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The coordination- and organometallic chemistry of uranium complexes bearing the non-carbocyclic ancillary ligand XA2 (4,5-bis(2,6-diisopropylanilido)-2,7-di-tert-butyl-9,9-dimethylxanthene) has been developed as a major focus of this thesis. A number of air-sensitive actinide chloro complexes and alkyl derivatives featuring reactive An–C bonds were prepared, and investigated using a variety of structural and spectroscopic analytical techniques, including X-ray diffraction, NMR spectroscopy, elemental analysis, and electrochemical methods. The research described in this thesis serves to expand the currently underdeveloped, fundamental chemistry of actinide complexes supported by non-carbocyclic (i.e. non-cyclopentadienyl) ligands. For example, the use of the prototypical xanthene-based ligand XA2 has led to neutral dialkyl uranium(IV) complexes which a) react with alkyl anions to yield anionic trialkyl ‘ate’ complexes, b) C–H activate neutral pyridines to yield organouranium(IV) species featuring cyclometalated pyridine-based ligands, and c) react with Lewis acids to yield rare examples of cationic monoalkyl uranium(IV) complexes featuring coordinated arene ligands. By altering the nature of the arene solvent/ligand, latent catalytic ethylene polymerization behaviour has also been unlocked in cationic XA2 uranium and thorium complexes, and this development may offer industrial relevance. Additionally, new NON-donor ligand designs featuring bulky terphenyl-based substituents (the "XAT" ligand) as well as 1-adamantyl groups (the "XAd" ligand) have been developed; a family of crystallographically-characterized dipotassium XAT complexes have been prepared which feature unprecedented potassium–alkane interactions, and the XAd ligand has been employed for the development of new organometallic thorium chemistry. The developments described in this thesis contribute to an emerging field and delineate new reactivities and structural motifs, providing important steps forward in organoactinide chemistry. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD)

The effect on Ni^2+ uptake of human serum albumin (HSA), sodium diethyldithiocarbamate (DOC), D-penicillamine (O-Pen) , ethylenediaminetetra-acetic acid [di sodiurn salt] (EDTA) , L-aspartic acid (L-Asp) , L-Lysine (L-Lys) , and L-histidine (L-His) was examined in three cell lines: (1) human red blood cells (RBCs), (2) cultured human B-lymphoblasts and (3) rabbit alveolar macrophages. It was found that EDTA, L-His, HSA, and O-Pen were good inhibitors of ^63Ni^2+ uptake by cells and each was able to remove ^63Ni^2+ previously associated with the cells. In contrast L-Lys and L-Asp, which do not bind Ni^2+ well, were both poor inhibitors of Ni uptake and poor sequestering agents for cell-associated Ni^2 +. Thus it seems that at physiological concentrations , L-His and HSA play a major role in regulating the association of Ni^2+ with cells. DOC enhanced cellular uptake of ^63Ni^2+, but was not very effective in removing ^63Ni^2+ from cells. An increase in pH enhanced ^63Ni^2+ uptake in the lymphoblasts, macrophages and human peripheral lymphocytes. This dependence was interpreted to indicate the existence of either: (1) an increase in membrane permeability with an increase in pH; (2) the development of a proton gradient across the cell membrane favouring the antiport transport of H^+ and Ni^2+; or (3) Ni^2+;proton competition for cellular binding groups. The cellular uptake of Ni^2+ is interpreted in terms of an "equilbrium" model of metal-ion transport. It is concluded that since HSA and L-His can control cellular uptake and removal of Ni^2+, they may play a role in regulating the cellular toxicity of this ion. It was found that L-His and O-Pen acted similarly such that at various concentrations both inhibited cellular uptake of ^63Ni^2+ but did not change the normal distribution of Ni^2+ within the cell. Conversely, DOC enhanced Ni^2+ uptake by cells while simultaneously shifting the distribution of Ni^2+ from the cell lysate to the cellular membranous pellet. Furthermore, DOC caused Ni^2+ to become more lipophilic as shown by the increase of ^63Ni^2+ in a chloroform extract. DOC also caused a change in Ni^2+ distribution in whole blood by enhancing Ni^2+ association with RBCs and lymphocytes and decreasing serum-associated Ni^2+. The different responses produced by O-Pen, L-His and DOC are ascribed to the hydrophilicity of the [Ni(D-Pen)_2]^2- and Ni(His)_2 complexes and the lipophilicity of the Ni(DDC)_2 complex, and allow a rationalization of the contrasting therapeutic effects of O-Pen and DDC. / Thesis / Master of Science (MS)

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La dystrophie musculaire de Duchenne est caractérisée par une dégénérescence musculaire progressive accompagnée d’une fragilité osseuse exacerbée par la norme de soins actuelle. Au-delà de la relation mécanique qui unit leur croissance, maintenance ou dégénérescence, les muscles et les os interagiraient à l’échelle moléculaire via des sentiers signalétiques communs. La voie RANK/RANKL/OPG, un gouverneur du remodelage osseux, est au nombre de ces voies suite à la découverte de la triade en contexte musculaire, de la capacité des cellules musculaires à sécréter de l’OPG, de la localisation du récepteur RANK au sarcolemme et de l’effet inotropique de la délétionmusculaire de RANK sur l’atrophie induite par dénervation. Élément déterminant, le bénéfice musculaire d’un traitement au FL-OPG-Fc, protagoniste de la triade fusionnée à un fragment Fc, est supérieur aux stratégies pharmacologiques ou génétiques d’inhibitionde RANK/RANKL pour la souris dystrophique et suggère un effet biologique hors-triade. Malgré ces évidences morcelées et compte tenu de la structure du FL-OPG-Fc, un potentiel mécanisme d’action musculaire est inconnu. Ce mécanisme constitue l’idée originale de cette thèse et nécessite investigation à l’aide d’un modèle pré-clinique prédictif et fidèle au déroulement de la pathologie. Le but de cette thèse est 1) caractériser à différents stades de vie les propriétés fonctionnelles et contractiles d’un nouveau modèle dystrophique pré-clinique murin ainsi que les paramètres discriminants par rapport à la souris sauvage, 2) mettre à jour les connaissances sur la cohésion signalétique ainsi que le dialogue moléculaire bidirectionnel muscle-os en contexte de dystrophie musculaire et 3) investiguer la capacité du FL-OPG-Fc à interagir directement avec les cellulesmusculaires, en explorer la signalisation cellulaire puis vérifier la présence d’un effet bénéfique aigu sur la contractilité de muscles dystrophiques. Premièrement, nos recherches sur le nouveau modèle ont démontré que l’haploinsuffisance en utrophine dans la souris délétée en dystrophine n’a pas d’impact sur sa performance fonctionnelle et contractile à 1, 2 et 5 mois d’âge. Ces données ont permis d’établir que la souris déficiente en dystrophine était pertinente pour nos études,moyennant l’utilisation préférentielle de variables expérimentales discriminantes par rapport à la souris sauvage telles que la force maximale spécifique et la résistance aux contractions excentriques. Deuxièmement, en ce qui a trait aux voies communes et aux dialogues muscle-os en contexte de dystrophie musculaire, nos travaux de synthèse ont répertorié des interactions basées sur des myokines, ostéokines et cytokines de double origine déclenchant des sentiers signalétiques menant entre autres à l’inflammation, la fibrose, la synthèse ou la dégradation protéique. Collectivement, les sources citées par notre ouvrage soulignent l’importance de considérer les muscles et les os en tant qu’unité pour orienter les recherches précliniques vers le développement d’approches multifonctionnelles efficaces à traiter ces affections musculaires et osseuses de manière simultanée. Troisièmement, nos travaux de recherche ont montré que le FL-OPG-Fc peut directement associer et influencer le muscle squelettique grâce à son domaine de liaison à l’héparine tant pour les fibres saines que celles déficientes en dystrophine, et ce, au moins en partie de manière indépendante du récepteur RANK. Puis, cette liaison musculaire peut engendrer une cascade de signalisation cellulaire incluant les protéines FAK/Akt/CaMKII/PLN. Concrètement, nos résultats ont indiqué que le FL-OPG-Fc peut avoir un effet protecteur dans les cellules musculaires contre les dommages causés par une surcharge calcique. Finalement, le FL-OPG-Fc peut avoir un effet potentiateur sur les contractions tétaniques des muscles dystrophiques de phénotype rapide, effet nécessitant la présence du domaine de liaison à l’héparine pour s’opérer. Globalement, cette thèse apporte une contribution à l’avancement des connaissances sur le développement scientifique de modèles précliniques de DMD, sur les sentiers communs aux muscles et aux os, sur l’existence ainsi que le domaine de l’interaction du FL-OPG-Fc directement sur les cellules musculaires et sur une des voies de signalisation potentielles par laquelle le FL-OPG-Fc peut les influencer. Ces avancées biologiques repoussent les connaissances au sujet de la voie RANK/RANKL/OPG au sein de la communication muscle-os. Ces résultats peuvent également être mis en perspective de situations physiologiques comme la croissance, la maintenance et l’homéostasie, où ce dialogue pourrait s’exprimer dans la régulation réciproque du muscle et de l’os. Finalement, les connaissances générées au sujet de la protéine OPG pourront contribuer à la compréhension des rôles hors-triade de l’OPG répertoriés pour de multiples types cellulaires non-osseux.

Les troubles musculo-squelettiques entraînent une dégradation simultanée des tissus osseux et musculaires. L’objectif de ce mémoire était d’évaluer si la voie RANK/RANKL/OPG, connue dans les os, joue un rôle important dans la régulation du tissu musculaire. Des souris spécifiquement déficientes en RANK musculaire (RANKmKO) et des souris contrôles (RANKf/f) ont subi une dénervation des nerfs sciatiques suivie d’une injection quotidienne de dexaméthasone pendant 7 jours (modèle animal de myopathie acquise aux soins intensifs). Après le sacrifice, les propriétés contractiles étaient mesurées et les propriétés immunohistochimiques étaient obtenues sur les muscles soléaires et longs extenseurs des doigts. Nos résultats démontrent que RANK musculaire est un régulateur de la fonction et du phénotype musculaire et que son absence améliore significativement la force musculaire des muscles rapides. Globalement, ces travaux nous permettent de mieux comprendre les dysfonctions musculaires et ouvrent la voie à de nouvelles pistes de traitement pour plusieurs formes de myopathies.

付記する学位プログラム名: 京都大学卓越大学院プログラム「メディカルイノベーション大学院プログラム」 / 京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(医科学) / 甲第25501号 / 医科博第163号 / 新制||医科||11(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医科学専攻 / (主査)教授 上杉 志成, 教授 秋山 芳展, 教授 渡邉 大 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

Lorsque le lymphocyte B entre en contact avec son antigène, plusieurs interactions sont essentielles. Parmi celles-ci, l'engagement de son récepteur CD40 avec le ligand CD154 d'un lymphocyte T activé est primordial. Des études réalisées in vitro ont démontré que l'intensité et la durée de l'interaction CD40-CD154 entraînent différentiellement l'évolution des lymphocytes B matures naïfs et à mémoire. En conséquence, une source de CD 154 soluble pour stimuler les lymphocytes B a été utilisée dans le but de vérifier comment la modulation de l'interaction modifiait les caractéristiques des populations de lymphocytes B par la transmission intracellulaire du signal, de CD40 au noyau. Les résultats obtenus lors de cette étude suggèrent que certaines voies de signalisation, principalement de la famille des MAPK soit, ERK.1/2 et p38, pourraient être empruntées différemment lors de la liaison de CD40 avec CD154. L'activation modulée des voies de signalisation pourrait participer à la régulation de la réponse immunitaire.

Les populations CD19+CD27+ et CD19+CD27+ de lymphocytes B cultivées dans le système CD40-CD154 évoluent différemment selon l'intensité de cette interaction. Les cellules CD27+ prolifèrent bien en présence d'une forte interaction CD40-CD154 lorsqu'elles sont cultivées seules, mais disparaissent lorsque les cellules CD27" sont présentes. Des facteurs solubles ou des interactions membranaires pourraient être la cause de l'évolution différente des populations. L'étude des facteurs solubles a démontré qu'ils n'étaient pas la cause du changement d'équilibre des populations. Ils avaient une certaine influence, mais ne pouvaient pas à eux seuls changer cette évolution. Ce qui suggérait que les interactions membranaires entre les cellules étaient impliquées. En effet, certains marqueurs de surface, comme CD54, CD38 et CD70, étaient différemment exprimés au sein des populations CD27" et CD27+ . Par conséquent, CD70, le ligand de CD27, devenait un acteur intéressant. Effectivement, lorsque l'interaction CD70-CD27 était bloquée, la prolifération était ralentie et les cellules CD27+ étaient maintenues en plus grande proportion. L'interaction CD27- CD70 pourrait donc avoir un rôle dans l'évolution des populations de lymphocytes B suite à leur activation via CD40.