, menant à la phosphorylation de la PKB. Étant donné que les peptides vasoactifs génèrent des espèces réactives d'oxygène, telles que l‟H2O2 lors de leur signalisation, nous avons examiné le rôle de d‟IGF-1R dans la phosphorylation de la PKB et les réponses hypertrophiques dans les cellules muscle lisse vasculaires (CMLV) induites par l'ET-1 et Ang II. AG-1024, un inhibiteur spécifique de l'IGF-1R, a atténué la phosphorylation de la PKB induite à la fois par l'ET-1 et Ang II. Le traitement des CMLVs avec l‟ET-1 et Ang II a également induit une phosphorylation des résidus tyrosine dans les sites d'autophosphorylation d'IGF-1R, celle-ci a été bloquée par l‟AG-1024. En outre, l‟ET-1 et l‟Ang II on tous les deux provoqué la phosphorylation de c-Src, une PTK non-récepteur, bloqué par PP-2, inhibiteur spécifique de la famille Src. La PP-2 a également inhibé la phosphorylation de PKB et d‟IGF-1R induite par l‟ET-1 et l‟Ang II. De plus, la synthèse de protéines ainsi que d‟ADN, marqueurs de la prolifération cellulaire et de l'hypertrophie, ont également été atténuée par l‟AG-1024 et le PP-2. Bien que ce travail démontre le rôle de c-Src dans la phosphorylation PKB induite par l'ET-1 et Ang II, son rôle dans l'activation des MAPK induit par l'ET-1 dans les CMLVs reste controversé. Par conséquent, nous avons examiné l'implication de c-Src dans l'activation de ERK 1/2, JNK et p38MAPK, par l'ET-1 et Ang II, ainsi que leur capacité à régulariser l'expression du facteur de transcription Early growth transcription factor-1 « Egr-1 ». ET-1 et Ang II ont induit la phosphorylation de ERK 1/2, JNK et p38 MAPK, et ont amplifié l'expression d'Egr-1 dans les CMLVs. Cette augmentation de la phosphorylation des MAPK a été diminuée par la PP-2, qui a aussi atténué l'expression d'Egr-1 induite par l'ET-1 et l'Ang II. Une preuve supplémentaire du rôle de c-Src dans ce processus a été obtenue en utilisant des fibroblastes embryonnaires de souris déficientes en c-Src (Src -/- MEF). L'expression d'Egr-1, ainsi que l'activation des trois MAPKs par l'ET-1 ont été atténuées dans les cellules Src -/- par rapport au MEF exprimant des taux normaux Src. En résumé, ces données suggèrent que l'IGF-1R et c-Src PTK jouent un rôle essentiel dans la régulation de la phosphorylation de PKB et des MAPK dans l‟expression d'Egr-1, ainsi que dans les réponses hypertrophiques et prolifératives induites par l'ET-1 et Ang II dans les CMLVs. / Endothelin-1 (ET-1) and angiotensin II (Ang II) play important roles in maintaining blood pressure and vascular homeostasis, and a heightened activity of these vasoactive peptides is thought to contribute to the development of vascular pathologies, such as hypertension, atherosclerosis, hypertrophy and restenosis. This is caused by an excessive activation of several growth and proliferative signaling pathways, which include members of the mitogen-activated protein kinase (MAPK) family, as well as the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-K)/protein kinase B (PKB) pathway. While the activation of these signaling pathways is well elucidated, the upstream elements responsible for ET-1 and Ang II-induced MAPK and PI3-K/PKB activation remain poorly understood. During the last several years, the concept of transactivation of receptor and/or non-receptor protein tyrosine kinases (PTK) in triggering vasoactive peptide-induced signaling events has gained much recognition. We have recently demonstrated that insulin-like growth factor-1 receptor (IGF-1R) plays a role in tranducing the effect of H2O2, leading to PKB phosphorylation. Since vasoactive peptides elicit their responses through generation of reactive oxygen species, including H2O2, we investigated whether IGF-1R transactivation plays a similar role in ET-1 and Ang II-induced PKB phosphorylation and hypertrophic responses in VSMC. AG-1024, a specific inhibitor of IGF-1R, attenuated both ET-1 and Ang II-induced PKB phosphorylation in a dose-dependent manner. ET-1 and Ang II treatment also induced the phosphorylation of tyrosine residues in the autophosphorylation sites of IGF-1R, which was blocked by AG-1024. In addition, both ET-1 and Ang II evoked tyrosine phosphorylation of c-Src, a non-receptor PTK, and pharmacological inhibition of c-Src PTK activity by PP-2, a specific inhibitor of Src-family tyrosine kinase, significantly reduced PKB phosphorylation as well as tyrosine phosphorylation of IGF-1R induced by the two vasoactive peptides. Furthermore, protein and DNA synthesis, markers of cell growth and proliferation, enhanced by ET-1 and Ang II were also attenuated by AG-1024 and PP-2. While this work demonstrates the role of c-Src in ET-1 and Ang II-induced PKB phosphorylation, its role in ET-1-induced MAPK signaling and regulation of transcription factors, such as early growth response factor-1 (Egr-1), which was recently shown to be expressed in atherosclerotic plaque, remains controversial in VSMC. Therefore, we have also investigated the involvement of c-Src in ET-1 and Ang II-induced ERK 1/2, JNK and p38mapk activation, as well as Egr-1 regulation. ET-1 and Ang II-induced the phosphorylation of ERK 1/2, JNK and p38mapk, and enhanced the expression of Egr-1 in aortic VSMC. This increased phosphorylation was decreased by PP-2. Further proof for the role of c-Src in this process was obtained by using mouse embryonic fibroblasts (MEF) deficient in c-Src (Src -/- MEF). ET-1-induced Egr-1 expression, as well as MAPK activation, were found to be downregulated in Src -/- MEF, as compared to MEF expressing normal Src levels. In summary, these data demonstrate that IGF-1R and c-Src PTK play a critical role in mediating both PKB and MAPK phosphorylation and Egr-1 expression, as well as hypertrophic and proliferative responses induced by ET-1 and Ang II in VSMC.

L’arthrose ou ostéoarthrose (OA) est l’affection rhumatologique la plus fréquente au monde. Elle est caractérisée principalement par une perte du cartilage articulaire et l’inflammation de la membrane synoviale. L’interleukine (IL)-1ß, une cytokine pro-inflammatoire, joue un rôle très important dans la pathogenèse de l’OA. Elle exerce son action en induisant l’expression des enzymes cyclo-oxygénase 2 (COX-2), prostaglandine E synthétase microsomale 1 (mPGES-1) et l’oxyde nitrique synthétase inductible (iNOS) ainsi que la production de la prostaglandine E2 (PGE2) et de l’oxyde nitrique (NO). Ces derniers (PGE2 et NO) contribuent à la synovite et la destruction du cartilage articulaire par leurs effets pro-inflammatoires, pro-cataboliques, anti-anaboliques, pro-angiogéniques et pro-apoptotiques. Les modifications épigénétiques, telles que la méthylation de l’ADN, et l’acétylation et la méthylation des histones, jouent un rôle crucial dans la régulation de l’expression des gènes. Parmi ces modifications, l’acétylation des histones est la plus documentée. Ce processus est contrôlé par deux types d’enzymes : les histones acétyltransférases (HAT) qui favorisent la transcription et les histones déacétylases (HDAC) qui l’inhibent. L’objectif de ce travail est d’examiner le rôle des enzymes HDAC dans la régulation de l’expression de la COX-2, mPGES-1 et iNOS. Nous avons montré qu’au niveau des chondrocytes, les inhibiteurs des HDAC (iHDAC), trichostatine A (TSA) et butyrate de sodium (NaBu), suppriment l’expression de la COX-2 et iNOS au niveau de l’ARNm et protéique, ainsi que la production de la PGE2 et du NO, induites par l’IL-1ß. L’effet inhibiteur à lieu sans affecter l’activité de liaison à l’ADN du facteur de transcription NF-κB (nuclear factor κ B). La TSA et le NaBu inhibent également la dégradation induite par l’IL-1ß des protéoglycanes au niveau du cartilage. Nous avons également montré, qu’au niveau des fibroblastes synoviaux, les iHDAC, TSA, NaBu et acide valproïque (VA), suppriment l’expression de la mPGES-1 ainsi que la production de la PGE2 induites par l’IL-1ß. En utilisant diverses approches expérimentales, nous avons montré que HDAC4 est impliquée dans l’induction de l’expression de la mPGES-1 par l’IL-1ß. HDAC4 exerce son action, via son activité déacétylase, en augmentant l’activité transcriptionnelle de Egr-1 (early growth factor 1), facteur de transcription principal de l’expression de la mPGES-1. L’ensemble de ces résultats suggère que les inhibiteurs des HDAC pourraient être utilisés dans le traitement de l’OA. / Osteoarthritis (OA) is the most common form of arthritic diseases in the world. It is primarily characterized by the loss of articular cartilage and inflammation of the synovial membrane. Interleukin (IL)-1ß is a pro-inflammatory cytokine that plays a major role in the pathogenesis of OA. It induces the expression of cyclo-oxygenase 2 (COX-2), microsomal prostaglandin E synthase-1 (mPGES-1), inducible nitric oxide synthase (iNOS), as well as the production of prostaglandin E2 (PGE2) and nitric oxide (NO). The later (PGE2 and NO) contribute to articular cartilage destruction and synovitis through their pro-inflammatory, pro-catabolic, anti-anabolic, pro-angiogenic and pro-apoptotic effects. Epigenetic modifications such as DNA methylation, histone acetylation and methylation play a crucial role in gene expression. Among these modifications, histone acetylation is the most studied. Histone acetylation is determined by two types of enzymes: histone acetyltransferases (HAT) and histone deacetylases (HDAC) which activate and repress transcription, respectively. The purpose of these studies is to examine the role of HDAC enzymes in the regulation of COX-2, mPGES-1, and iNOS expression. We demonstrated that HDAC inhibitors (HDACi), trichostatin A (TSA) and sodium butyrate (NaBu), suppressed the Il-1ß-induced transcription and translation of COX-2 and iNOS, as well as the production of PGE2 and NO in chondrocytes. The inhibitory effect of HDACi on transcription does not affect the binding activity of NF-κB (nuclear factor κ B) to DNA. Treatment with TSA and NaBu also inhibited the Il-1ß-induced degradation of proteoglycan in cartilage explants. We also showed that HDACi, TSA, NaBu and valproic acid (VA), suppressed IL-1-induced-mPGES-1 expression and the production of PGE2 in synovial fibroblasts. Our data indicated that HDAC4 is involved in Il-1ß-induced expression of mPGES-1. HDAC4, through its deacetylase activity, up-regulated the transcriptional activity of Egr-1 (early growth factor-1), a principal transcription factor for the expression of mPGES-1. From our studies we propose that HDAC inhibitors can be used in the treatment of OA.

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