Estrogen is an important regulator and promoter of epithelial wound healing. This is facilitated by increased keratinocyte and fibroblast migration and proliferation, as well as promotion of angiogenesis, matrix deposition and inflammatory response dampening. The potential to target this pathway for therapeutics is highlighted by observations that post-menopausal women on hormone replacement therapy have a significantly lower incidence of venous ulcers. Previous work from this laboratory identified four SNPs (single nucleotide polymorphisms) in the 5’UTR of estrogen receptor beta (ERβ) gene that are associated with venous ulcer predisposition. Disease association is further supported by the identification of ERβ as the main conduit of the beneficial effects of estrogen signalling on wound healing. SNP’s of the 5’UTR can affect transcriptional expression through the modification of transcription factor binding sites, epigenetic modifications and translational efficiency via mRNA localisation and secondary structure alterations. To investigate the possible biological function of these SNPs, we have developed disease relevant cell based assays where primary keratinocyte and fibroblast cells were selected harbouring disease-associated SNPs. We demonstrate that the presence of venous ulcer-associated ERβ SNPs reduced the expression of ERβ in skin cells and reduced their migration and proliferative capabilities. Evidence gathered here suggests that ERβ expression is curtailed by a change in transcription factor binding, likely facilitated by the change in nucleotide sequence brought about by the rs2987983 SNP. Further, we demonstrate that SNP-induced changes in fibroblast expression of growth factors and inflammatory mediators can hinder keratinocyte migration and induce a pro-inflammatory phenotype in human monocytes. Lastly, RNAseq analysis of keratinocytes reveals a SNP-dependant gene expression profile that is detrimental to wound healing. This work provides the first evidence of a direct functional link between venous ulcer-associated ERβ SNPs and dysfunctional wound healing. Investigating ERβ SNPs has provided insight into novel mechanisms of estrogen signalling that can be applied for therapeutic development to treat venous ulcers.

Plusieurs études animales et cellulaires suggèrent un rôle protecteur pour l’oestrogène dans les maladies inflammatoires intestinales. L'oestrogène agit principalement via l’interaction avec ses récepteurs ER? et ER?. Puisqu'ER? est l’isoforme prédominant dans l'épithélium colique, celui-ci devrait y être le médiateur des effets de l'oestrogène. Dans cette étude, nous avons tout d'abord démontré que la perte d’ER? chez la souris augmente les signes d'inflammation dans un modèle murin de colite. Également, l’activation sélective d’ER? avec le diarylpropionitrile (DPN) réduit les signes de colite dans le même modèle. L'expression de la cytokine inflammatoire TNF? était réduite alors que celle des cytokines anti-inflammatoires TGF?1, TGF?2 et TGF?3 était augmentée dans le côlon des souris traitées au DPN. Des études réalisées dans les cellules cancéreuses du côlon LS1034 ont démontré que le DPN augmente la signalisation du TGF? et que cette régulation contribue en partie à l’effet anti-inflammatoire du DPN dans ces mêmes cellules. Bref, ces résultats suggèrent que l'activation pharmacologique d’ER? réduit l’inflammation intestinale en partie via la régulation de la voie du TGF? dans les cellules épithéliales intestinales. Le récepteur nucléaire ERR?, un régulateur clé du métabolisme énergétique, possède une forte homologie avec les ERs bien que celui-ci ne peut lier l’oestrogène. Son activité est plutôt régulée par la disponibilité des coactivateurs ainsi que par des modifications post-traductionnelles. La découverte d'un variant d'épissage pour ERR? (ERR? ?5) a soulevé un nouveau mécanisme de régulation d'ERR?. En effet, puisqu'ERR? ?5 ne pourrait interagir avec les coactivateurs, il pourrait donc agir comme dominant négatif sur l’activité d'ERR?. Dans cette étude, nous avons démontré qu'ERR? et ERR? ?5 colocalisent au noyau en plus d’interagir physiquement De plus, ERR? ?5 réduit l'activité transcriptionnelle d'ERR? ainsi que l'expression de ses gènes cibles. Tout comme ERR?, ERR? ?5 est exprimé dans une multitude de lignées normales et cancéreuses du côlon ainsi que dans des cellules ou tissus provenant de d'autres organes et de d’autres espèces animales. Par contre, la protéine ERR? ?5 est exprimée plus faiblement qu'ERR? puisqu’elle est instable et rapidement dégradée par le protéasome. Néanmoins, la surexpression d'ERR? ?5 réduit la croissance cellulaire et possiblement l'adhésion cellulaire. Bref, nos résultats démontrent qu’ERR? ?5 agit comme dominant négatif sur ERR? et que son expression transitoire pourrait donc affecter l’activité d'ERR? ainsi que ses fonctions biologiques. [symboles non conformes]

Background. Endocrine disruptors (EDC) are exogenous compounds that mimic the action of natural hormones and alter the normal endocrine system. Life-long chronic exposure to Bisphenol A (BPA), a putative EDC, has been linked with risk of metabolic disorders in epidemiological studies. Objectives. The aim was to study the human health effects of exposure to BPA, using an integrated approach combining environmental epidemiology and toxicology. Methods. Urinary levels of BPA exposure were measured in participants of the InChianti longitudinal study, a representative population-based study of Italian adults, at the Baseline (1998-00) and nine years later (3rd Wave, 2007-09). Hormones levels and the gene expression of specific target genes were the end points considered. Results were validated in laboratory studies on a human leukemic T-cell line (Jurkat cells). Results. In general, urinary BPA (uBPA) concentrations were higher among men and younger respondents, and within subjects uBPA concentrations were correlated (r=0.58; p=0.013, model adjusted for age, sex, urinary creatinine). At baseline, uBPA concentration were associated with higher total testosterone concentrations in men (β = 0.05; 95% CI, 0.02–0.08). In the 3rd wave, gene expression analysis revealed positive associations between uBPA concentrations and ESR2 (estrogen receptor beta) expression (β=0.18; 95% CI: 0.04, 0.32) and ESRRA (estrogen related receptor alpha) expression (β= 0.17; 95% CI: 0.02, 0.32). In a following in vitro study, BPA exposure (0.001-1 micro molar) led to enhanced expression of ESRRA and ESR2 in Jurkat cells over a period of 72 hours. Conclusions. Results indicate that BPA is bioactive in the human body and is able to alter circulating hormone concentrations and estrogen receptor/estrogen-related receptr gene expression. In particular, given the role of ERRα as a major control point for oxidative metabolism and heart development, this research provides indications on the possible molecular mechanisms of action of BPA in metabolic diseases.

Die Metastasierung in den Knochen ist beim fortgeschrittenen Mammakarzinom ein häufiges Problem. Insbesondere die Mammakarzinome, welche keinen Östrogenrezeptor α (ERα), keinen Östrogenrezeptor ß (ERß) und keine Überexpression des human epidermal growth factor receptor 2 (Her2/neu) aufweisen, die so genannten triple-negativen Mammakarzinome (TNBCs), werden als sehr aggressiv angesehen und haben eine schlechte Prognose. Kürzlich konnten wir zeigen, dass die Invasion von Mammakarzinomzellen in Kokultur mit der Osteoblastenähnlichen Zelllinie MG63 stark anstieg. Unter Verwendung dieses Modells haben wir nun untersucht, inwieweit der ERß eine Rolle bei der Zellinvasion von TNBC-Zellen in vitro spielt. Die ERα-und ERß-Proteinexpression wurde mithilfe des Western Blot-Verfahrens untersucht. Die Zellinvasion wurde mithilfe der Migrationsrate von TNBC-Zellen durch eine künstliche Basalmembran in einer modifizierten Boyden-Kammer während Kokultur mit der Osteoblastenähnlichen Zelllinie MG63 quantifiziert. Die Migration wurde mithilfe eines Scratch-Assays untersucht. Die Wirkung der ERß-Agonisten auf die CXC motif chemokine receptor 4 (CXCR4)-Proteinexpression während der Kokultur mit der Osteoblastenähnlichen Zelllinie MG63 wurde mithilfe des Western Blot-Verfahrens analysiert. Die Proliferation ist mit dem almarBlue®assay untersucht worden. Die TNBC-Zellen HCC1806 und HCC1937 zeigten keine ERα-Proteinexpression, jedoch eine hohe ERß-Proteinexpression. Die Zellinvasion der TNBC-Zelllinien HCC1806 und HCC 1937 zeigte in Kokultur mit Osteoblastenähnlichen Zelllinie MG63 einen signifikanten Anstieg. Die Behandlung mit den selektiven ERß-Agonisten Liquiritigenin und ERB-41 reduzierte die Invasion der TNBC-Zellen durch eine künstliche Basalmembran als Antwort auf eine zelluläre Stimulation. Während der Kokultur stieg die CXCR4-Proteinexpression der TNBC- Zelllinien HCC1806 und HCC1937 signifikant an. Die Behandlung mit Liquiritigenin resultierte in einem signifikanten Abfall der CXCR4-Proteinexpression. Beide ERß-Agonisten zeigten keinen Effekt auf die Proliferation der TNBC-Zelllinien. Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass der ERß eine wesentliche Rolle bei der Invasion von TNBC-Zellen spielt. Die knochengerichtete Invasion kann durch ERß-Agonisten inhibiert werden.

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