No description available.

Mdm2 and Mdm4 are critical negative regulators of the p53 tumor suppressor. Mdm4-null mutants are severely anemic and exhibit impaired proliferation of the fetal liver erythroid lineage cells. This phenotype may indicate a cell-intrinsic function of Mdm4 in erythropoiesis. In contrast, red blood cell count was nearly normal in mice engineered to express low levels of Mdm2, suggesting that Mdm2 might be dispensable for red cell production. In the first part of the thesis, we further explore the tissue-specific functions of Mdm2 and Mdm4 in the erythroid lineage by crossing the conditional Mdm4 and Mdm2 alleles to an erythroid-specific-cre (EpoRGFP-Cre ) knock-in allele. Our data show that Mdm2 is required for rescuing erythroid progenitors from p53-mediated apoptosis during primitive erythropoiesis. In contrast, Mdm4 is only required for the high erythropoietic rate during embryonic definitive erythropoiesis. Thus, in this particular cellular context, interestingly, Mdm4 only contributes to p53 regulation at a specific phase of the differientation program. Moreover, a large body of evidence indicates that aberrant expression of either MDM2 or MDM4 impairs p53 tumor suppression function and consequently favors tumor formation. Overexpression of MDM2 was observed in 10% of 8000 human cancers from various sites, including lung or stomach, and MDM4 was found amplified and/or overexpressed in 10-20% of over 800 diverse tumors including lung, colon, stomach and breast cancers. Remarkably, selective MDM4 amplification occurs in about 65% of human retinoblastomas. In contrast, MDM2 amplifications are relatively rare (about 5%) in retinoblastomas, indicating that depending on the tumor context (cell type, initiating oncogene, …), MDM4, rather than MDM2, overexpression might be selected for as a more efficient mean of suppression of p53 function. As part of a large effort to better understand why different cell types require distinct combinations of mutations to form tumours, we will examine the molecular basis for selective up-regulation of Mdm4 in retinoblastomas. In this context, we have successfully generated 2 conditional transgenic mouse lines expressing either mycMdm2 or mycMdm4 driven by the PCAGGs promoters in the ROSA26 locus. Since a cassette containing a floxed transcriptional stop element is inserted upstream of the transgenes, we can achieve tissue-specific expression and spatio-temporal regulation of the transgenes by using different Cre and CreER. By the use of N-terminal myc-tag fused with the transgenes, we are able to compare the expression levels of the transgenes. Finally, due to C-terminal IRES-GFP element, we can easily identify transgene expressing cells. One of our aims is to use this Mdm4 conditional transgenic mouse line as the first, non-chimeric, mouse model of retinoblastoma that can be used as an appropriate preclinical model to improve treatment of this disease.

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In the everlasting battle against cancer the development of drugs targeting new therapeutic pathways is of crucial importance. In the attempt to develop new anticancer agents we have synthesized a library of anthraquinone compounds that show selectivity against leukemia. Mechanistic evaluation of the lead compound reveal that this class of compounds achieve their effects through inhibition of MDM2-MDM4 heterodimer and upregulation of the tumor suppressor p53. Computer aided rational design resulted in the development of a number of compounds with activities in the nanomolar range against various cancer cells. Analysis of the physicochemical properties of selected compounds allowed for their evaluation as potential drug candidates. The successful development of non-toxic formulations permits for the further in vivo investigation of the compounds. Click reactions have found wide spread applications in sensing, materials chemistry, bioconjugation, and biolabeling. A number of very useful click reactions have been discovered, which allow for various applications. In bioconjugation applications, the ability to conduct a secondary conjugation will be very useful in, e.g., protein pull down and binding site identification. Along this line, we describe a neighboring group-assisted facile condensation between an aldehyde and a vicinal aminothiol moiety, leading to the formation of benzothiazoles. The conversion is completed within 5 minutes at low micromolar concentrations at ambient temperature. The facile reaction was attributed to the presence of a neighboring boronic acid, which functions as an intramolecular Lewis Acid in catalyzing the reaction. The boronic acid group is compatible with most functional groups in biomolecules and yet can also be used for further functionalization via a large number of well-known coupling reactions.

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Patients with classical vitiligo lose partially their protecting inherited pigment. The cause of the disease is still unknown. Despite massive epidermal oxidative / nitrative stress and signs for DNA-damage in the skin and in the plasma, these patients have no higher prevalence for sun induced non-melanoma skin cancer and increased photo-damage. Protection and DNA-repair have been attributed to a functioning up-regulated wild type p53 / p21 cascade in association with up-regulated p76 MDM2. As some patients with cutaneous melanoma develop depigmentations away from their primary tumour site post surgical excision, it became of our interest, whether this melanoma associated leucoderma (MAL) is the same as classical vitiligo. The purpose of this thesis was two-fold. In part I, we wanted to further substantiate the reasons behind the constantly up-regulated wild-type functioning p53 / p21 cascade in classical vitiligo utilising a panel of proteins with direct and / or indirect action on p53 regulation, including p21, p76MDM2, MDM4/MDM4phospho, SPARC, VEGF-A and TGF-β1. In part II, we wanted to characterize MAL and compare this peculiar leucoderma with classical vitiligo using the same protein panel and methodologies. To achieve our goals, we used in vivo FT-Raman spectroscopy, in vitro cell cultures, in vitro and in situ immuno-fluorescence labelling, Western blot, dot blot and computer modelling techniques. Our data showed distinct differences between classical vitiligo and MAL. Our results in MAL exhibited a concentration dependent protein expression gradient between the basal / suprabasl layers and the upper layers of the epidermal compartment using catalase, ONOO-, p53, p21, MDM4, p76MDM2, TGF-β1 and VEGF-A expression gradient. Moreover, we document for the first time the presence of a nitrated non-fuctional SPARC protein in classical vitiligo which is absent in MAL. Although we show in vivo considerable ROS / RNS- mediated stress in MAL and classical vitiligo documented by FT-Raman spectroscopy, Western blot and in situ immuno-fluorescence, our results prove that MAL and classical vitiligo are two distinct entities.

Patients with classical vitiligo lose partially their protecting inherited pigment. The cause of the disease is still unknown. Despite massive epidermal oxidative / nitrative stress and signs for DNA-damage in the skin and in the plasma, these patients have no higher prevalence for sun induced non-melanoma skin cancer and increased photo-damage. Protection and DNA-repair have been attributed to a functioning up-regulated wild type p53 / p21 cascade in association with up-regulated p76 MDM2. As some patients with cutaneous melanoma develop depigmentations away from their primary tumour site post surgical excision, it became of our interest, whether this melanoma associated leucoderma (MAL) is the same as classical vitiligo. The purpose of this thesis was two-fold. In part I, we wanted to further substantiate the reasons behind the constantly up-regulated wild-type functioning p53 / p21 cascade in classical vitiligo utilising a panel of proteins with direct and / or indirect action on p53 regulation, including p21, p76MDM2, MDM4/MDM4phospho, SPARC, VEGF-A and TGF-β1. In part II, we wanted to characterize MAL and compare this peculiar leucoderma with classical vitiligo using the same protein panel and methodologies. To achieve our goals, we used in vivo FT-Raman spectroscopy, in vitro cell cultures, in vitro and in situ immuno-fluorescence labelling, Western blot, dot blot and computer modelling techniques. Our data showed distinct differences between classical vitiligo and MAL. Our results in MAL exhibited a concentration dependent protein expression gradient between the basal / suprabasl layers and the upper layers of the epidermal compartment using catalase, ONOO-, p53, p21, MDM4, p76MDM2, TGF-β1 and VEGF-A expression gradient. Moreover, we document for the first time the presence of a nitrated non-fuctional SPARC protein in classical vitiligo which is absent in MAL. Although we show in vivo considerable ROS / RNS- mediated stress in MAL and classical vitiligo documented by FT-Raman spectroscopy, Western blot and in situ immuno-fluorescence, our results prove that MAL and classical vitiligo are two distinct entities.

Le suppresseur de tumeur p53 permet à la cellule de se défendre contre différentes formes de stress. Il joue un rôle de barrière s'opposant à la tumorigenèse: en effet la perte de p53 chez la souris prédispose grandement ces animaux à développer des tumeurs; de même le locus p53 est inactivé dans près de 50% des tumeurs humaines. p53 constitue un facteur de transcription qui se lie à des séquences particulières de l'ADN et active l'expression des gènes adjacents. L'expression orchestrée de ces gènes conduit, directement ou indirectement et suivant le contexte cellulaire, soit à la mort de la cellule soit à l'inhibition de la division cellulaire. Les mécanismes moléculaires médiant ces deux activités biologiques essentielles de p53, de même que les mécanismes influençant le choix de la réponse cellulaire, sont encore mal compris. L'importance de p53 dans ce choix reste également à démontrer. Afin de contribuer à la compréhension de ces mécanismes, le modèle murin déficient pour Mdm4, un régulateur négatif de l'activité de p53, a été choisi. L'inactivation de Mdm4 chez la souris conduit en effet à l'activation ectopique de p53 in vivo et l'induction de deux types de réponse: apoptose dans le neuroépithélium et arrêt de la prolifération cellulaire dans les tissus non neuronaux. Le profil d'expression des gènes dans les tissus neuronaux et non neuronaux a donc été comparé entre embryons de souris sauvage et mdm4-/- par la technique d'hybridation de biopuces à ADN. Les résultats obtenus suggèrent que le type de réponse dépend du type cellulaire et non de p53 lui-même. En effet les profils d'expression des gènes dans les tissus neuronaux (conditions d'apoptose) et non neuronaux (conditions d'arrêt de la prolifération cellulaire) chez l'embryon de souris mdm4-/- sont comparables. Nous nous sommes ensuite particulièrement intéressés à deux nouveaux gènes dont l'expression est augmentée dans les embryons mdm4-/-. Dans un premier temps, leur induction transcriptionnelle chez l'embryon de souris mdm4-/- a été confirmée par différentes techniques et il a été vérifié qu'ils constituaient tous deux des cibles directes de p53 induites suite à un stress génotoxique. Le premier gène code Dapk1, une protéine suppresseur de tumeur pro-apoptotique présentant une activité de type sérine/thréonine kinase. Ce travail a permis d'établir que Dapk1 participait à une boucle de rétroaction du contrôle de l'activité de p53. Le deuxième gène identifié code la protéine Ptprv, un récepteur transmembranaire présentant une activité de type tyrosine phosphatase. En vue d'étudier la signification physiologique de l'induction transcriptionnelle de ptprv suite à l'activation de p53, des expériences effectuées à partir de matériel biologique issu de souris déficientes pour Ptprv ont été réalisées. Ces expériences confirment le rôle essentiel de Ptprv comme médiateur de l'arrêt du cycle cellulaire en phase G1 induit par p53 suite à un stress génotoxique, à la fois in vitro et in vivo. Par contre, Ptprv ne semble pas influencer l'apoptose induite suite à l'activation de p53. Ce travail a également permis d'établir le rôle essentiel de Ptprv dans la suppression de tumeurs induites chez la souris par activation constitutive de l'oncogène Ras.

Mdm2 and Mdm4 are critical negative regulators of the p53 tumor suppressor. Mdm4-null mutants are severely anemic and exhibit impaired proliferation of the fetal liver erythroid lineage cells. This phenotype may indicate a cell-intrinsic function of Mdm4 in erythropoiesis. In contrast, red blood cell count was nearly normal in mice engineered to express low levels of Mdm2, suggesting that Mdm2 might be dispensable for red cell production. In the first part of the thesis, we further explore the tissue-specific functions of Mdm2 and Mdm4 in the erythroid lineage by crossing the conditional Mdm4 and Mdm2 alleles to an erythroid-specific-cre (EpoRGFP-Cre ) knock-in allele. Our data show that Mdm2 is required for rescuing erythroid progenitors from p53-mediated apoptosis during primitive erythropoiesis. In contrast, Mdm4 is only required for the high erythropoietic rate during embryonic definitive erythropoiesis. Thus, in this particular cellular context, interestingly, Mdm4 only contributes to p53 regulation at a specific phase of the differientation program.<p><p>Moreover, a large body of evidence indicates that aberrant expression of either MDM2 or MDM4 impairs p53 tumor suppression function and consequently favors tumor formation. Overexpression of MDM2 was observed in 10% of 8000 human cancers from various sites, including lung or stomach, and MDM4 was found amplified and/or overexpressed in 10-20% of over 800 diverse tumors including lung, colon, stomach and breast cancers. Remarkably, selective MDM4 amplification occurs in about 65% of human retinoblastomas. In contrast, MDM2 amplifications are relatively rare (about 5%) in retinoblastomas, indicating that depending on the tumor context (cell type, initiating oncogene, …), MDM4, rather than MDM2, overexpression might be selected for as a more efficient mean of suppression of p53 function. As part of a large effort to better understand why different cell types require distinct combinations of mutations to form tumours, we will examine the molecular basis for selective up-regulation of Mdm4 in retinoblastomas. In this context, we have successfully generated 2 conditional transgenic mouse lines expressing either mycMdm2 or mycMdm4 driven by the PCAGGs promoters in the ROSA26 locus. Since a cassette containing a floxed transcriptional stop element is inserted upstream of the transgenes, we can achieve tissue-specific expression and spatio-temporal regulation of the transgenes by using different Cre and CreER. By the use of N-terminal myc-tag fused with the transgenes, we are able to compare the expression levels of the transgenes. Finally, due to C-terminal IRES-GFP element, we can easily identify transgene expressing cells. One of our aims is to use this Mdm4 conditional transgenic mouse line as the first, non-chimeric, mouse model of retinoblastoma that can be used as an appropriate preclinical model to improve treatment of this disease.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le suppresseur de tumeur p53 permet à la cellule de se défendre contre différentes formes de stress. Il joue un rôle de barrière s'opposant à la tumorigenèse: en effet la perte de p53 chez la souris prédispose grandement ces animaux à développer des tumeurs; de même le locus p53 est inactivé dans près de 50% des tumeurs humaines.<p>p53 constitue un facteur de transcription qui se lie à des séquences particulières de l'ADN et active l'expression des gènes adjacents. L'expression orchestrée de ces gènes conduit, directement ou indirectement et suivant le contexte cellulaire, soit à la mort de la cellule soit à l'inhibition de la division cellulaire.<p>Les mécanismes moléculaires médiant ces deux activités biologiques essentielles de p53, de même que les mécanismes influençant le choix de la réponse cellulaire, sont encore mal compris. L'importance de p53 dans ce choix reste également à démontrer.<p>Afin de contribuer à la compréhension de ces mécanismes, le modèle murin déficient pour Mdm4, un régulateur négatif de l'activité de p53, a été choisi. L'inactivation de Mdm4 chez la souris conduit en effet à l'activation ectopique de p53 in vivo et l'induction de deux types de réponse: apoptose dans le neuroépithélium et arrêt de la prolifération cellulaire dans les tissus non neuronaux. Le profil d'expression des gènes dans les tissus neuronaux et non neuronaux a donc été comparé entre embryons de souris sauvage et mdm4-/- par la technique d'hybridation de biopuces à ADN. Les résultats obtenus suggèrent que le type de réponse dépend du type cellulaire et non de p53 lui-même. En effet les profils d'expression des gènes dans les tissus neuronaux (conditions d'apoptose) et non neuronaux (conditions d'arrêt de la prolifération cellulaire) chez l'embryon de souris mdm4-/- sont comparables.<p><p>Nous nous sommes ensuite particulièrement intéressés à deux nouveaux gènes dont l'expression est augmentée dans les embryons mdm4-/-. Dans un premier temps, leur induction transcriptionnelle chez l'embryon de souris mdm4-/- a été confirmée par différentes techniques et il a été vérifié qu'ils constituaient tous deux des cibles directes de p53 induites suite à un stress génotoxique.<p>Le premier gène code Dapk1, une protéine suppresseur de tumeur pro-apoptotique présentant une activité de type sérine/thréonine kinase. Ce travail a permis d'établir que Dapk1 participait à une boucle de rétroaction du contrôle de l'activité de p53.<p>Le deuxième gène identifié code la protéine Ptprv, un récepteur transmembranaire présentant une activité de type tyrosine phosphatase. En vue d'étudier la signification physiologique de l'induction transcriptionnelle de ptprv suite à l'activation de p53, des expériences effectuées à partir de matériel biologique issu de souris déficientes pour Ptprv ont été réalisées. Ces expériences confirment le rôle essentiel de Ptprv comme médiateur de l'arrêt du cycle cellulaire en phase G1 induit par p53 suite à un stress génotoxique, à la fois in vitro et in vivo. Par contre, Ptprv ne semble pas influencer l'apoptose induite suite à l'activation de p53. Ce travail a également permis d'établir le rôle essentiel de Ptprv dans la suppression de tumeurs induites chez la souris par activation constitutive de l'oncogène Ras.<p> / Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire / info:eu-repo/semantics/nonPublished