Dissertation (Ph.D.)--University of South Florida, 2005. / Includes vita. Includes bibliographical references. Also available online as a PDF document.

Avaliamos o efeito da RCIU induzida por glicocorticoides sobre a regulação da expressão de miRNAs no fígado de ratos albinos. Animais expostos intrauterinamente à dexametasona apresentaram menor peso ao nascer, fígados relativamente menores dos que os observados em animais controle e menores concentrações hepáticas de PCNA. Em longo prazo, os animais DEX desenvolveram distúrbios metabólicos caracterizados por intolerância à glicose e maior potencial gliconeogênico no desmame e na vida adulta. Ao avaliarmos o perfil de miRNAs no fígado, detectamos aumento da expressão de todo o cluster do miR-322 no período perinatal, com menor conteúdo de alvos preditos desses transcritos (AKT3, CCND1 e INSR). A superexposição ao miR-322-5P reduz a taxa de proliferação em linhagens celulares de hepatocarcinoma e a expressão dos alvos observados no fígado dos animais estudados. Propomos um link entre a expressão aberrante do miR-322-5P e a reduzida taxa de proliferação detectada no tecido hepático em desenvolvimento, contribuindo para o estabelecimento do fenótipo em longo prazo. / We evaluated the effects of glucocorticoid induced IUGR on the expression of miRNA on Wistar rat livers. Dexamethasone (DEX) treated animals were lighter and had smaller liver weight:body weight ratio when compared to control animals. Furthermore, liver PCNA expression was downregulated, sugesting a reduction on cell proliferation rate. In the long term, DEX animals developed metabolic disturbances such as glucose intolerance e increased gluconeogenesis rate in a fast state. The analysis of miRNA expression profile showed an upregulation of miR-322 cluster on perinatal period, together with a downregulation of three putative targets: Akt3, CCND1 and INSR. Later, we used in vitro studies to prove that overexpression of miR-322-5P arrests cell cycle and impairs proliferation of HEPG2 cells as well as it downregulates the predicted targets. Based on this data, we suggest a link between overexpression of miR-322-5P and impaired proliferation rate on the developing liver, which affects the phenotype in the long term.

Avaliamos o efeito da RCIU induzida por glicocorticoides sobre a regulação da expressão de miRNAs no fígado de ratos albinos. Animais expostos intrauterinamente à dexametasona apresentaram menor peso ao nascer, fígados relativamente menores dos que os observados em animais controle e menores concentrações hepáticas de PCNA. Em longo prazo, os animais DEX desenvolveram distúrbios metabólicos caracterizados por intolerância à glicose e maior potencial gliconeogênico no desmame e na vida adulta. Ao avaliarmos o perfil de miRNAs no fígado, detectamos aumento da expressão de todo o cluster do miR-322 no período perinatal, com menor conteúdo de alvos preditos desses transcritos (AKT3, CCND1 e INSR). A superexposição ao miR-322-5P reduz a taxa de proliferação em linhagens celulares de hepatocarcinoma e a expressão dos alvos observados no fígado dos animais estudados. Propomos um link entre a expressão aberrante do miR-322-5P e a reduzida taxa de proliferação detectada no tecido hepático em desenvolvimento, contribuindo para o estabelecimento do fenótipo em longo prazo. / We evaluated the effects of glucocorticoid induced IUGR on the expression of miRNA on Wistar rat livers. Dexamethasone (DEX) treated animals were lighter and had smaller liver weight:body weight ratio when compared to control animals. Furthermore, liver PCNA expression was downregulated, sugesting a reduction on cell proliferation rate. In the long term, DEX animals developed metabolic disturbances such as glucose intolerance e increased gluconeogenesis rate in a fast state. The analysis of miRNA expression profile showed an upregulation of miR-322 cluster on perinatal period, together with a downregulation of three putative targets: Akt3, CCND1 and INSR. Later, we used in vitro studies to prove that overexpression of miR-322-5P arrests cell cycle and impairs proliferation of HEPG2 cells as well as it downregulates the predicted targets. Based on this data, we suggest a link between overexpression of miR-322-5P and impaired proliferation rate on the developing liver, which affects the phenotype in the long term.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work examined the effectiveness of Cu pre-exposition on biochemical and behavioral changes induced by Hg exposure in young rats treated subcutaneously with saline or CuCl2.2H2O (Cu 2.6 mg/kg/day) from 3 to 7 days old and with saline or HgCl2 (Hg 3.7 mg/kg/day) from 8 to 12 days old. Tissue samples from animals killed 24 h or 21 days after the end of mercury exposure (13 or 33 days old) were used to analyze of blood, liver, kidney and cerebrum δ-aminolevulinic acid dehydratase (δ-ALA-D) activity; cerebrum and cerebellum acetylcholinesterase (AChE) activity; biochemical parameters indicative of hepatic and renal toxicity; and to determination of hepatic and renal metallothionein and metal levels (Hg, Cu, Zn, Fe e Mg) in all tissues studied. The animals also were submitted to behavioral tasks: negative geotaxis task (3, 5. 7, 9, 11 and 13 days old), tail immersion (13, 20 and 27 days old), rotarod tests (25 and 30 days old) and beaker test (17 to 20 days old). Mercury exposure reduced body and cerebrum and increased kidney weight; inhibited the hepatic and renal δ-ALA-D, cerebellum AChE and serum LDH activity; and increased serum urea and creatinine and hepatic MT levels at 13 days. The Hg effect persisted on body and renal weight, renal δ-ALA-D activity and urea levels checked after 33 days. Still, Hg exposure caused accumulation of this metal in all tissues analyzed; increased hepatic Zn and Fe levels; and decreased renal Fe and increased Cu levels at 13 days. The effect persisted on hepatic Hg levels; and renal Hg and Fe levels. In addition, a decrease in the liver weight and renal Mg levels; and increase in the cerebrum and cerebellum Zn levels were observed only at 33 days. In behavioral tasks, rats exposed to Hg presented impartment in motor function and muscular strength verified in the negative geotaxis task and beaker test. The Cu effectiveness as preventive treatment was immediate on parameters such as cerebellum AChE activity, serum creatinine levels, Hg content and homeostasis of hepatic Fe levels. The prevention of altered parameters as body, Kidney and liver weight, renal δ-ALA-D activity, serum urea levels and homeostasis of renal Fe and Mg levels were verified at 33 days. Behavioral changes were completely prevented by Cu pre-exposure. Moreover, Cu pre-exposure caused an important redistribution of Hg decreasing hepatic and sanguine Hg levels and increasing renal levels of 13-day-old rats. This effect occurred in parallel with an increase in MT levels in liver and kidney, suggesting that hepatic MT can bind to Hg and transporting this metal to the kidney in order to be excreted. The results of the present study suggest that Cu can be considered as potential preventive therapeutic agent against Hg toxicity, even when were evaluated later. / Este trabalho investigou o efeito preventivo do cobre contra as alterações bioquímicas e comportamentais induzidas pelo mercúrio em ratos tratados subcutaneamente com salina ou CuCl2.2H2O (Cu 2,6 mg/kg/dia) do 3o ao 7o e com salina ou HgCl2 (Hg 3,7 mg/kg/dia) do 8o ao 12o dia de idade. Amostras teciduais de animais mortos 24 h ou 21 dias após o término da exposição ao mercúrio (13 ou 33 dias de idade) foram utilizadas para a análise da atividade das enzimas δ-aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) de sangue, fígado, rim e cérebro; acetilcolinesterase (AChE) de cérebro e cerebelo; parâmetros bioquímicos indicativos de toxicidade hepática e renal; e para a quantificação dos níveis de metalotioneínas (MT) hepática e renal e de metais (Hg, Cu, Zn, Fe e Mg) nos diferentes tecidos. Os animais foram submetidos às tarefas comportamentais: geotactismo negativo (3, 5, 7, 9, 11 e 13 dias de idade), imersão da cauda (13, 20 e 27 dias de idade), teste do béquer (17 aos 20 dias de idade) e locomoção forçada em cilindro giratório (25 e 30 dias de idade). A exposição ao mercúrio reduziu o peso corporal e cerebral e aumentou o peso renal; inibiu a atividade das enzimas δ-ALA-D hepática e renal, AChE de cerebelo e LDH sérica; e aumentou os níveis de uréia e creatinina sérica e MT hepática aos 13 dias. O efeito do mercúrio persistiu sobre o peso corporal e renal, a atividade da δ-ALA-D renal e níveis de uréia verificados aos 33 dias. Ainda, a exposição ao mercúrio causou um acúmulo deste metal em todos os tecidos analisados; aumentou os níveis de Zn e Fe hepático; e diminuiu os níveis de Fe e aumentou os níveis de Cu renal aos 13 dias. O efeito persistiu sobre os níveis de Hg hepático e sobre os níveis de Hg e Fe renal. Além disso, um decréscimo no peso de fígado e nos níveis de Mg renal e um aumento nos níveis de Zn em cérebro e cerebelo foram observados somente aos 33 dias. Em relação às tarefas comportamentais, ratos expostos ao Hg apresentaram prejuízo na função motora e força muscular verificados nos testes do geotactismo negativo e teste do béquer. A eficiência do cobre como tratamento preventivo foi imediata em parâmetros como atividade da AChE de cerebelo, níveis de creatinina sérica, conteúdo de Hg e homeostase dos níveis de Fe hepático. A prevenção das alterações sobre o peso corporal, renal e hepático, atividade da -ALA-D renal, níveis de ureia sérica e homeostase dos níveis renais de Fe e Mg foram observados aos 33 dias. Alterações comportamentais foram totalmente prevenidas. Além disso, a pré-exposição ao cobre causou uma redistribuição do mercúrio, decrescendo os níveis de Hg hepático e sanguíneos e aumentando os níveis renais aos 13 dias. Este efeito ocorreu em paralelo a um aumento dos níveis de MT hepática e renal, sugerindo que a MT hepática pode ligar-se ao Hg e transportar o metal tóxico para o rim a fim de ser excretado. Os resultados do presente estudo sugerem que o cobre pode ser considerado um potencial agente terapêutico em casos de intoxicação por mercúrio, mesmo quando avaliado tardiamente.