Our previous study identified one candidate transcript, chicken prostaglandin D2 synthase (cPGDS), significantly higher expressed in hens with high-egg production across several chicken strains including the Single-Comb White Leghorn layers. To further elucidate its underlying molecular mechanisms, the downstream effects of cPGDS in primary culture of chicken anterior pituitary cells were investigated. We successfully generated a highly specific rabbit anti-cPGDS polyclonal antibody. Of 13 examined tissues/cells, quantitative reverse transcription polymerase chain reaction and Western blotting analysis demonstrated that cPGDS mRNA and protein were highly expressed in intestine, kidney, liver and pituitary gland. In addition, significantly higher cPGDS mRNA and protein expression levels of the pituitary gland and ovary in hens than of the pituitary gland and testis in roosters with the same age were found. Transfection of pEGFP-cPGDS plasmid into primary culture of pituitary anterior cells in medium that contained 1 mM arachidonic acids induced luteinizing hormone beta subunit (LHB) transcription and subsequent translation. Treatments of two metabolites in the cyclooxygenase pathway, PGD2 and PGJ2 in the primary culture of chicken anterior pituitary cells induced LHB transcription and translation in both dose- and time-dependent manners. Treatment of peroxisome proliferator activated receptors (PPARs) agonist increased LHB transcription and translation in chicken anterior pituitary cells. On the other hand, specific inhibitions of PPARA and PPARG using antagonists dramatically suppressed PGJ2-induced LHB transcription level. Taken together; these data suggested PGDS upregulated LHB transcription in primary culture of chicken anterior pituitary cells via the PPAR signaling pathway.

Student Number : 0110272F - MSc research report - School of Architecture and Planning - Faculty of Engineering and the Built Environment / With global socio-economic restructuring, a phenomenon that has a tremendous impact of the way nation-states interact with each other, the rise of the sub-national level of government has been celebrated. From a new regionalist prospective, the region is canonised as a functional space and an arena effectively negotiate with the challenges and opportunities posed by globalisation. The region - that is the province, is well positioned to effectively translate national policies and projects in a reality. Without necessarily displacing the national-state as a focal point for economic governance and development, the region particularly in developed countries has played a pivotla role in shaping the way societal activities are approached. With the subsequent devolution of political power form the centre to the sub-national government, the latter has proved to be more developmental primarily in its approach to strategic development. Using new Regionalism (NR) as a launch pad, this researhc seeks to unravel and effectively engage with the debates around regional-scale planning. The regional-scale planning experiences from the United Kingdom (UK), Netherlands and India will be explored. Most importantly, the current role the provincial sphere in South Africa will be explored. Realising that the South African planning system is in a process of being redefined and refined, the relevance and importance of the provincial sphere in monitoring local government planning activities cannot be undermined.

Les prostaglandines (PGs) sont des médiateurs lipidiques impliqués dans une multitude de processus physiologiques, tels que le sommeil et l'équilibre osseux, mais également dans des phénomènes pathologiques comme l'inflammation chronique et le cancer. Les PGs sont produites à partir de l'acide arachidonique par l'action des cyclooxygénases (COXs) et des PGs synthétases. La régulation de ces dernières est très mal comprise par la communauté scientifique. La L-PGDS est la principale synthétase qui produit la PGD 2 , une PG impliquée entre autres dans la nociception, l'asthme, l'athérosclérose et les allergies. Un criblage par double hybride effectué avec l'arrestine-3 (Arr3) a permis d'identifier la L-PGDS comme partenaire d'interaction. Les arrestines non visuelles sont connues pour leurs rôles dans la désensibilisation et l'endocytose des récepteurs couplés aux protéines G (RCPGs). Cependant, au fil des ans, plusieurs partenaires d'interaction de ces protéines ont été identifiés et ont permis de leur découvrir de nouvelles fonctions. Nous en sommes donc venus à penser que ces protéines multifonctionnelles pourraient réguler la L-PGDS en interagissant avec celle-ci. L'interaction a été confirmée par des essais GST-Pulldown, et de co-immunoprécipitation, dans des systèmes transfecté et endogène dans la lignée ostéoblastique MG-63. La microscopie confocale suggère que la modulation de l'activité enzymatique de la L-PGDS semble modifier la localisation cellulaire des protéines Arr3 et L-PGDS. Des dosages de PGD 2 indiquent que la présence d'Arr3 dans des essais de production de PGD2 in vitro augmente la production de PGD2 , tandis que les fibroblastes embryonnaires de souris (MEFs) déficientes pour les arrestines produisent moins de PGD 2 que les MEFs de type sauvage suite à une stimulation à la PGH2 , ainsi qu'avec l'IL-1?. Cette diminution de production est renversée par la transfection d'arrestines. Un peptide comprenant la région en acides aminés 86 à 100 sur l'Arr3 est suffisant pour augmenter les niveaux de PGD 2 observés in vitro et in cellulo dans les MG-63. Dès lors, nos études identifient pour la première fois un partenaire d'interaction pour la L-PGDS, l'Arr3, qui régule la production de PGD2 . De plus, un peptide comprenant la région d'interaction de l'Arr3 sur la L-PGDS est suffisant pour augmenter la production de PGD2 . Cette nouvelle approche pourrait être utilisée afin de synthétiser des peptides mimétiques spécifiques à la PGD2 dans un traitement anti-inflammatoire alternatif aux inhibiteurs des COXs

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L’arthrose (OA) est la maladie articulaire la plus répandue dans le monde faisant l’objet de nombreux travaux de recherche en raison de son lourd impact socioéconomique. Plusieurs travaux dans ce domaine ont pour objectif de déterminer les mécanismes moléculaires impliqués dans sa physiopathologie. Plusieurs travaux ont appuyés l’implication de la prostaglandine (E2) PGE2 dans sa physiopathologie, contrairement à la prostaglandine (D2) (PGD2) dont le rôle reste à déterminer. C’est pourquoi, nous nous sommes penchés dans cette thèse à l’étude de cette dernière molécule. Dans la première partie de nos travaux, nous avons montré que la PGD2 diminue au niveau du cartilage articulaire et au niveau niveau des explants de cartilage humains, la production des métalloprotéases-1(MMP-1) et MMP-13 induites par (Interleukine-1β) l’IL-1β. Cette diminution de la production protéique est accompagnée d’une diminution de l’expression au niveau de l’ARNm, et d’une diminution de l’activité du promoteur de MMP-1 et MMP-13. Cet effet est exercé via le récepteur D prostanoïde (DP1), bien que le Chemoattractant receptor expressed on Th2 cells (CRTH2) soit également exprimé chez les chondrocytes humains, mais ne semble pas être impliqué dans l’effet observé. Cette action inhibitrice se fait via la voie DP1/AMPc/protéine kinase A (AMPc/PKA). Dans la suite de nos travaux, nous avons montré pour la première fois l’expression des prostaglandines D-synthases responsables de la biosynthèse de la PGD2 au niveau des chondrocytes humains par immunohistochimie, avec des niveaux d’expression de l’ARNm plus élevés de la L-PGDS au niveau du cartilage OA comparativement au cartilage normal. L’IL-1β pourrait être responsable de cette augmentation via l’activation de la voie JNK et p38 MAPK, ainsi que par la voie NF-κB. L’ensemble de ces données indiquent que la modulation des niveaux de la PGD2 au niveau de l’articulation pourrait être pourvue d’un important potentiel thérapeutique. La L-PGDS pour sa part semble avoir un rôle important dans la physiopathologie de l’OA. / Osteoarthritis (OA) is the most common joint disease world wide, because of its higher socioeconomic impact it is one of the most studied joint diseases. The aims of these studies was to determine the molecular mechanisms involved in the pathophysiology of osteaarthritis. Previous studies have mainly focused on the involvement of prostaglandin (E2) PGE2 in contrast to PGD2 in the pathogenesis osteoarthritis as such the role of PGD2 remains unclear. In this thesis we examined the involvment of PGD2 in the pathogenesis of OA. In the first part of our work, we showed that in a dose dependent manner PGD2 decreased the interleukin-1β (IL-1β)–induced mettalloproteases (MMP-1) and MMP-13 expression both at protein and mRNA levels by supression of their promoter activity. The inhibitory effect was exerted via the D prostanoid receptor (DP1) and mediated through the cAMP/protein kinase A (PKA) signalling pathway. Although human chondrocytes do express the Chemoattractant Receptor Expressed on Th2 cells (CRTH2) the latter were not implicated in the inhibiton of MMP-1 and MMP-13. In the second part of our work, we showed the expression of prostaglandin D synthases (PGDS) responsible for the biosynthesis of PGD2 in human chondrocytes, with higher levels of mRNA expression of lipocaline type prostaglandin D-synthase (L-PGDS) in OA cartilage compared to normal cartilage. IL-1β may be responsible for this increase via the activation of Jun N-terminal kinase (JNK) and p38 mitogen activated protein kinase (MAPK), as well as the nuclear factor-κB (NF-κB). Together, these data indicate that modulation of the levels of PGD2 at the joint may be provided with an important therapeutic potential. L-PGDS in turn seems to have an important role in the pathogenesis of OA.

L’arthrose (OA) est une maladie dégénérative très répondue touchant les articulations. Elle est caractérisée par la destruction progressive du cartilage articulaire, l’inflammation de la membrane synoviale et le remodelage de l’os sous chondral. L’étiologie de cette maladie n’est pas encore bien définie. Plusieurs études ont été menées pour élucider les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans le développement de l’OA. Les effets protecteurs du récepteur activé par les proliférateurs de peroxysomes gamma (PPARγ) dans l'OA sont bien documentés. Il a été démontré que PPARγ possède des propriétés anti-inflammatoires et anti-cataboliques. Aussi, plusieurs stimuli ont été impliqués dans la régulation de l’expression de PPARγ dans différents types cellulaires. Cependant, les mécanismes exacts responsables de cette régulation ainsi que le profil de l’expression de ce récepteur au cours de la progression de l’OA ne sont pas bien connus. Dans la première partie de nos travaux, nous avons essayé d’élucider les mécanismes impliqués dans l’altération de l’expression de PPARγ dans cette maladie. Nos résultats ont confirmé l’implication de l’interleukine-1β (IL-1β), une cytokine pro-inflammatoire, dans la réduction de l’expression de PPARγ au niveau des chondrocytes du cartilage articulaire. Cet effet coïncide avec l'induction de l’expression du facteur de transcription à réponse précoce de type 1 (Egr-1). En plus, la diminution de l'expression de PPARγ a été associée au recrutement d'Egr-1 et la réduction concomitante de la liaison de Sp1 au niveau du promoteur de PPARγ. Dans la deuxième partie de nos travaux, nous avons évalué le profil d’expression de ce récepteur dans le cartilage au cours de la progression de cette maladie. Le cochon d’inde avec OA spontanée et le chien avec OA induite par rupture du ligament croisé antérieur (ACLT) deux modèles animaux d’OA ont été utilisés pour suivre l’expression des trois isoformes de PPARs : PPAR alpha (α), PPAR béta (β) et PPAR gamma (γ) ainsi que la prostaglandine D synthase hématopoïétique (H-PGDS) et la prostaglandine D synthase de type lipocaline (L-PGDS) deux enzymes impliquées dans la production de l’agoniste naturel de PPARγ, la 15-Deoxy-delta(12,14)-prostaglandine J(2) (15d-PGJ2). Nos résultats ont démontré des changements dans l’expression de PPARγ et la L-PGDS. En revanche, l’expression de PPARα, PPARβ et H-PGDS est restée stable au fil du temps. La diminution de l’expression de PPARγ dans le cartilage articulaire semble contribuer au développement de l’OA dans les deux modèles animaux. En effet, le traitement des chondrocytes par de siRNA dirigé contre PPARγ a favorisé la production des médiateurs arthrosiques tels que l'oxyde nitrique (NO) et la métalloprotéase matricielle de type 13 (MMP-13), confirmant ainsi le rôle anti-arthrosique de ce récepteur. Contrairement à ce dernier, le niveau d'expression de la L-PGDS a augmenté au cours de la progression de cette maladie. La surexpression de la L-PGDS au niveau des chondrocytes humains a été associée à la diminution de la production de ces médiateurs arthrosiques, suggérant son implication dans un processus de tentative de réparation. En conclusion, l’ensemble de nos résultats suggèrent que la modulation du niveau d’expression de PPARγ, de la L-PGDS et d’Egr-1 au niveau du cartilage articulaire pourrait constituer une voie thérapeutique potentielle dans le traitement de l’OA et probablement d’autres formes d'arthrite. / Osteoarthritis (OA) is the most common degenerative joint disease. It is characterised by progressive destruction of articular cartilage, synovial inflammation and subchondral bone remodelling. The complete etiology of OA is still not well defined. Several studies have been carried out to elucidate the molecular and cellular mechanisms involved in OA development. The protective effects of Peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ) in OA have been well documented. It has been demonstrated that PPARγ exhibit anti-inflammatory and anti-catabolic properties. Although many stimuli have been reported to regulate the expression of PPARγ in several cell types. However, little information is available on the exact mechanisms that govern its regulation as well as the expression profile of this recepteur during the course of the disease. In the first part of this work, we tried to elucidate the mechanisms involved in the alteration of PPARγ expression in OA. Our findings confirm that interleukin-1 beta (IL-1β), a proinflammatory cytokine, down regulate the expression of PPARγ in articular chondrocytes. This effect coincided with the induction of early growth response protein-1 (Egr-1) expression. In addition, down regulation of PPARγ expression was associated with Egr-1 recruitment to and concomitant reduction in Sp1 occupancy at PPARγ promoter. In the second part of this work, we evaluated the expression profile of this receptor in cartilage during the progression of OA. Spontaneous Hartley guinea pig model and anterior cruciate ligament transection (ACLT) dog model were used to follow the expression of three isoforms of PPARs: PPAR alpha (α), PPAR beta (β) and PPAR gamma (γ) as well as hematopoietic prostaglandin D synthase (H-PGDS) and lipocalin-type prostaglandin D synthase (L-PGDS) two enzymes involved in the production of the natural agonist PAARγ, 15-Deoxy-delta(12,14)-prostaglandin J(2) (15d PGJ2). Our reultats showed changes in the expression of PPARγ and L-PGDS. In contrast, the level of PPARα, PPARβ and H-PGDS was constant over time. The decrease in PPARγ levels in articular chondrocytes suggest that it may be a contributing factor in OA development in both animal models used in this study. Furthermore, siRNA silencing of PPARγ resulted in an enhanced production of osteoarthric mediators such as matrix metalloproteinase-13 (MMP-13) and nitric oxide (NO). Thus, confirming the anti-arthritic role of this receptor. In contrast, unlike the later, there was an increase in the expression level of L-PGDS during disease progression. The overexpression of L-PGDS in human chondrocytes was associated with reduced production of these osteoarthric mediators, suggesting its involvement in repair process. In summary, our data suggest that the modulation of PPARγ, L-PGDS and Egr-1 expression levels in articular cartilage may be a potential therapeutic approach in the treatment of OA and probably other forms of arthritis.

L'arthrose (OA) est la maladie dégénérative la plus fréquente (ou) et la principale cause d'incapacité physique avec un coût socioéconomique important. Les manifestations cliniques de l'arthrose peuvent inclure des douleurs, des raideurs et des mouvements articulaires réduits. Pathologiquement, l'OA se caractérise par une dégénérescence progressive du cartilage articulaire, une augmentation de l'expression des médiateurs inflammatoires et cataboliques et le remodelage osseux sous-chondral. Il a été démontré que la protéine prostaglandine D2 (PGD2) est synthétisée par différents types cellulaires et possède des propriétés pro et anti-inflammatoires, selon le récepteur activé. Plusieurs stimuli pro-inflammatoires ont été discernés et étudiés, mais par contre, les voies anti-inflammatoires restent toujours un univers inexploré. Le récepteur DP1 de la PGD2, ainsi que l’enzyme de synthèse L-PGDS, jouent des rôles importants dans l'inflammation et le métabolisme du cartilage. Cependant, leurs rôles dans la pathogenèse de l'arthrose (OA) restent inconnus. Nous avons entrepris l’étude (de quoi) d’une part, pour explorer les rôles de la L- PGDS et de DP1 dans le développement d'OA, et d’autre part pour évaluer l'efficacité d'un agoniste sélectif de DP1 et d’un virus d'AAV2 / 5 codant pour L-PGDS dans le traitement de l'OA. En premier, nos travaux par histologie ont démontré que la dégradation du cartilage est plus prononcée chez les souris Knock-out L-PGDS et DP1, comparativement au souris sauvages Wild-Type (WT). Ensuite une augmentation de l’expression des médiateurs cataboliques (ADAMTS5 et MMP-13), chez les souris L-PGDS -/- et DP1 -/- par rapport au WT a été démontré. Après, la stimulation des explants de cartilage des souris L-PGDS -/- et de DP1 -/- avec l’IL-1a, ont montré une dégradation élevée en protéoglycanes. En outre ces souris ont développer aussi des modifications osseuses sous- chondral. Enfin, nos résultats suggèrent qu’à la suite d'injection intrapéritonéale de l’agoniste spécifique de DP1, le BW245C a atténué la gravité de la dégradation du cartilage induite par une déstabilisation du ménisque médiale (DMM) et des modifications osseuses chez les souris WT. Pareillement, l'injection intra-auriculaire d'AAV2 / 5 codant pour L- PGDS a atténué aussi la dégradation du cartilage induite par DMM et l'expression de ADAMTS-5 et MMP-13 chez des souris L-PGDS -/-. En conclusion, l’ensemble de nos résultats suggèrentque le récepteur DP1 et l’enzyme L-PGDS au niveau du cartilage articulaire arthrosique joue un rôle très important. . Elle pourrait constituer une voie thérapeutique potentielle dans le traitement de l’OA et aussi dans le traitement d’autres pathologies musculo-squelettiques. / Osteoarthritis (OA) is the most common degenerative disease (or) and the leading cause of physical disability with significant socioeconomic costs. Clinical manifestations of osteoarthritis can include pain, stiffness, and reduced joint movement. Pathologically, OA is characterized by progressive degeneration of articular cartilage, increased expression of inflammatory and catabolic mediators, and subchondral bone remodeling. It has been shown that prostaglandin D2 protein (PGD2) is synthesized by different cell types and has pro and anti-inflammatory properties, depending on the activated receptor. Several pro-inflammatory stimuli have been discerned and studied, but the anti- inflammatory pathways remain an unexplored universe. The DP1 receptor of PGD2, as well as the synthetic enzyme L-PGDS, play important roles in inflammation and cartilage metabolism. However, their roles in the pathogenesis of osteoarthritis (OA) remain unknown. We undertook the study (of what) on the one hand, to explore the roles of L-PGDS and DP1 in the development of OA, and on the other hand to evaluate the efficacy of a selective agonist DP1 and an AAV2 / 5 virus encoding L-PGDS in the treatment of OA. First, our histology work demonstrated that cartilage degradation is more pronounced in L- PGDS Knock-out and DP1 mice compared to Wild-Type (WT) wild-type mice. Then an increase in the expression of catabolic mediators (ADAMTS5 and MMP-13), in L-PGDS - / - mice and DP1 - / - compared to WT was demonstrated. Subsequently, stimulation of cartilage explants with IL-α from L-PGDS - / - and DP1 - / - mice showed high degradation in proteoglycans. In addition, these mice also develop subchondral bone changes. Finally, our results suggest that following intraperitoneal injection of the DP1-specific agonist, BW245C attenuated the severity of cartilage degradation induced by medial meniscus destabilization (DMM) and bone changes in mice. WT. Similarly, the intra-atrial injection of AAV2 / 5 encoding L-PGDS also attenuated DMM-induced cartilage degradation and the expression of ADAMTS-5 and MMP-13 in L-PGDS - / - mice. In conclusion, all our results suggest that the recepteur DP1 and the L-PGDS enzyme in osteorthritis cartilage plays a very important role. It may be a potential therapeutic avenue in the treatment of OA and also in the treatment of other musculoskeletal conditions.