O câncer de pele é um dos mais frequentes entre humanos, sendo o melanoma o tipo menos comum, mas com grande importância devido à agressividade que ele apresenta. Um dos principais agentes etiológicos deste tipo de tumor é a radiação ultravioleta proveniente da luz solar. A fração de radiação ultravioleta B (UVB) gera dano no DNA e induz alterações nas células da pele após a exposição prolongada e sem proteção. A resposta à luz UVB em melanócitos e melanomas é diferente, mostrando a importância do perfil celular. O efeito genotóxico da luz UVB pode alterar a expressão de moléculas como galectina-3 e MAPKs, desencadeando respostas UVB-dependentes. Galectina-3 é uma lectina que reconhece beta-galactosídeos e está envolvida na regulação de diversos processos celulares que modificam a viabilidade celular e a proliferação. Esta molécula é ubiquamente expressa apresentando um comportamento específico dependendo da sua localização subcelular. No presente trabalho mostramos que a distribuição de galectina-3 em melanoma e melanócitos é ampla, encontrando-se tanto no núcleo como no citoplasma, podendo ser modificada após irradiação UVB ou ainda secretada para o meio extracelular. Além disso, observamos que a luz UVB ativa a via de MAPKs, proteínas quinases ativadas por mitógenos envolvidas no crescimento, sobrevivência, diferenciação e resposta a estresse, em melanócitos e em melanomas poucos minutos após a exposição à UVB. Uma maior atividade de p38 e de ERK é evidenciada em melanomas, enquanto que em melanócitos a via de p38 é a mais ativa, corroborando a noção de que a resposta celular à luz UVB difere entre melanócitos e melanoma. As moléculas p38 e JNK são proteínas quinases ativada pelo estresse (SAPK). A via de JNK não é tão responsiva em alguns melanomas, mas ativação desta molécula parece estar envolvida com a sobrevivência celular e a translocação mitocondrial após UVB. Em adição, a inibição de JNK leva ao aumento de morte celular em linhagens melanocíticas irradiadas e não irradiadas, e em melanoma induz morte e aumenta autofagia após irradiação. Esta molécula parece interagir com galectina-3 em modelos murinos, mas não em melanomas humanos, enquanto que ERK interage fisicamente com galectina-3 em melanócitos e melanomas humanos, independente de UVB. Através do silenciamento de galectina-3 pela técnica de RNA de interferência, mostramos o aumento da ativação da via de ERK após irradiação e de proteínas downstream de ERK, promovendo a proliferação celular em melanomas nessas condições. Em melanócitos parece existir uma regulação negativa da via de ERK por galectina-3 acompanhada de uma diminuição da viabilidade celular após o silenciamento dessa lectina, independente de UVB. Estes resultados mostram que galectina-3 é uma importante reguladora de eventos associados com sobrevivência e morte celular em melanoma. Por outro lado, em melanomas a ausência de galectina-3 induz aumento da proliferação associada à ativação de ERK, evidenciando a importância do tipo celular na ação de galectina-3 / Skin cancer is the most common cancer among humans, melanoma being the least common type but very important due to its aggressive behavior. A major etiologic agent of this type of tumor is ultraviolet radiation from the sunlight. The ultraviolet B rays (UVB) cause DNA damage and induce alterations over the skin cells after prolonged exposition without protection. The UVB response in melanocytes and melanoma cells is different. This shows the importance of the cellular profile. The genotoxic effect of UVB light can alter the expression of molecules such as galectine-3 and MAPKs and also triggers multiple responses UVB-dependent. Galectin-3 is a lectin that recognizes beta-galactosides. It is involved in the regulation of many cellular processes that modify cellular viability and proliferation and presents specific behavior depending on its subcellular localization. In the present study we showed that galectine-3 distribution in melanoma cells and melanocytes is large, lying both in the nucleus and in the cytoplasm. After UVB irradiation this distribution could be modified or even galactine-3 secreted itself into the extracellular space. Moreover, we observed that UVB light activates the mitogen-activated protein kinase pathway (MAPK) involved in growth, survival, differentiation and stress-response in melanocytes and in melanoma cells just a few minutes after exposure. An increased activity of p38 and ERK was observed in melanomas, while in melanocytes just p38 pathway was highly active, supporting the notion that the cellular response to UVB light differs between melanocytes and melanoma cells. The molecules p38 and JNK are stress-activated protein kinases (SAPK). The JNK pathway is not responsive in some melanoma cells, but the activation of this molecule appears to be involved in cell survival and mitochondrial translocation after being exposed to UVB. Inhibition of JNK leads to increased cell death in irradiated and non-irradiated melanocytic lineage, but in melanoma cells induces cell death and increased autophagy only after irradiation. This molecule seems to interact with galectin-3 in mouse models but not in human melanomas, whereas ERK physically interacts with galectin-3 in human melanocytes and melanoma cells, regardless of UVB exposure. Through the knockdown of galectin-3 by siRNA, we showed increased activation of the ERK and its downstream pathway after irradiation, thus inducing cell proliferation. In melanocytes seems to be a negative regulation of the ERK pathway by galectin-3 accompanied by a decrease in cell viability after its knockdown regardless of UVB exposure. These results show that galectin-3 is an important regulatory molecule of events associated with cell death and survival in melanoma, which has different behavior depending on the cell type

El càncer de pàncrees és altament agressiu i representa la cinquena causa de mort al mon occidental. Anteriorment, en el nostre laboratori, vam identificar que el receptor tissular del plasminogen (tPA) hi està sobre-expressat i juga un paper important el la progressió tumoral. En la present tesi hem profunditzat en l'estudi del mecanisme molecular de tPA i seus receptors en aquest càncer. En primer lloc hem caracteritzat en detall la interacció de tPA amb Annexina A2 (principal receptor de tPA en endoteli i altament expressada en pàncrees) demostrant que les dades publicades sobre la seqüència responsable de la interacció no eren correctes. A més a més hem caracteritzat les proteïnes de lisats cel·lulars pancreàtics que interaccionen amb tPA mitjançant un assaig pull down i posterior anàlisi proteòmic. de tot identificant un conjunt de possibles lligands de tPA. D'entre aquests hem seleccionat galectina 1, una lectina que mai s'ha descrit que interaccioni amb tPA, per realitzar la caracterització bioquímica i funcional del seu paper com a nou lligand de tPA en càncer de pàncrees. / Pancreatic cancer is a highly aggressive disease and represents the fifth cause of death in occidental world. Our laboratory has previously reported tissue type plasminogen activator (tPA) over expression in this cancer and its role in tumoral progression. During the present thesis we have studied tPA and its molecular mechanism through its receptors in this tumor.We have first characterized tPA interaction with annexin A2 (its main receptor in endothelium and highly expressed in pancreas). Our results showed that published data about the sequence responsible of this interaction was not correct. We have also identified a set of new putative tPA receptors in pancreatic cell lisates using a pull down assay and proteomic analysis. One of the proteins identified was galectin 1, a lectin with not know relation with tPA. We performed a biochemical and functional characterization of the interaction between these two proteins in pancreatic cancer.

O câncer de pele é um dos mais frequentes entre humanos, sendo o melanoma o tipo menos comum, mas com grande importância devido à agressividade que ele apresenta. Um dos principais agentes etiológicos deste tipo de tumor é a radiação ultravioleta proveniente da luz solar. A fração de radiação ultravioleta B (UVB) gera dano no DNA e induz alterações nas células da pele após a exposição prolongada e sem proteção. A resposta à luz UVB em melanócitos e melanomas é diferente, mostrando a importância do perfil celular. O efeito genotóxico da luz UVB pode alterar a expressão de moléculas como galectina-3 e MAPKs, desencadeando respostas UVB-dependentes. Galectina-3 é uma lectina que reconhece beta-galactosídeos e está envolvida na regulação de diversos processos celulares que modificam a viabilidade celular e a proliferação. Esta molécula é ubiquamente expressa apresentando um comportamento específico dependendo da sua localização subcelular. No presente trabalho mostramos que a distribuição de galectina-3 em melanoma e melanócitos é ampla, encontrando-se tanto no núcleo como no citoplasma, podendo ser modificada após irradiação UVB ou ainda secretada para o meio extracelular. Além disso, observamos que a luz UVB ativa a via de MAPKs, proteínas quinases ativadas por mitógenos envolvidas no crescimento, sobrevivência, diferenciação e resposta a estresse, em melanócitos e em melanomas poucos minutos após a exposição à UVB. Uma maior atividade de p38 e de ERK é evidenciada em melanomas, enquanto que em melanócitos a via de p38 é a mais ativa, corroborando a noção de que a resposta celular à luz UVB difere entre melanócitos e melanoma. As moléculas p38 e JNK são proteínas quinases ativada pelo estresse (SAPK). A via de JNK não é tão responsiva em alguns melanomas, mas ativação desta molécula parece estar envolvida com a sobrevivência celular e a translocação mitocondrial após UVB. Em adição, a inibição de JNK leva ao aumento de morte celular em linhagens melanocíticas irradiadas e não irradiadas, e em melanoma induz morte e aumenta autofagia após irradiação. Esta molécula parece interagir com galectina-3 em modelos murinos, mas não em melanomas humanos, enquanto que ERK interage fisicamente com galectina-3 em melanócitos e melanomas humanos, independente de UVB. Através do silenciamento de galectina-3 pela técnica de RNA de interferência, mostramos o aumento da ativação da via de ERK após irradiação e de proteínas downstream de ERK, promovendo a proliferação celular em melanomas nessas condições. Em melanócitos parece existir uma regulação negativa da via de ERK por galectina-3 acompanhada de uma diminuição da viabilidade celular após o silenciamento dessa lectina, independente de UVB. Estes resultados mostram que galectina-3 é uma importante reguladora de eventos associados com sobrevivência e morte celular em melanoma. Por outro lado, em melanomas a ausência de galectina-3 induz aumento da proliferação associada à ativação de ERK, evidenciando a importância do tipo celular na ação de galectina-3 / Skin cancer is the most common cancer among humans, melanoma being the least common type but very important due to its aggressive behavior. A major etiologic agent of this type of tumor is ultraviolet radiation from the sunlight. The ultraviolet B rays (UVB) cause DNA damage and induce alterations over the skin cells after prolonged exposition without protection. The UVB response in melanocytes and melanoma cells is different. This shows the importance of the cellular profile. The genotoxic effect of UVB light can alter the expression of molecules such as galectine-3 and MAPKs and also triggers multiple responses UVB-dependent. Galectin-3 is a lectin that recognizes beta-galactosides. It is involved in the regulation of many cellular processes that modify cellular viability and proliferation and presents specific behavior depending on its subcellular localization. In the present study we showed that galectine-3 distribution in melanoma cells and melanocytes is large, lying both in the nucleus and in the cytoplasm. After UVB irradiation this distribution could be modified or even galactine-3 secreted itself into the extracellular space. Moreover, we observed that UVB light activates the mitogen-activated protein kinase pathway (MAPK) involved in growth, survival, differentiation and stress-response in melanocytes and in melanoma cells just a few minutes after exposure. An increased activity of p38 and ERK was observed in melanomas, while in melanocytes just p38 pathway was highly active, supporting the notion that the cellular response to UVB light differs between melanocytes and melanoma cells. The molecules p38 and JNK are stress-activated protein kinases (SAPK). The JNK pathway is not responsive in some melanoma cells, but the activation of this molecule appears to be involved in cell survival and mitochondrial translocation after being exposed to UVB. Inhibition of JNK leads to increased cell death in irradiated and non-irradiated melanocytic lineage, but in melanoma cells induces cell death and increased autophagy only after irradiation. This molecule seems to interact with galectin-3 in mouse models but not in human melanomas, whereas ERK physically interacts with galectin-3 in human melanocytes and melanoma cells, regardless of UVB exposure. Through the knockdown of galectin-3 by siRNA, we showed increased activation of the ERK and its downstream pathway after irradiation, thus inducing cell proliferation. In melanocytes seems to be a negative regulation of the ERK pathway by galectin-3 accompanied by a decrease in cell viability after its knockdown regardless of UVB exposure. These results show that galectin-3 is an important regulatory molecule of events associated with cell death and survival in melanoma, which has different behavior depending on the cell type

阿茲海默症是一種隨著年齡老化有關的神經退化性疾病，其特徵主要為記憶喪失及認知功能失調。阿茲海默症有兩個主要的病理指標，包含了因為濤蛋白造成的神經纖維糾結以及乙型類澱粉蛋白堆積而成的老化斑塊。乙型類澱粉蛋白是由類澱粉前驅蛋白經β-分泌酶及γ-分泌酶連續裁切生成大小約4-kDa的胜肽。乙型類澱粉蛋白會相互堆積形成寡聚體，並且高分子量寡聚體進一步再堆積成不可溶性的乙型類澱粉蛋白纖維及老化斑塊。半乳糖凝集素-3是半乳糖凝集素家族的一員，目前已知半乳糖凝集素-3調節各種細胞的功能，例如發炎、腫瘤生長以及細胞間的黏附，而在癌症中則有促使癌細胞積聚的能力，然而在大腦中的作用仍尚不清楚。在本研究中，我們使用APP/PS1基因轉殖小鼠作為阿茲海默症的動物模型，並且在其大腦中研究半乳糖凝集素-3對於乙型類澱粉蛋白堆積的作用與機制。結果顯示在野生型小鼠的海馬迴中過度表現半乳糖凝集素-3會促進乙型類澱粉蛋白的堆積，而將乙型類澱粉蛋白注射在半乳糖凝集素-3基因剔除小鼠的海馬迴，則會觀察到乙型類澱粉蛋白寡聚合作用的減少。乙型類澱粉蛋白的注射也會增加海馬迴中半乳糖凝集素-3的表現。在APP/PS1小鼠的海馬迴可以觀察到半乳糖凝集素-3的表現量會隨著年齡增長而增加，而具有抑制發炎及免疫反應的PIAS1在APP/PS1小鼠海馬迴中的表現量則會隨著年齡增長而減少。在探討半乳糖凝集素-3調節乙型類澱粉蛋白寡具體作用的過程中，我們發現半乳糖凝集素-3基因剔除小鼠的海馬迴中能夠代謝乙型類澱粉蛋白的腦啡肽酶表現量是野生型小鼠的兩倍多。研究結果顯示半乳糖凝集素-3對於乙型類澱粉蛋白的堆積扮演了重要的角色以及可能在阿茲海默症的病理機制中具有重要的作用。 / Alzheimer’s disease (AD) is an age-related neurodegenerative disorder which is characterized by progressive loss of memory and other cognitive functions. The two pathological hallmarks of AD are extracellular amyloid plaque and flame-shaped neurofibrillary tangles of the tau protein. Aβ is a 4-kDa protein that is resulted from sequential cleavage of the amyloid precursor protein by beta-secretase and gamma-secretase. Once Aβ is produced, it will aggregate to form oligomers and high molecular weight (HMW) oligomers will further assemble to form large insoluble fibrils and plaque. Galectin-3 (Gal-3) is a member of the β-galactoside-binding galectin protein family. Gal-3 is known to regulate various cellular functions, such as inflammation, tumor progression and cell-cell adhesion. In cancer cell, Gal-3 enhances homotypic aggregation, but its role in the brain is much less known. In the present study, we examined the role and mechanism of Gal-3 in Aβ aggregation in the brain by adopting the APP/PS1 mice as an animal model of AD. Results revealed that overexpression of Gal-3 enhanced Aβ oligomerization, whereas Aβ injection into hippocampus of Gal-3 KO mice reduced Aβ oligomerization. Aβ injection also increased Gal-3 expression in the hippocampus. Gal-3 expression is also increased in APP/PS1 mice and this effect is more significant along with ageing. Meanwhile, the expression of protein inhibitor of activated STAT1 (PIAS1) that suppresses inflammation and immune response was decreased with ageing in APP/PS1 mice. We further found that the expression level of neprilysin, an enzyme that degrades Aβ, was increased for approximately two-folds in Gal-3 KO mice compared with WT mice. These results suggest that Gal-3 plays an important role in Aβ aggregation and possibly in the pathology of AD.