Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karolinska institutet, 2007. / Härtill 6 uppsatser.

Thesis (Ph.D.). / Written for the Dept. of Pharmacology and Therapeutics. Title from title page of PDF (viewed 2008/05/09). Includes bibliographical references.

Thesis (Ph.D.)--University of Alabama at Birmingham, 2008. / Title from first page of PDF file (viewed on June 24, 2009). Includes bibliographical references.

Dissertation (Ph.D.) -- University of Texas Southwestern Medical Center at Dallas, 2008. / Vita. Bibliography: p.104-114

Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 2007. / eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references.

Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 2007. / Includes bibliographical references. Also available on the Internet.

La schistosomiase représente actuellement la seconde endémie parasitaire mondiale après le paludisme. Annuellement, cette pathologie est responsable de 280 000 décès et 700 millions d’individus y sont exposés dans 74 pays à travers le monde. Actuellement, le traitement de la schistosomiase repose sur l’utilisation d’un seul médicament, le Praziquantel®. Ainsi, le développement de nouveaux médicaments est devenu une priorité absolue pour l’OMS. Dans cette étude, notre objectif a été d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques afin de développer de nouveaux précurseurs de médicaments. Au cours de ce projet, nous avons focalisé nos recherches sur les enzymes impliquées dans la modification des histones et plus particulièrement sur les sirtuines, qui sont des lysines désacétylases NAD+ dépendantes.Dans une première partie, nous avons caractérisé 5 orthologues de sirtuines de mammifères chez Schistosoma mansoni (SmSirt1, 2, 5, 6 et 7). De plus, nous avons étudié le potentiel des sirtuines comme cibles thérapeutiques pour le traitement de la schistosomiase en évaluant la toxicité d’inhibiteurs génériques de sirtuines humaines sur des parasites maintenus en culture. Ainsi, nous avons montré que les inhibiteurs de sirtuines humaines affectent in vitro la viabilité des schistosomules ainsi que la stabilité de l’accouplement et la production d’oeufs des vers adultes. De plus, ces inhibiteurs induisent des changements morphologiques de l’appareil génital du ver femelle.Dans une seconde partie, nous avons entrepris d’étudier plus spécifiquement le rôle de SmSirt2 en tant que cible thérapeutique. Ainsi, l’expression de la protéine recombinante en bactérie E. coli (collaboration: C. Romier, IGBMC, Illkirch) ainsi que l’optimisation d’un dosage fluorimétrique nous ont permis de montrer que SmSirt2 présente une activité lysine désacétylase in vitro (collaboration: M. Jung, Université Albert-Ludwigs, Freibourg). De plus, l’utilisation de ce dosage nous a permis de mettre en place le criblage à haut débit d’une chimiothèque de plus de 80 000 composés afin d’identifier de nouvelles molécules inhibitrices de l’enzyme SmSirt2 (collaboration: J. Schultz, Kancera AB, Stockholm). Les composés les plus prometteurs, ont été testés in vitro sur des parasites en culture. Les résultats obtenus démontrent que les inhibiteurs de SmSirt2 affectent également la viabilité des schistosomules ainsi que la stabilité de l’accouplement et la production d’oeufs des vers adultes.Dans une dernière partie, nous avons mis en place un criblage d’une banque d’ADNc de vers adultes par la technique du double hybride en levure dans le but d’identifier les partenaires protéiques de Sirt1 chez S. mansoni. L’analyse partielle des résultats nous a permis de mettre en évidence que SmSirt1 interagit avec plusieurs protéines impliquées dans la régulation des gènes chez le schistosome. Au cours de ce projet, nous avons également développé et optimisé un protocole permettant d’étudier l’activité enzymatique de SmSirt1 par injection d’ARNm dans des ovocytes de Xénope. Ainsi, nous avons pu montrer que le sirtinol et la salermide, deux inhibiteurs de Sirt1 humaine, présentent également une activité inhibitrice sur l’enzyme du parasite (collaboration: K. Cailliau, Université des Sciences et Technologies, Lille).L’ensemble des résultats obtenus au cours de ce projet de thèse suggère que les sirtuines sont des cibles thérapeutiques potentielles dans le traitement de la schistosomiase. Parmi les 5 orthologues identifiés chez S. mansoni, SmSirt2 semble une cible prometteuse. De plus, le criblage à haut débit que nous avons réalisé sur l’enzyme recombinante a permis d’identifier des molécules qui, après bio-optimisation, pourront être des candidats médicaments. Pour finir, ces résultats participent à une meilleure compréhension du rôle biologique des sirtuines chez S. mansoni et plus particulièrement sur leur implication dans la survie et la reproduction du parasite. / Schistosomiasis is the second most important parasitic disease worldwide after malaria. It is responsible for about 280 000 deaths annually and 700 million people in 74 countries are exposed to infection. Treatment of schistosomiasis currently depends on the use of the only available drug, praziquantel, and for this reason the development of new drugs is a strategic priority of the W.H.O. In this study, our objective was to identify novel therapeutic targets in order to develop new lead molecules for drug development. During this project we have focused our research on enzymes involved in histone modification, and more particularly on sirtuines, which are NAD+-dependent lysine deacetylases.In the first part of the project, we have identified 5 homologues of mammalian sirtuins in Schistosoma mansoni (SmSirt1, 2, 5, 6 and 7). Moreover, we studied the potential of sirtuins as therapeutic targets for the treatment of schistosomiasis by evaluating the toxicity for parasites maintained in culture of generic inhibitors of human sirtuins. In this way we showed that these inhibitors affect the viability of schistosomula and the stability of pairing and egg production of adult worms. Moreover, these inhibitors caused major morphological changes, particularly to the female worm genital apparatus.A second part of our work was devoted to the more detailed study of SmSirt2 as a therapeutic target. Immunisation of mice with the recombinant protein allowed us to obtain specific antibodies and to show that SmSirt2 protein is expressed at all parasite developmental stages. Furthermore, the use of the recombinant SmSirt2 expressed in E. coli (collaboration: C. Romier, IGBMC, Illkirch) and the optimization of a fluorimetric assay allowed us to show that SmSirt2 possesses a lysine deacetylase activity (collaboration: M. Jung, University Albert-Ludwigs, Freibourg). Moreover, the use of this assay allowed the setting up of a high-throughput screen (collaboration: J. Schultz, Kancera AB, Stockholm) of more than 80 000 compounds in order to identify novel inhibitors. The most promising candidates were tested on parasites in culture and the results obtained showed that SmSirt2 inhibitors also affect the viability of schistosomula, as well as the stability of pairing and egg production of adult worms.In parallel, we have carried out screening of a yeast two-hybrid cDNA library in order to identify protein partners of Sirt1 in S. mansoni. The partial analysis of the results obtained shows that SmSirt1 interacts with several proteins involved in gene regulation. In the course of this project, using the enzyme expressed in Xenopus oocytes we were able to show that both sirtinol and salermide, inhibitors of human Sirt1, also inhibit the schistosome enzyme (Collaboration: K. Cailliau, University of Sciences and Technologies, Lille).Taken together, the results of this thesis project suggest that sirtuins are potential therapeutic targets for the treatment of schistosomiasis. Of the five orthologues of human sirtuins identified in S. mansoni, SmSirt2 seems to be a promising target. Moreover, high-throughput screening using the recombinant enzyme identified inhibitors that, after bio-guided optimization, could be drug candidates. Finally, these results contribute to a better understanding of the biological role of S. mansoni sirtuins and in particular their importance in parasite survival and reproduction.

Wong Yue Hang Albert. / Thesis submitted in: December 2005. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 2006. / Includes bibliographical references (leaves 108-119). / Abstracts in English and Chinese. / Abstract --- p.i / Acknowledgements --- p.v / List of Figures --- p.x / List of Tables --- p.xi / Chapter Chapter 1 --- Introduction --- p.1 / Chapter Chapter 2 --- Literature Review --- p.4 / Chapter 2.1 --- Nasopharyngeal Carcinoma (NPC) --- p.4 / Chapter 2.1.1 --- Anatomy of Nasopharynx --- p.4 / Chapter 2.1.2 --- Histopathology of Nasopharyngeal Carcinoma --- p.5 / Chapter 2.1.3 --- Epidemiology and Etiology of Nasopharyngeal Carcinoma --- p.5 / Chapter 2.1.3.1 --- Endemic Regions of Nasopharyngeal Carcinoma --- p.5 / Chapter 2.1.3.2 --- Gender and Age Bias --- p.6 / Chapter 2.1.3.3 --- Nasopharyngeal Carcinoma in Hong Kong --- p.6 / Chapter 2.1.3.4 --- Environmental Factors and Diet --- p.7 / Chapter 2.1.3.5 --- HLA Haplotypes and Nasopharyngeal Carcinoma --- p.9 / Chapter 2.1.4 --- Epstein-Barr Virus (EBV) and Nasopharyngeal Carcinoma --- p.10 / Chapter 2.1.4.1 --- EBV and Human Cacners --- p.10 / Chapter 2.1.4.2 --- EBV Infection --- p.10 / Chapter 2.1.4.3 --- "Latent, Clonal EBV Infection" --- p.11 / Chapter 2.1.4.4 --- EBV Latency Form --- p.11 / Chapter 2.1.4.5 --- Reactivation of EBV --- p.12 / Chapter 2.1.5 --- Molecular Pathogenesis of Nasopharyngeal Carcinoma --- p.13 / Chapter 2.1.5.1 --- Genetic Changes --- p.13 / Chapter 2.1.5.2 --- Epigenetic Changes --- p.13 / Chapter 2.1.6 --- Therapy of Nasopharyngeal Carcinoma and its Deficiency --- p.14 / Chapter 2.1.6.1 --- Radiotherapy --- p.14 / Chapter 2.1.6.2 --- Concurrent Chemoradiotherapy --- p.16 / Chapter 2.1.6.3 --- Adjuvant and Neo-adjuvant Chemotherapy --- p.17 / Chapter 2.1.6.4 --- Chemotherapy in Metastatic Nasopharyngeal Carcinoma --- p.18 / Chapter 2.1.6.5 --- Novel Therapeutic Agents and Approach --- p.19 / Chapter 2.2 --- Histone Modification and Cancer --- p.20 / Chapter 2.2.1 --- Histone Modification and Transcription Regulation --- p.20 / Chapter 2.2.2 --- Carcinogenic Effect of Aberrant HAT and HDAC Activities --- p.21 / Chapter 2.2.3 --- Structural Classes of HDAC Inhibitors --- p.24 / Chapter 2.2.4 --- Anti-Cancer Mechanisms of HDAC Inhibitors --- p.25 / Chapter 2.3 --- Suberoylanilide Hydroxamic Acid (SAHA) --- p.27 / Chapter 2.3.1 --- Anti-tumor Effect of SAHA in Various Cancer Cell Lines --- p.27 / Chapter 2.3.2 --- SAHA Mediated Non-apoptotic Programmed Cell Death --- p.29 / Chapter 2.3.3 --- Anti-tumor and Preventive Effect of SAHA in Animal Model --- p.29 / Chapter 2.3.4 --- Clinical Trials of SAHA --- p.30 / Chapter 2.4 --- FK228 (Depsipeptide or FR901228) --- p.31 / Chapter 2.4.1 --- Anti-malignancy mechanism of FK228 --- p.31 / Chapter 2.4.2 --- Anti-angiogenesis --- p.32 / Chapter 2.4.3 --- Drug Resistance and FK228 --- p.33 / Chapter 2.4.4 --- Studies of FK228 on Animal Models --- p.33 / Chapter 2.4.5 --- Clinical Trials --- p.34 / Chapter 2.5 --- Histone Modification and Nasopharyngeal Carcinoma --- p.34 / Chapter Chapter 3 --- Materials and Methods --- p.36 / Chapter 3.1 --- Cell Lines --- p.36 / Chapter 3.2 --- EBER ish Hybridization (EBER ISH) --- p.37 / Chapter 3.3 --- HDAC Inhibitors --- p.38 / Chapter 3.4 --- Cellular Sensitivity of NPC Cell Lines to HDAC Inhibitors --- p.38 / Chapter 3.4.1 --- Drug Treatment --- p.38 / Chapter 3.4.2 --- Determining Relative Amount of Survival Cells (WST-1 Assay) --- p.39 / Chapter 3.5 --- Flow Cytometry Analysis --- p.40 / Chapter 3.5.1 --- Collecting Cells and Fixation --- p.40 / Chapter 3.5.2 --- Staining --- p.41 / Chapter 3.5.3 --- Flow Cytometry Analysis --- p.41 / Chapter 3.6 --- Protein Extraction --- p.41 / Chapter 3.6.1 --- Harvesting Samples --- p.41 / Chapter 3.6.2 --- Protein Extraction --- p.42 / Chapter 3.6.3 --- Protein Quantification --- p.42 / Chapter 3.7 --- Western Blotting --- p.43 / Chapter 3.7.1 --- SDS-Polyarcylamide Gel Electrophoresis (PAGE) (SDS-PAGE) --- p.43 / Chapter 3.7.2 --- Wet Transfer of Proteins --- p.43 / Chapter 3.7.3 --- Immunoblotting --- p.44 / Chapter 3.7.4 --- Signal Detection --- p.44 / Chapter 3.8 --- CodeLin´kёØ Oligonucleotide Microarray --- p.45 / Chapter 3.8.1 --- HDAC Inhibitor Treatment --- p.45 / Chapter 3.8.2 --- RNA Extraction --- p.45 / Chapter 3.8.3 --- Quality and Quantity Assessment of Total RNA Extracted --- p.46 / Chapter 3.8.4 --- CodeLinkIM Expression Bioarray System --- p.46 / Chapter 3.8.5 --- Data Analysis --- p.48 / Chapter 3.9 --- Real-time Reverse Transcription PCR (Real-time RT-PCR) --- p.48 / Chapter Chapter 4 --- Results --- p.50 / Chapter 4.1 --- Presence of EBV --- p.50 / Chapter 4.2 --- Anti-prolirative Effect of HDAC Inhibitors --- p.52 / Chapter 4.3 --- Histone Acetylation --- p.56 / Chapter 4.4 --- Induction of p21 Expression in NPC Cell Lines --- p.58 / Chapter 4.5 --- HDAC Inhibitors Induced Cell Cycle Arrest and Polyploidy Formation --- p.60 / Chapter 4.5.1 --- Trichostatin A Induced G2/M Arrest --- p.60 / Chapter 4.5.2 --- Suberoylanilide Hydroxamic Acid Induced G1 Arrest --- p.62 / Chapter 4.5.3 --- FK228 Mediated G2/M Arrest --- p.64 / Chapter 4.6 --- HDAC Inhibitors Altered the Expression of Cell Cycle Regulatory Proteins --- p.66 / Chapter 4.6.1 --- TSA Down-regulated Cyclin A and B --- p.66 / Chapter 4.6.2 --- Suppressed Expression of Cyclin D1 and B by SAHA --- p.69 / Chapter 4.6.3 --- Effect of FK228 on Expression of Different Cyclins in NPC Cell Lines --- p.71 / Chapter 4.7 --- Effect of HDAC Inhibitors on EBV Proteins --- p.73 / Chapter 4.8 --- HDAC Inhibitors Modulated Gene Expression Profile --- p.76 / Chapter 4.8.1 --- SAHA and FK228-Induced Gene Expression Profile --- p.76 / Chapter 4.8.2 --- Validation of Expression Profile of Selected Genes by Real-time RT-PCR --- p.83 / Chapter Chapter 5 --- Discussion --- p.87 / Chapter 5.1 --- Anti-proliferative Effect of SAHA and FK228 on NPC Cell Lines --- p.88 / Chapter 5.2 --- Resistance of SAHA or FK228 in NPC --- p.93 / Chapter 5.3 --- Growth Inhibitory Mechanism of SAHA and FK228 in NPC Cells --- p.94 / Chapter 5.4 --- Induction of Polyploidy Cells in NPC Cell Lines --- p.98 / Chapter 5.5 --- Does EBV play a Role in HDAC Inhibiotrs Induced Growth Arrest in NPC Cell Lines? --- p.99 / Chapter 5.6 --- Transcriptional Signature of SAHA and FK228 in NPC Cell Lines --- p.100 / Chapter 5.7 --- Combining SAHA or FK228 with other Anti-tumor Agents --- p.104 / Chapter 5.8 --- Future Prospectus --- p.105 / Chapter Chapter 6 --- Summary --- p.106 / References --- p.108 / Appendix 1 --- p.120 / Appendix 2 --- p.121

abstract: Alzheimer’s disease (AD) is characterized by the degeneration of cholinergic basal forebrain (CBF) neurons in the nucleus basalis of Meynert (nbM), which provides the majority of cholinergic input to the cortical mantle and together form the basocortical cholinergic system. Histone deacetylase (HDAC) dysregulation in the temporal lobe has been associated with neuronal degeneration during AD progression. However, whether HDAC alterations play a role in cortical and cortically-projecting cholinergic nbM neuronal degeneration during AD onset is unknown. In an effort to characterize alterations in the basocortical epigenome semi-quantitative western blotting and immunohistochemistry were utilized to evaluate HDAC and sirtuin (SIRT) levels in individuals that died with a premortem clinical diagnosis of no cognitive impairment (NCI), mild cognitive impairment (MCI), mild/moderate AD (mAD), or severe AD (sAD). In the frontal cortex, immunoblots revealed significant increases in HDAC1 and HDAC3 in MCI and mAD, followed by a decrease in sAD. Cortical HDAC2 levels remained stable across clinical groups. HDAC4 was significantly increased in prodromal and mild AD compared to aged cognitively normal controls. HDAC6 significantly increased during disease progression, while SIRT1 decreased in MCI, mAD, and sAD compared to controls. Basal forebrain levels of HDAC1, 3, 4, 6 and SIRT1 were stable across disease progression, while HDAC2 levels were significantly decreased in sAD. Quantitative immunohistochemistry was used to identify HDAC2 protein levels in individual cholinergic nbM nuclei immunoreactive for the early phosphorylated tau marker AT8, the late-stage apoptotic tau marker TauC3, and Thioflavin-S, a marker of mature neurofibrillary tangles (NFTs). HDAC2 nuclear immunoreactivity was reduced in individual cholinergic nbM neurons across disease stages, and was exacerbated in tangle-bearing cholinergic nbM neurons. HDAC2 nuclear reactivity correlated with multiple cognitive domains and with NFT formation. These findings identify global HDAC and SIRT alterations in the cortex while HDAC2 dysregulation contributes to cholinergic nbM neuronal dysfunction and NFT pathology during the progression of AD. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Neuroscience 2018

La schistosomiase est la deuxième endémie parasitaire mondiale après le paludisme; 200 millions d'individus sont infectés à travers le monde et la morbidité reste élevée (environ 200 000 morts par an) malgré l'utilisation du praziquantel, seule drogue disponible. Cinq espèces de schistosomes infectent l'Homme dont celle que nous étudions, Schistosoma mansoni. Ce parasite possède un cycle de vie complexe, comportant 4 stades de développement morphologiquement distincts et 2 hôtes successifs, un hôte intermédiaire, le mollusque Biomphalaria glabrata et un hôte définitif, l'Homme. Afin de déterminer les mécanismes mis en jeu dans le contrôle du développement du schistosome et de caractériser des cibles potentielles de nouveaux agents chimiothérapeutiques, nous nous intéressons à certains acteurs impliqués dans la régulation génique, et plus particulièrement, les histones déacétylases, ou HDACs. Les HDACs sont des enzymes bien conservées dans le règne du vivant. Elles contrôlent l'expression de 5 à 10% des gènes, majoritairement en réprimant la transcription via la déacétylation des histones. Elles sont réparties en 3 classes, les classes I et II sont composées d'enzymes dont le site catalytique comporte un ion de zinc ; tandis que la classe III est composée des sirtuines, dépendantes du NAD+. Chez le parasite, une partie de nos études porte sur les 3 enzymes de classe I que nous avons identifiées et caractérisées au niveau moléculaire, SmHDAC1, 3 et 8. Ensuite nous avons réalisé une étude fonctionnelle de SmHDAC1 et mis en évidence sa capacité de répression de la transcription en système hétérologue. Puis nous nous sommes intéressés à l'inhibition de l'activité HDAC chez le parasite, grâce à l'utilisation de différents inhibiteurs des classes 1 et 2 des HDACs. Nous avons montré que des parasites cultivés en présence de trichostatine A (TSA) mouraient de manière dose dépendante. Nous avons approfondi notre étude au niveau moléculaire et avons étudié la variation d'acétylation des histones des parasites en présence de TSA et d'acide valproique. Nous avons montré une augmentation de l'acétylation de manière dose-dépendante de l'histone H4. Le traitement par la TSA entraîne la mort de nombreux types cellulaires par apoptose et provoque une surexpression de certains gènes impliqués dans ce processus. Nous avons démontré que ce traitement induit l'apoptose chez des larves maintenues en culture, ainsi qu'une activation des Caspases 3/7. Ensuite, la caractérisation des ADNc des Caspases 3 et 7 nous a permis de montrer par RT-PCR en temps réelle que les transcrits correspondants sont surexprimés après traitement par la TSA, tandis que celle-ci n'a aucun effet sur la transcription de SmHDAC1 et 3. Par la suite, nous avons corrélé cette augmentation avec le taux d'acétylation de H4 sur le promoteur de caspase7. Cette étude sera poursuivie à l'avenir par l'investigation de la relation structure/fonction des HDACs afin de développer des inhibiteurs spécifiques. En parallèle, nous étudions une HDAC de classe III, SmSirt1, que nous avons identifiée et caractérisée. La présence d'une grande insertion dans son domaine catalytique présage des fonctions modifiées par rapport à ses orthologues chez d'autres espèces. Nous souhaitons nous focaliser sur les conséquences de cette insertion spécifique chez S. mansoni. En effet, elle semble être la cible de potentielles modifications post-traductionnelles (site de phosphorylation par PKB/Akt), que nous voulons mettre en évidence. De plus, l'une des fonctions de Sirt1 est l'interaction avec le facteur de transcription FoxO et la régulation de la voie de signalisation insuline dépendante (impliquant PKB/Akt). Par ce biais FoxO et Sirt1 contrôlent le métabolisme, des mécanismes de survie cellulaire et la longévité. Une modification de la fonction de SmSirt1 pourrait être à la base de la durée de vie anormalement longue de S. mansoni. Nous avons donc également réalisé la caractérisation moléculaire de SmFoxO, afin de mettre en évidence son interaction avec Sirt1 ainsi que l'implication de cette interaction dans le contrôle de la transcription de gènes cibles. Par la suite nous étudierons le rôle de Sirt1 et FoxO dans la régulation de la signalisation insuline dépendante sur des parasites en culture