Les prostaglandines modulent d’importants rôles physiologiques. Elles sont aussi impliquées dans le développement d’une variété de conditions pathologiques telles l’inflammation, la douleur et le cancer. La prostaglandine PGF2α et son récepteur (récepteur FP) se trouvent impliqué dans la modulation de nombreuses pathologies tels lors de l’accouchement préterme et le cancer colorectal. Récemment, nous avons fait partie d’un groupe de recherche ayant développé des modulateurs allostériques du récepteur FP. Dans une première étude, l’action du PGF2α sur le déclenchement des contractions myométriales a été évaluée, car peu d’information est connue sur la signalisation de cette prostaglandine lors de l’accouchement. Ainsi, nous avons utilisé un peptidomimétique de la deuxième boucle extracellulaire, dénommée PDC113.824. Nos résultats ont démontré que le PDC113.824 permettait de retarder la mise bas chez des souris gestantes, mais agissait de manière différente sur les multiples voies de signalisation de la PGF2α. Ainsi, le PDC113.824 inhibait la voie RhoA-ROCK, dépendante de l’activation de la protéine Gα12 par le. Les protéines RhoA-ROCK sont des acteurs clés dans le remodelage du cytosquelette d’actine et des contractions myométriales lors de l’accouchement. De plus, le PDC113.824 en présence de PGF2α agit comme un modulateur positif sur la voie dépendante de l’activation de la protéine Gαq. Le PDC113.824 serait donc un modulateur allostérique non compétitif possédant des actions à la fois de modulateurs positifs et négatifs sur la signalisation du récepteur FP Dans une seconde étude, des analogues du PDC113.824 ont été conçus et analysés dans un second modèle pathologique, le cancer colorectal. Ce cancer possède de hauts niveaux de récepteur FP. Nous avons donc étudié le rôle du récepteur FP dans le développement et la progression du cancer colorectal et l’effet de modulateurs allostériques. Il est généralement accepté que dans le cancer colorectal, la prostaglandine PGE2 permet la croissance et l’invasion tumorale, ainsi que l’angiogenèse. Toutefois, peu d’informations sont connues sur le rôle du PGF2α dans le cancer colorectal. C’est dans ce contexte que nous avons décidé d’examiner la contribution de ce récepteur dans la progression du cancer colorectal et cherché à déterminer si la modulation des fonctions du récepteur FP a un impact sur la croissance de tumeurs colorectales. Nos recherches ont révélé que l’activation du récepteur FP permet la migration et la prolifération de plusieurs lignées cellulaires humaines et murines d’adénocarcinomes colorectaux. Dans ce contexte, nos expériences ont démontré que la migration des cellules cancéreuses était dépendante de l’activation de la voie Rho. Nos résultats démontrent qu’en effet, l’activation de RhoA, une petite GTPase clé de la voie Gα12, est inhibée de façon sélective par nos composés. De plus, nos molécules allostériques sont également efficaces pour inhiber la voie de signalisation de la ß-caténine, une protéine impliquée dans la genèse du cancer colorectal. In vivo, le traitement de souris avec un des ces modulateurs a permis une inhibition effective de la croissance tumorale. Dans l’ensemble, nos résultats suggèrent donc que les modulateurs allostériques des récepteurs FP pourraient constituer une nouvelle classe de médicaments utilisés pour le traitement du cancer colorectal. / Prostaglandins play many important physiological roles. They are also involved in the development of a variety of pathological conditions such as inflammation, pain and preterm labor. The prostaglandin PGF2α and the FP receptor are implicated in the modulation of many pathological diseases, for example in preterm labor and in colorectal cancer. Our group has recently developed FP receptor allosteric modulators and focused on the role of this receptor and its ligand PGF2α in different models. In a first study, the action of PGF2α on myometrial contraction was evaluated because there is little information about the pathway signalling regulating these contractions. We used a peptidomimectic whose structure is based on the second extracellular loop of the FP receptor and who is an inhibitor of parturition in mice, the PDC113.824. Our results have demonstrated that PDC113.824 is able to delay parturition in mice, affecting multiple pathways activated by the FP receptor and PGF2α. PDC113.824 inhibited the PGF2α mediated activation of the Gα12 dependent activation of the RhoA-ROCK signalling pathway. RhoA and ROCK proteins are keys actors in the remodelling of actin cytosqueleton and in myometrial contractions. Furthermore, PDC113.824 with the presence of PGF2α acted positively by increasing the activation of the Gαq pathway. Our finding suggests that PDC113.824 is an allosteric modulator with dual actions, acting in a positive and negative way on the FP receptor signalling. In a second study, analogues of PDC113.824 were made and analysed in a second pathological model, colorectal cancer development and progression. Colorectal cancer seems to posses high levels of FP receptor but it is generally accepted that PGE2 promotes tumor growth, invasion and angiogenesis. However, little is known about the effect of PGF2α in colorectal cancer and only one report has suggested that this prostaglandin can stimulate motility and invasion. Its in this context, whether modulation of FP receptor function can impact colorectal tumors growth remains to be defined. Using our allosteric modulator, we investigated the contribution of FP receptor in the malignant progression of colorectal cancer. Our findings indicate that activation of FP receptors promote migration and proliferation of different human and murine colorectal cell lines. In this context, we demonstrated that this migration was dependent upon the activation of the Rho signalling pathway. Our results indicate that the activation of RhoA, a key small GTPase of the Gα12/13 pathway, is selectively inhibited by our compounds. We also showed that our allosteric modulator could act negatively on the β-catenin pathway, which is a protein with multiple effects on the progression of colorectal cancer. In vivo, treatment of mice with one this allosteric modulator is effective in inhibiting colorectal tumor growth in a xenograph mouse model. Together these findings suggest that PGF2α and the receptor FP, may play a considerable role in the development and progression of colorectal cancer.

Diese Arbeit verdeutlicht die Wirkung von Chondroitinsulfat auf die Synthese von Prostaglandin E2 in humanen mesenchymalen Stromazellen in Abhängigkeit ihres Sulfatierungsgrades. MSC zeichnen sich durch ihre antiinflammatorischen Eigenschaften aus und haben damit einen modulierenden Effekt auf Wundheilungsprozesse. Als Vorläuferzellen von Osteoblasten sind sie direkt an der Knochenneubildung beteiligt. Eine persistierende Entzündung hat eine kontinuierliche Freisetzung von Zytokinen, wie IL-1 zur Folge. Es konnte gezeigt werden, dass IL-1 in hMSC zu einer Freisetzung von PGE2 führt. Unter kurzzeitiger Wirkung stimuliert PGE2 die Knochenneubildung. Eine langanhaltende Präsenz leitet dagegen die Bildung des Faktors RANKL, einen die Osteoklastogenese stimulierenden Faktor, ein. Seit langem ist der positive Effekt von Chondroitinsulfat in chronischen Entzündungsprozessen, wie Rheumatoider Arthritis, bekannt. Zudem werden sie in aktuellen Studien als Beschichtungsbestandteile von Knochenimplantaten verwendet. Sie führten hier zu einer besseren Bioinduktivität und Biokonduktivität. Bisher ist dennoch der molekulare Wirkmechanismus nicht genau beschrieben. Die Schwierigkeit besteht darin, dass die molekularen Signalkaskaden für die einzelnen Kulturmoldelle Unterschiede aufweisen und kein ubiquitärer Mechanismus dargestellt wird. In hMSC führte die Stimulation mit IL-1 unter vorheriger Zugabe von Chondroitinsulfat zu einer Reduktion der PGE2 Freisetzung. Der Effekt des hochsulfatierten sCS3 war gegenüber dem nativen C4S verstärkt. Die reduzierende Wirkung von C4S setzte verzögert ein. Es ist bereits bekannt, dass die negative Ladung der CS zu einer Bindung von Zytokinen führt. Dadurch wird eventuell die Konzentration der Zytokine, wie IL-1 im Bereich der Zellrezeptoren erniedrigt und führt zu einer verringerten Stimulation der Zelle. Denkbar ist auch die Beeinflussung der intrazellulären Signaltransduktionskaskade durch die Bindung der CS an einen speziellen, bisher unbekannten, Membranrezeptor. Die entscheidenden Enzyme der PGE2 Synthese sind die Cyclooxygenase-2 (Cox-2) und die mikrosomale Prostaglandin E Synthase 1 (mPGES1). Die mRNA beider Enzyme war unabhängig vom Sulfatierungsgrad der CS reduziert. Dieser Effekt konnte auf Protein-ebene nicht belegt werden. Die produzierte Proteinmenge an mPGES1 wird durch IL-1 induziert, bleibt aber auch durch Zugabe von CS unverändert. Somit kann von einer erhöhten Translationseffizient und mRNA Stabilität der mPGES1 RNA ausgegangen werden. MAPK Kinasen sind entscheidende Schnittstellen bei der Regulation der mRNA Stabilität als auch der Aktivität von Transkriptionsfaktoren. In dieser Studie konnte die MAPK p38 als entscheidendes Enzym bei der Wirkung von CS auf die PGE2 Synthese ermittelt werden. Dabei führten sowohl das natürliche C4S als auch das hochsulfatierte sCS3 zu einer verringerten Aktivierung. Der Transkriptionsfaktor NfkB ist einer von mehreren, die an den Promotorbereichen der beiden induzierbaren PGE2 Enzyme, Cox-2 und mPGES1, binden. Es ist anzunehmen, dass die hier aufgezeigte verringerte Aktivität von NfkB als auch die verhinderte Translokation in den Zellkern eine reduzierte Transkription der jeweiligen mRNA bedingten. Abhängig vom untersuchten Modell und den verwendeten Kulturbedingungen können diese Prozesse moduliert sein. Die Erkenntnisse dieser experimentellen Arbeit liefern einen weiteren wichtigen Baustein zum Verständnis der molekularbiologischen Abläufe während entzündlicher Prozesse. Die Verwendung von Chondroitinsulfat, insbesondere hochsulfatiertes CS, in Kombination mit hMSC kann gezielt zu einer Verringerung der Entzündungsreaktion während der Implantateinheilung führen. Die durch PGE2 hervorgerufenen Symptome, wie erhöhte Gefäßpermeabilität, Schwellung und verstärktes Schmerzempfinden begründen diese positiven Effekte.

京都大学 / 0048 / 新制・論文博士 / 博士(医学) / 乙第13138号 / 論医博第2138号 / 新制||医||1025(附属図書館) / (主査)教授 伊達 洋至, 教授 坂井 義治, 教授 武藤 学 / 学位規則第4条第2項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

Erythema is a hallmark skin response to excessive ultraviolet radiation (UVR) and is associated with cutaneous inflammation. Both are mediated by inflammatory mediators including nitric oxide (NO), prostaglandin E2 (PGE2) and chemoattractants such as 12-hydroxyeicosatetraenoic acid (12-HETE) leading to vasodilation and increased leukocyte infiltration. The erythematous response is more pronounced in individuals with low basal melanin levels or who fail to respond to UVR with a robust up-regulation of melanogenesis. While melanin production is a key function of melanocytes, these cells can also produce NO and PGE2, and are located in close proximity to the dermal vasculature. It has been hypothesized that melanocytes with poor melanogenic capacity may participate in the inflammatory response to UVR. The aim of this project was to investigate the inflammatory response in the skin of individuals with either skin phototype (SPT) 1 or 4 to UVR. Sixteen normal healthy individuals were selected for study (8 SPT-1 & 8 SPT-4). Buttock skin was investigated by immunohistochemistry for leukocyte subtypes, eicosanoid producing enzymes and NO synthases under basal and UVR-stimulated conditions. In addition primary cultures of epidermal melanocytes (EM) were established from 16 individuals (8 SPT-1 & 8 SPT-4) and assessed for the presence of eicosanoid-producing enzymes, melanogenic enzymes and NO synthases, by immunocytochemistry, Polymerase Chain Reaction and Western Blotting and for the production of the main pro-inflammatory eicosanoid PGE2 by ELISA and Mass Spectrometry. Moreover, the fatty acid composition of cultured melanocytes was assessed by Gas Chromatography. Results showed that individuals with SPT-1 had significantly greater neutrophil infiltration into the epidermis than those with SPT-4 at 24 hrs post-UVR. Moreover, CD3+ lymphocyte infiltration into the dermis was significantly greater in individuals with SPT-4 than those with SPT-1 at 24 and 72 hrs post-UVR. NOS-1, NOS-3, 12-LOX and COX-2 expression were significantly increased in SPT-1 skin, while NOS-2 and 15-LOX were significantly increased in SPT-4 skin. As 12-LOX and COX-2 products are chemoattractive (for neutrophils) and pro-inflammatory respectively these data could explain the greater observed neutrophil infiltration in SPT-1. The 15-LOX product (15-HETE) is anti-inflammatory and may suggest that 15-LOX up-regulation in SPT-4 skin may aid resolution of the sunburn response, which in part may be mediated by CD3+ lymphocytes and a class-switch in eicosanoid production from COX to LOX products. Melanocyte primary cultures surprisingly showed that SPT was not correlated with melanin content or melanogenic enzyme expression/activity suggesting that all melanocytes in vitro contained the necessary cellular machinery to produce melanin. This finding may reflect also their equal treatment under these enriched culture conditions, which may or may not be available to these cells in situ. Moreover, all melanocytes expressed the necessary machinery (PLA2, COX-1, cPGES) to produce PGE2. However, only some cultures did so at baseline and in response to UVR, and this was not correlated with SPT. A positive correlation was found however between expression level of dopachrome tautomerase (DCT) and protection against PGE2 production in response to UVR, which may suggest a novel role for DCT unrelated to melanogenesis. In summary this research project has generated data that highlights differences between the skin of individuals with SPT-1 and those with SPT-4, and may provide evidence that the keratinocyte partner contributes significantly to the SPT-associated response. This research may also suggest DCT as a novel therapeutic target to protect EM from participation in the UVR-associated inflammatory response in skin. / Wellcome Trust

<p>  </p> <p>A historically important reaction, the Ueno-Stork reaction promotes, through the use of toxic organotin species, the cyclization of a haloacetal onto an alkene generating bicyclic acetals. This reaction has been used over the years in several total syntheses of biologically relevant natural products, especially the prostaglandin class of natural products. Herein, will be described the development of a novel nickel-catalyzed Ueno-Stork cyclization reaction, which no toxic organotin and radical promoters are used, and instead a greener, operationally friendly, and non-toxic earth abundant nickel catalyst is applied. Optimization studies, substrate scope, scalability, relative stereochemistry of the bicyclic acetals, as well as derivatization of the products were studied. Furthermore, the newly developed reaction was applied on the total synthesis of tricyclic-PGDM Methyl ester, a prostaglandin D2 metabolite of important clinical relevance that currently suffers from material supply issues.</p> <p>Cyclopropanol ring opening reactions have different reactivity modes. Either a metal homoenolate species or a b-keto radical species can be formed after ring opening depending on the reaction conditions applied. More specifically, hydroxycyclopropanols have been studied to access several important motifs present in an array of natural products and medicinally important molecules. The Dai group has used this strategy to access several motifs through intramolecular trapping of the homoenolate species with and without the presence of carbon monoxide to generate oxaspirolactones, THF/THP-fused bicyclic lactones, and disubstituted THF/THP heterocycles. Herein, it will be discussed the application of similar concepts to access new classes of heterocycles 4-ketovalerolactones and 3-furanones. The optimization of two reaction conditions to selectively synthesize each product starting from the same starting material was studied. Furthermore, the substrate scope, scale-up, and derivatization studies of each motif will be disclosed. </p>

No description available.

No / Human saphenous vein endothelial cells (HSVECs) derived from primary cultures of adult human veins constitute an excellent in vitro model for studying human endothelial metabolism. In this study we report the14C-labelled prostanoid profile of HSVECs under resting and stimulated conditions and the effect of the n-3 polyunsaturated fatty acids eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid on them. Results indicate that HSVECs while under resting conditions produce mainly prostaglandin F2 ¿(PGF2 ¿). After stimulation with calcium ionophore A23187, the cells were found to synthesise PGI2, PGE2and PGF2¿as major products and thromboxane B2and PGD2as minor products. Production of14C-labelled hydroxyeicosatetraenoic acids was not detected. Eicosapentaenoic acid was found to inhibit basal and stimulated prostanoid production whereas docosahexaenoic acid inhibited basal but strongly increased stimulated prostanoid production. These results may offer the basis for further studies aiming to investigate targets for pharmacological intervention in inflammatory conditions.

L’arthrose (OA) est une maladie dégénérative et multifactorielle caractérisée par une destruction de cartilage, une formation d’ostéophytes et une inflammation au niveau de la membrane synoviale. Le 4-hydroxynonénal (HNE), un produit final de la peroxydation lipidique, a été identifié récemment comme un facteur catabolique et un médiateur inflammatoire dans le cartilage arthrosique humain. Notre projet vise à étudier l’effet du HNE sur la régulation de la prostaglandine E2 synthase-1 microsomale (mPGES-1) et de la protéine activante 5-lipoxygénase (FLAP)/5-lipoxygénase (5-LOX) dans les chondrocytes arthrosiques humains. Lorsque les cellules sont traitées une seule fois avec 10 µM HNE, les résultats de Western blot et de PCR en temps réel montrent que l’expression de la cyclooxygénase-2 (COX-2) et de la mPGES-1 augmente de manière significative et atteint respectivement le maximum après 8 et 16 heures d’incubation puis diminue graduellement. Cependant, lorsque les cellules sont traitées plusieurs fois avec 10 µM HNE à 2 heures d’intervalle, l’expression de la COX-2 et de la mPGES-1 augmente en fonction du temps sans subir une baisse après 24 heures d’incubation. Le HNE induit l’activité du promoteur de la mPGES-1 via l’activation du facteur de transcription Egr-1. L’investigation de la 2ème voie du métabolisme de l’acide arachidonique, à savoir 5-LOX/FLAP, montre que le HNE induit l’expression de FLAP après 24 heures de stimulation et celle de 5-LOX seulement après 48 heures. Ceci semble survenir à l’étape de transcription au cours de laquelle HNE induit l’expression de l’ARNm et l’activité du promoteur du gène 5-LOX. Nous avons démontré aussi que le niveau de leukotriène B4 (LTB4) augmente et suit le même profil que celui de la 5-LOX. L’étude des mécanismes moléculaires susceptibles d’être impliqués dans la régulation de la 5-LOX/FLAP par le HNE montre que ce dernier stimule leur expression via l’action de prostaglandine E2 (PGE2) et du facteur de croissance transformant-beta 1 (TGF-β1). En conclusion, notre étude démontre que le HNE induit à court-terme d’incubation la voie de COX-2/mPGES-1 puis par la suite stimule celle de FLAP/5-LOX à long-terme d’incubation dans les chondrocytes arthrosiques humains. Ces résultats suggèrent que la mPGES-1 et 5-LOX/FLAP sont des potentielles cibles thérapeutiques intéressantes pour contrôler la production de PGE2 et LTB4 dans OA. / 4-hydroxynonenal (HNE), a lipid peroxidation end-product, is produced abundantly in osteoarthritic (OA) articular tissues. Recently, we reported that HNE-induced cyclooxygenase-2 (COX-2) decreased gradually in human OA chondrocytes after 8 h of incubation. This study aimed to investigate whether COX-2 down-regulation is attributed to HNE depletion and is responsible for the switch from COX-2 to 5-lipoxygenase-activating protein (FLAP)/5-lipoxygenase (5-LOX). Treatment of chondrocytes with 10 µM HNE induced prostaglandin E2 (PGE2) release as well as COX-2 and microsomal prostaglandin E2 synthase-1 (mPGES-1) expression at the protein and mRNA levels, with a plateau reached at 8-16 h of incubation, followed by a subsequent decline. However, 8 repeated treatments with 10 µM HNE prevented the reduction of COX-2 and mPGES-1 expression. We demonstrated that HNE induced mPGES-1 promoter activity mainly through transcription factor Egr-1 activation. On the other hand, when COX-2 expression decreased, leukotriene B4 (LTB4) level rose after a long period of stimulation (48 and 72 h). At the mRNA level, HNE induced FLAP and 5-LOX expression after 24 and 48 h of stimulation, respectively. The addition of a nonspecific COX-2 inhibitor (naproxen) to cultured chondrocytes revealed that FLAP and 5-LOX regulation by HNE required PGE2 production. Furthermore, our data showed that 10 µM HNE significantly induced transforming growth factor-beta 1 (TGF-β1) production. The addition of anti-TGF-β antibody to culture medium reduced HNE-induced 5-LOX/FLAP expression by 40%, indicating the involvement of a TGF-β1-dependent mechanism. Our data demonstrate that the shunt to the FLAP/5-LOX pathway in HNE-induced human OA chondrocytes is attributed to COX-2 inhibition, probably due to HNE depletion. PGE2 and TGF-β1 are suggested to be involved in this regulation. Further experiments are in progress to determine other molecular mechanisms underlying this switch in OA chondrocytes.

L’arthrose (OA) est une maladie dégénérative et multifactorielle caractérisée par une destruction de cartilage, une formation d’ostéophytes et une inflammation au niveau de la membrane synoviale. Le 4-hydroxynonénal (HNE), un produit final de la peroxydation lipidique, a été identifié récemment comme un facteur catabolique et un médiateur inflammatoire dans le cartilage arthrosique humain. Notre projet vise à étudier l’effet du HNE sur la régulation de la prostaglandine E2 synthase-1 microsomale (mPGES-1) et de la protéine activante 5-lipoxygénase (FLAP)/5-lipoxygénase (5-LOX) dans les chondrocytes arthrosiques humains. Lorsque les cellules sont traitées une seule fois avec 10 µM HNE, les résultats de Western blot et de PCR en temps réel montrent que l’expression de la cyclooxygénase-2 (COX-2) et de la mPGES-1 augmente de manière significative et atteint respectivement le maximum après 8 et 16 heures d’incubation puis diminue graduellement. Cependant, lorsque les cellules sont traitées plusieurs fois avec 10 µM HNE à 2 heures d’intervalle, l’expression de la COX-2 et de la mPGES-1 augmente en fonction du temps sans subir une baisse après 24 heures d’incubation. Le HNE induit l’activité du promoteur de la mPGES-1 via l’activation du facteur de transcription Egr-1. L’investigation de la 2ème voie du métabolisme de l’acide arachidonique, à savoir 5-LOX/FLAP, montre que le HNE induit l’expression de FLAP après 24 heures de stimulation et celle de 5-LOX seulement après 48 heures. Ceci semble survenir à l’étape de transcription au cours de laquelle HNE induit l’expression de l’ARNm et l’activité du promoteur du gène 5-LOX. Nous avons démontré aussi que le niveau de leukotriène B4 (LTB4) augmente et suit le même profil que celui de la 5-LOX. L’étude des mécanismes moléculaires susceptibles d’être impliqués dans la régulation de la 5-LOX/FLAP par le HNE montre que ce dernier stimule leur expression via l’action de prostaglandine E2 (PGE2) et du facteur de croissance transformant-beta 1 (TGF-β1). En conclusion, notre étude démontre que le HNE induit à court-terme d’incubation la voie de COX-2/mPGES-1 puis par la suite stimule celle de FLAP/5-LOX à long-terme d’incubation dans les chondrocytes arthrosiques humains. Ces résultats suggèrent que la mPGES-1 et 5-LOX/FLAP sont des potentielles cibles thérapeutiques intéressantes pour contrôler la production de PGE2 et LTB4 dans OA. / 4-hydroxynonenal (HNE), a lipid peroxidation end-product, is produced abundantly in osteoarthritic (OA) articular tissues. Recently, we reported that HNE-induced cyclooxygenase-2 (COX-2) decreased gradually in human OA chondrocytes after 8 h of incubation. This study aimed to investigate whether COX-2 down-regulation is attributed to HNE depletion and is responsible for the switch from COX-2 to 5-lipoxygenase-activating protein (FLAP)/5-lipoxygenase (5-LOX). Treatment of chondrocytes with 10 µM HNE induced prostaglandin E2 (PGE2) release as well as COX-2 and microsomal prostaglandin E2 synthase-1 (mPGES-1) expression at the protein and mRNA levels, with a plateau reached at 8-16 h of incubation, followed by a subsequent decline. However, 8 repeated treatments with 10 µM HNE prevented the reduction of COX-2 and mPGES-1 expression. We demonstrated that HNE induced mPGES-1 promoter activity mainly through transcription factor Egr-1 activation. On the other hand, when COX-2 expression decreased, leukotriene B4 (LTB4) level rose after a long period of stimulation (48 and 72 h). At the mRNA level, HNE induced FLAP and 5-LOX expression after 24 and 48 h of stimulation, respectively. The addition of a nonspecific COX-2 inhibitor (naproxen) to cultured chondrocytes revealed that FLAP and 5-LOX regulation by HNE required PGE2 production. Furthermore, our data showed that 10 µM HNE significantly induced transforming growth factor-beta 1 (TGF-β1) production. The addition of anti-TGF-β antibody to culture medium reduced HNE-induced 5-LOX/FLAP expression by 40%, indicating the involvement of a TGF-β1-dependent mechanism. Our data demonstrate that the shunt to the FLAP/5-LOX pathway in HNE-induced human OA chondrocytes is attributed to COX-2 inhibition, probably due to HNE depletion. PGE2 and TGF-β1 are suggested to be involved in this regulation. Further experiments are in progress to determine other molecular mechanisms underlying this switch in OA chondrocytes.

Human skin has distinct lipid metabolism and production of bioactive lipid mediators that can be modulated by nutritional supplementation with omega-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFA), of which eicosapentaenoic (EPA) and docosahexaenoic (DHA) acids exert anti-inflammatory effects. The aims of this project were to gain better understanding of their individual mechanisms in human epidermis and dermis. HaCaT keratinocytes, 46BR.1N fibroblasts, primary human epidermal keratinocytes and dermal fibroblasts were treated with EPA or DHA for 72h and then sham-irradiated or exposed to 15 mJ/cm2 ultraviolet radiation (UVR). Viability was measured by the MTT assay. The expression of cyclooxygenase-2 (COX-2), microsomal prostaglandin synthase-1 (mPGES-1) and 15-hydroxyprostaglandin dehydrogenase (15-PGDH) proteins was explored by western blotting. Human skin explants (n=4 donors) were cultured for 3 or 6 days and supplemented with EPA, DHA or vehicle. Culture media were collected to evaluate tissue damage and PUFA cytotoxicity (lactate dehydrogenase assay). Epidermal and dermal lipid profiles were assessed by gas chromatography and liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry. Primary keratinocytes were treated with fatty acids and various lipid mediators for 48h. Their effect was determined by the scratch assay and transepithelial electrical resistance. UVR upregulated COX-2 in HaCaT and primary epidermal keratinocytes, but did not affect mPGES-1 and 15-PGDH protein expression. UVR upregulated COX-2 and mPGES-1 in 46BR.1N fibroblasts but had no effect on 15-PGDH expression. The same UVR dose did not alter the expression of COX-2, mPGES-1 and 15-PGDH in primary dermal fibroblasts. Only EPA attenuated COX-2 expression in HaCaT and primary keratinocytes and either EPA or DHA had any effect in 46BR.1N and primary fibroblasts. Skin explants showed initial post-biopsy tissue damage. EPA and DHA supplementation augmented cellular levels of the corresponding fatty acids in both epidermis and dermis to a different extent. Increased uptake of DHA in the dermis was accompanied by reduced arachidonic acid levels. EPA treatment stimulated the production of PGE3 and various HEPE in epidermis, while DHA treatment caused high levels of HDHA species in dermis. N-3 PUFA and their derivatives delayed wound healing, cell migration and epidermal barrier permeability, while n-6 PUFA lipids showed the opposite effect. Overall, these findings suggest that EPA and DHA differently affect skin cells and skin, with EPA preference in epidermis and DHA in the dermis. These results highlight the importance of differential skin responses that could be important in skin health and disease.