Lípides nitrados (NO2-FA) são apontados como uma nova classe de mediadores lipídicos, podendo atuar como reservatórios endógenos de óxido nítrico (&#8226NO) bem como moduladores pluripotentes de sinalização celular. Recentemente, tem sido sugerido que os doadores de &#8226NO estariam envolvidos na regulação da angiogênese. Evidências contundentes indicam ainda que o processo de neovascularização poderia contribuir para a patogênese de uma serie de condições clínicas, entre elas a aterosclerose. Contudo, apesar de diversos estudos terem explorado os efeitos biológicos dos NO2-FA, os efeitos destes compostos sobre o processo de angiogênese não haviam sido descritos. Dessa maneira, o presente trabalho investigou os efeitos dos NO2-FA (derivados da nitração do ácido linoléico e oléico) noprocesso de angiogênese. Demonstrou-se que os NO2-FA podem atuar como mediadores pró-angiogênicos. Este efeito foi caracterizado em células endoteliais humanas, assim como, em modelos ex vivo e in vivo. Nas células endoteliais, observou-se que os No2-FA não influenciaram a proliferação ou a viabilidade celular, ao passo que estimularam a migração. Demonstrou-se também que os NO2-FA podem modular o brotamento ex vivo de novos vasos, em cultura de anéis de aorta de rato, bem como o processo angiogênico in vivo observado na membrana corioalantóica de embrião de galinha. Adicionalmente, os NO2-FA induziram a expressão do fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), que é o principal mediador do processo de angiogênese. Em relação ao mecanismo de ação, os achados sugerem que os efeitos demonstrados seriam via mecanismos dependentes de &#8226NO, uma vez que foram abolidos na presença de um seqüestrador de &#8226NO, enquanto concentrações equivalentes dos lípides precursores não demonstraram qualquer influência nas condições experimentais utilizadas neste estudo. Por fim, os efeitos pró-angiogênicos dos NO2-FA foram mediados pela estabilização da proteína do fator induzível por hipóxia -1α (HIF-1α), uma vez que estes compostos promoveram acúmulo desta proteína e falharam em demonstrar efeitos indutores em células knockdown para o gene HIF-1α. Em conjunto, estes resultados indicam que os NO2-FA podem modular a migração de células endoteliais e estimular o processo de angiogênese resultante da ativação de HIF-1a via mecanismo dependente de &#8226NO. / Nitrated lipids (NO2-FA) are described as a new class of Iipid mediators that are able to act as endogenously nitric oxide (&#8226NO) reservoirs as well as pluripotent cell signaling modulators. Furthermore, recent findings suggest that &#8226NO donors could be involved in the regulation of angiogenesis. Compelling evidence also indicate that the neovascularization process might contribute to the pathogenesis of many clinical conditions, such as atherosclerosis. However, although several studies have explored the NO2-FA biological properties, the effects of these compounds on the angiogenic process remain unknown. Hence, the present study investigated the effects of the NO2-FA (derivates from the nitration of Iinoleic and oleic acids at physiological concentrations) on angiogenesis processo It is demonstrated that the No2-FA could act as pro-angiogenic mediators. This effect was observed not only in human endothelial cells but also in ex vivo and in vivo models. Using endothelial cells, it is showed that NO2-FA failed to affect cell proliferation ar influence cellular viability, but significantly stimulated cell migration. It was also found that the NO2-FA might modulate the ex vivo sprouting of new vessels as well as the in vivo angiogenic process, while inducing the expression of the vascular endothelial growth factor, the main mediator of angiogenesis. The data are consistent with the hypothesis that the observed effects mediated by NO-dependent mechanisms, since the presence of a &#8226NO scavenger abrogated the induced effects, whereas equimolar concentrations of its precursors, showed no effect on angiogenesis under our experimental conditions. Finally, the pro-angiogenic effects of NOrFA were mediated by the stabilization of the hypoxia inducible factor-1α (HIF-1α) protein, because these compounds increased the protein amount and failed to show inductive effects in HIF-1α knockdown cells. Taken together, these findings indicated that NO2-FA might modulate the endothelial cell migration and stimulate the process of angiogenesis by the HIF-1α induction through a &#8226NO-dependent mechanism.

The aryl hydrocarbon receptor (AhR) heterodimerizes with the aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator (Arnt) for transcriptional regulation. We generated three N-terminal deletion constructs of the human AhR of 12-24 KDa in size—namely D1 (aa 84-295), D2 (aa 84-192) and D3 (aa 191-295)—to suppress the Arnt function. We observed that all three constructs interact with the human Arnt with similar affinities. D2, which contains part of the AhR PAS-A domain and interacts with the PAS-A domain of Arnt, inhibits the formation of the AhR gel shift complex. D2 suppresses the 3-methylcholanthrene-induced, dioxin response element (DRE)-driven luciferase activity in Hep3B cells and exogenous Arnt reverses this D2 suppression. D2 suppresses the induction of CYP1A1 at both the message and protein levels in Hep3B cells; however, the CYP1B1 induction is not affected. D2 suppresses the recruitment of Arnt to the cyp1a1 promoter but not to the cyp1b1 promoter, partly because the AhR/Arnt heterodimer binds better to the cyp1b1 DRE than to the cyp1a1 DRE. Interestingly, D2 has no effect on the cobalt chloride-induced, hypoxia inducible factor-1 (HIF-1)-dependent expression of vegf, aldolase c, and ldh-a messages. Our data reveal that the flanking sequences of the DRE contribute to the binding affinity of the AhR/Arnt heterodimer to its endogenous enhancers and the function of AhR and HIF-1 can be differentially suppressed by the D2 inhibitory molecule. In chapter 2, a Pichia Pastoris expression system was constructed expressing codon optimized human full length AhR. This codon optimization is necessary for overexpression of huAhR. RT-PCR data showed that the codon optimized mRNA was more stably expressed than wild types. Overexpressed huAhR protein was degraded by proteinase when using a regular P. Pastoris strain yJC100 whereas the proteinase deficient ySMD1163 maintained a much higher level of huAhR. P. Pastoris expressed huAhR was natively purified and analyzed. Coimmunopricipitation assay shows its interaction with endogenous Arnt. A ligand-dependent gel shift was also observed. In addition, we performed an in vitro coprecipitation assay to study its binding to endogenous cyp1b1 DREs. The result shows that the DRE3, known as a critical DRE for cyp1b1 transcriptional activity, has the highest binding affinity to AhR/Arnt complex. Taking together, we constructed a novel P. Pastoris expression system to overexpress human full length AhR. Purified huAhR is a good reagent for studing its ligand and DNA binding. In chapter 3, an adeno-associated virus (AAV) expression system was constructed to express an AhR deletion contruct CΔ553 (aa1-295) for tumor injection. Western blot shows the expression of CΔ553 (aa1-295) in hela cells infected by AAV-553, but the low yield of AAV-553 limited its application on tumor treatment. Possible solutions were discussed for future work.

Introdução: Existem dados suficientes disponíveis demonstrando a importância da quimiocina CXCL12 e seu receptor CXCR4 na progressão tumoral e angiogênese dos gliomas. O CXCR4 é regulado positivamente pelo HIF1alfa. Recentemente um novo receptor com maior afinidade à CXCL12 foi identificado, o receptor órfão RDC1, agora denominado CXCR7. O objetivo deste estudo é investigar a expressão de mRNA CXCR7 em tecidos astrocitomas difusos e avaliar suas interações com expressão CXCR4 e HIF1alfa, bem como analisar sua relação com mutação do IDH1. Métodos: A expressão do CXCR7, CXCR4, IDH1 e HIF1alfa foram avaliadas por PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR) em 129 amostras congeladas de astrocitomas (25 astrocitoma difuso - AGII, 18 de astrocitoma anaplásico - AGIII e 86 glioblastoma - GBM) e 22 amostras de tecido cerebral não neoplásico (NN) obtidos de cirurgia de epilepsia. A mutação do IDH1 previamente determinada foi analisada em relação aos níveis de expressões de mRNA do CXCR7, CXCR4 e HIF1alfa, combinado com os parâmetros clínico-patológicos e sobrevida global. Adicionalmente, a expressão proteica do CXCR7 foi analisada por imuno-histoquímica em astrocitomas de diferentes graus e em linhagem celular de glioma (U87MG) por microscopia confocal. Resultados: Houve diferença significativa nos níveis de expressão dos genes estudados entre astrocitomas e NN (p < 0,001). Na análise da expressão gênica associada nos AGII não se observou correlação entre os níveis de expressão de CXCR7/HIF1alfa (p = 0,548); observou-se correlação significativa entre CXCR7/IDH1 (p < 0,001) e CXCR7/CXCR4 (p = 0,042). Nos GBM houve correlação significativa entre CXCR7/CXCR4 (p = 0,002), CXCR7/IDH1 (p < 0,001) e CXCR7/HIF1alfa (p = 0,008). Hiperexpressão do HIF1alfa foi associado com maior expressão do CXCR7 e CXCR4 (p = 0,001), enquanto a presença de IDH1 mutado foi associada a menor expressão de mRNA do CXCR7 e CXCR4 (p = 0,009). A expressão proteica de CXCR7 foi identificada em todas as amostras estudadas, e aumentou com malignidade. A proteína CXCR7, na linha celular U87MG, foi localizada principalmente na membrana celular. Conclusão: O CXCR7 é um gene diferencialmente expresso em astrocitomas difusamente infiltrativos em relação tecido cerebral não neoplásico. O nível de expressão do CXCR7 correlacionou-se significativamente com os níveis de expressão do CXCR4 e IDH1 nos AGII e com CXCR4, IDH1 e HIF-1alfa nos GBM. O nível de expressão elevado do CXCR7 e CXCR4 correlacionou-se com nível elevado de expressão de HIF-1a, enquanto a presença da mutação do IDH1 associou-se a níveis reduzidos de CXCR7 e CXCR4. Não se observou associação significativa entre os níveis de expressão de CXCR7 e CXCR4 com os dados de sobrevida / Introduction: There is abundant evidence showing that chemokine CXCL12 and its receptor CXCR4 are involved in glioma progression and angiogenesis. CXCR4 is upregulated by HIF1alfa. The CXCR7, a recent additional receptor for CXCL12 with higher affinity than CXCR4 has raised key issues on glioma cell migration. The aim of this study is to investigate the CXCR7 mRNA expression in diffuse astrocytoma tissues and to evaluate its interactions with CXCR4 and HIF1alfa expression and IDH1 mutation. Methods: CXCR7, CXCR4, IDH1 and HIF1alfa expressions were evaluated by quantitative real-time PCR (qRT-PCR) in 129 frozen samples of astrocytoma (25 diffuse astrocytomas - AGII, 18 anaplastic astrocytomas - AGIII and 86 glioblastomas - GBM) and 22 samples of non-neoplastic tissue cerebral (NN) from epilepsy surgery. IDH1 mutation status was analyzed with CXCR7, CXCR4 e HIF1alfa mRNA expressions, matched with clinicopathological parameters and overall survival time. Furthermore, CXCR7 protein expression was analyzed by immunohistochemistry in different grades of astrocytoma and in glioma cell line (U87MG) by confocal microscopy. Results: There was significant difference in the expression levels of the genes studied between astrocytomas and NN (p < 0.001). The analysis of associated gene expressions in AGII showed no significant correlation between CXCR7/HIF1alfa (p = 0.548); there was significant correlation between CXCR7/CXCR4 (p = 0.042) and CXCR7/IDH1 (p = 0.008). In GBM, there were significant correlations between CXCR7/CXCR4 (p = 0.002), CXCR7/IDH1 (p < 0.001) and CXCR7/HIF1alfa (p = 0.008). HIF1alfa overexpression was associated with higher expressions of CXCR7 and CXCR4 (p = 0.001), while presence of IDH1 mutation was associated with lower CXCR7 and CXCR4 mRNA expressions (p = 0.009). Protein expression was identified in all samples studied, and it increased with malignancy. CXCR7 protein, in U87MG cell line, was mainly localized in the cellular membrane. Conclusion: CXCR7 was overexpressed in astrocytoma of different grades of malignancy compared to non-neoplastic brain tissue. CXCR7 expression levels correlates with CXCR4 and IDH1 in AGII and CXCR4, IDH1 and HIF1alfa in GBM. Overexpression HIF1alfa was related with higher expressions of CXCR7 and CXCR4, otherwise presence of IDH1 mutation related with lower expression of both genes. Protein expression level was associated with the degree of malignancy. The results revealed no significant association between CXCR7 and CXCR4 expression and survival data

Introdução: Existem dados suficientes disponíveis demonstrando a importância da quimiocina CXCL12 e seu receptor CXCR4 na progressão tumoral e angiogênese dos gliomas. O CXCR4 é regulado positivamente pelo HIF1alfa. Recentemente um novo receptor com maior afinidade à CXCL12 foi identificado, o receptor órfão RDC1, agora denominado CXCR7. O objetivo deste estudo é investigar a expressão de mRNA CXCR7 em tecidos astrocitomas difusos e avaliar suas interações com expressão CXCR4 e HIF1alfa, bem como analisar sua relação com mutação do IDH1. Métodos: A expressão do CXCR7, CXCR4, IDH1 e HIF1alfa foram avaliadas por PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR) em 129 amostras congeladas de astrocitomas (25 astrocitoma difuso - AGII, 18 de astrocitoma anaplásico - AGIII e 86 glioblastoma - GBM) e 22 amostras de tecido cerebral não neoplásico (NN) obtidos de cirurgia de epilepsia. A mutação do IDH1 previamente determinada foi analisada em relação aos níveis de expressões de mRNA do CXCR7, CXCR4 e HIF1alfa, combinado com os parâmetros clínico-patológicos e sobrevida global. Adicionalmente, a expressão proteica do CXCR7 foi analisada por imuno-histoquímica em astrocitomas de diferentes graus e em linhagem celular de glioma (U87MG) por microscopia confocal. Resultados: Houve diferença significativa nos níveis de expressão dos genes estudados entre astrocitomas e NN (p < 0,001). Na análise da expressão gênica associada nos AGII não se observou correlação entre os níveis de expressão de CXCR7/HIF1alfa (p = 0,548); observou-se correlação significativa entre CXCR7/IDH1 (p < 0,001) e CXCR7/CXCR4 (p = 0,042). Nos GBM houve correlação significativa entre CXCR7/CXCR4 (p = 0,002), CXCR7/IDH1 (p < 0,001) e CXCR7/HIF1alfa (p = 0,008). Hiperexpressão do HIF1alfa foi associado com maior expressão do CXCR7 e CXCR4 (p = 0,001), enquanto a presença de IDH1 mutado foi associada a menor expressão de mRNA do CXCR7 e CXCR4 (p = 0,009). A expressão proteica de CXCR7 foi identificada em todas as amostras estudadas, e aumentou com malignidade. A proteína CXCR7, na linha celular U87MG, foi localizada principalmente na membrana celular. Conclusão: O CXCR7 é um gene diferencialmente expresso em astrocitomas difusamente infiltrativos em relação tecido cerebral não neoplásico. O nível de expressão do CXCR7 correlacionou-se significativamente com os níveis de expressão do CXCR4 e IDH1 nos AGII e com CXCR4, IDH1 e HIF-1alfa nos GBM. O nível de expressão elevado do CXCR7 e CXCR4 correlacionou-se com nível elevado de expressão de HIF-1a, enquanto a presença da mutação do IDH1 associou-se a níveis reduzidos de CXCR7 e CXCR4. Não se observou associação significativa entre os níveis de expressão de CXCR7 e CXCR4 com os dados de sobrevida / Introduction: There is abundant evidence showing that chemokine CXCL12 and its receptor CXCR4 are involved in glioma progression and angiogenesis. CXCR4 is upregulated by HIF1alfa. The CXCR7, a recent additional receptor for CXCL12 with higher affinity than CXCR4 has raised key issues on glioma cell migration. The aim of this study is to investigate the CXCR7 mRNA expression in diffuse astrocytoma tissues and to evaluate its interactions with CXCR4 and HIF1alfa expression and IDH1 mutation. Methods: CXCR7, CXCR4, IDH1 and HIF1alfa expressions were evaluated by quantitative real-time PCR (qRT-PCR) in 129 frozen samples of astrocytoma (25 diffuse astrocytomas - AGII, 18 anaplastic astrocytomas - AGIII and 86 glioblastomas - GBM) and 22 samples of non-neoplastic tissue cerebral (NN) from epilepsy surgery. IDH1 mutation status was analyzed with CXCR7, CXCR4 e HIF1alfa mRNA expressions, matched with clinicopathological parameters and overall survival time. Furthermore, CXCR7 protein expression was analyzed by immunohistochemistry in different grades of astrocytoma and in glioma cell line (U87MG) by confocal microscopy. Results: There was significant difference in the expression levels of the genes studied between astrocytomas and NN (p < 0.001). The analysis of associated gene expressions in AGII showed no significant correlation between CXCR7/HIF1alfa (p = 0.548); there was significant correlation between CXCR7/CXCR4 (p = 0.042) and CXCR7/IDH1 (p = 0.008). In GBM, there were significant correlations between CXCR7/CXCR4 (p = 0.002), CXCR7/IDH1 (p < 0.001) and CXCR7/HIF1alfa (p = 0.008). HIF1alfa overexpression was associated with higher expressions of CXCR7 and CXCR4 (p = 0.001), while presence of IDH1 mutation was associated with lower CXCR7 and CXCR4 mRNA expressions (p = 0.009). Protein expression was identified in all samples studied, and it increased with malignancy. CXCR7 protein, in U87MG cell line, was mainly localized in the cellular membrane. Conclusion: CXCR7 was overexpressed in astrocytoma of different grades of malignancy compared to non-neoplastic brain tissue. CXCR7 expression levels correlates with CXCR4 and IDH1 in AGII and CXCR4, IDH1 and HIF1alfa in GBM. Overexpression HIF1alfa was related with higher expressions of CXCR7 and CXCR4, otherwise presence of IDH1 mutation related with lower expression of both genes. Protein expression level was associated with the degree of malignancy. The results revealed no significant association between CXCR7 and CXCR4 expression and survival data