Les actions thérapeutiques des antidépresseurs, disponibles actuellement, requièrent plusieurs semaines de traitement. Ce délai est dû aux adaptations des sites pré et post-synaptiques qui, respectivement, augmentent la disponibilité synaptique des monoamines sérotonine et noradrénaline (5-HT et NA), et entraînent les changements neuroplastiques modifiant la fonction neuronales dans les régions limbiques. Il a été récemment observé, chez un modèle animal de dépression, que l’agoniste RS67333 des récepteurs sérotoninergiques de type 5-HT4 produisait des changements comportementaux, électrophysiologiques, cellulaires et biochimiques, tel qu’observé chez les antidépresseurs. Ces changements apparaissent seulement après 3 jours de traitement tandis que les antidépresseurs nécessitent souvent plusieurs semaines. De plus, l’activation des récepteurs 5-HT4 ne générait pas de tolérance, et cela pendant 21 jours de traitement. Seulement, les propriétés de signalisation et de régulation de ces récepteurs sont très loin d’êtres établies. Nous avons alors voulu mieux caractériser ces deux aspects de leur fonction, en se concentrant d’avantage sur les isoformes a et b, fortement exprimés dans le système limbique. Pour cela, nous avons voulu évaluer d’abord leur capacité de production d’AMPc dans un système hétérologue. Les essais d’accumulation d’AMPc démontrent que les deux isoformes sont capables de moduler positivement et négativement des niveaux d’AMPc en présence de 5-HT. Par contre, la stimulation au RS67333 induit seulement une augmentation du niveau d’AMPc dans les deux cas. Ensemble, ces observations indiquent que les deux isoformes sont capables de coupler à l’adénylate cyclase à travers les protéines Gαs et Gαi. La quantification des récepteurs internalisés a montré que l’isoforme b internalisait plus efficacement que l’isoforme a suite à l’incubation à la 5-HT (61 ± 3 % pour le b vs 40 ± 2 % pour le a). Les protéines kinases PKA et PKC n’étaient pas impliquées dans cette différence, toutefois, la PKC a été trouvée essentielle à l’internalisation des deux isoformes. L’internalisation de l’isoforme b par 5-HT n’a pas été affecté par la surexpression de forme inactive de GRK2 (GRK2- K220R) et a été partiellement inhibé par un mutant négative de la β-arrestine (βarr(319-418)), tandis que l’internalisation de l’isoforme a a été bloquée par les deux. Ces observations indiquent que les mécanismes d’internalisation des deux isoformes du récepteur 5-HT4 les plus abondants dans le système nerveux central sont distincts. Des comportements spécifiques à chaque isoforme ont aussi été constatés au niveau de la régulation fonctionnelle suite à l’exposition au RS67333, qui désensibilise seulement l’isoforme b. D’après nos observations, nous avons conclu que les isoformes a et b diffèrent dans leur propriétés de signalisation et de régulation. L’incapacité du RS67333 à désensibiliser l’isoforme a fournit un substrat moléculaire pour les effets antidépressifs prolongés de cet agoniste dans les études pré-cliniques. / The therapeutic actions of antidepressants, currently available, require several weeks of treatment. This delay is due to pre-and post-synaptic sites adjustments, which, respectively, increase the availability of synaptic monoamines 5-HT and NA, and induce neuroplastic changes amending neuronal function in the limbic regions. We have recently observed in animal model of depression that serotonergic 4 receptor agonist RS67333 produces behavioural, electrophysiological, cellular and biochemical changes, as seen in antidepressants. More importantly, these changes appear only after 3 days of treatment while antidepressants often require several weeks. Moreover, activation of 5-HT4 receptors does not generate tolerance and that for 21 days of treatment. However, the signalling and regulation properties of these receptors haven’t been established yet. Here, we wanted to better characterize these two aspects of their function, and in particular for isoforms a and b, strongly expressed in the limbic system. First, we assessed their ability to produce cAMP in a heterologous system. Functional assays revealed that both isoforms were capable of positive and negative modulation of cAMP levels by 5-HT. Stimulation by RS67333 induced cAMP stimulation. Together, these observations indicate that that both isoforms are able to couple adenylate cyclase through Gαs and Gαi proteins. Moreover, quantification of receptors sequestration showed that isoform b internalised more efficiently than the isoform a, following incubation with 5-HT (61 ± 3 % for b, 40 ± 2 % for a). PKA and PKC proteins, two seconds messenger kinases activated by these receptors, are not involved in producing this difference. However, PKC is essential to the internalization of both isoforms. Isoform b internalization was not affected by an inactive GRK2 mutant (GRK2-K220R) and was partially inhibited by dominant negative β-arrestin (βarr(319-418), while isoform a internalization was dependant on both. These observations indicate that internalization mechanisms of the two isoforms, most abundantly expressed in the central nervous system, are different. Functional desensitization studies showned that RS67333 selectively desensitizes the isoform b, but not isoforme a. Based on these observations, we conclude that isoform a and b differ in their signalling and regulatory properties. Isoform a incapacity to desensitization by RS67333 provides a molecular substrate for prolonged antidepressant affects of this agonist in pre-clinical studies.

Η νεοπλασία των όρχεων, αν και σχετικά αποτελεί μια σπάνια μορφή νεοπλασίας (1- 2% όλων των νεοπλασμάτων του άνδρα), είναι ο πιο συχνός όγκος στις ηλικίες 20-40 ετών, αποτελώντας την τρίτη κατά σειρά αιτία θανάτου στις ηλικίες αυτές. Περίπου το 95% των όγκων όρχεων προέρχεται από τα βλαστικά κύτταρα. Η αλληλεπίδραση των κυττάρων με άλλα κύτταρα ή με συστατικά του εξωκυττάριου χώρου, καθώς και η μετακίνηση στο ενδοθήλιο των αρτηριών και στο εξωφλεβικό ιστό, είναι εξαρτημένη από την ενεργότητα των μορίων προσκόλλησης όπως οι ιντεγκρίνες, οι σελεκτίνες και μέλη της υπεροικογένειας των ανοσοσφαιρινών, καντχερίνες και ο CD44. Ο CD44 είναι μια γλυκοπρωτεΐνη και αποτελεί τον κύριο υποδοχέα του ΗA. Η ισομορφή που δεν περιέχει ενδιάμεσα εξώνια ονομάζεται CD44s, ενώ όλες οι υπόλοιπες ισομορφές προκύπτουν με εναλλακτικό μάτισμα δέκα διαφορετικών εξωνίων, παράγοντας πληθώρα διαφορετικών μορίων του CD44. Πληθώρα μελετών υποστηρίζει ότι ο μεμβρανικός υποδοχέας CD44 και το ΗΑ υπερεκφράζονται σε πολλές κακοήθειες και η αλληλεπίδρασή τους διεγείρει σειρά λειτουργιών στα κύτταρα του όγκου που συντελούν στην πρόοδο της νόσου. Η κύρια ισομορφή CD44s εκφράζεται ευρέως στους ιστούς και υπερεκφράζεται σε διάφορους τύπους καρκίνου όπου και συνυπάρχει με το ΗΑ, ενώ κάποιες ισομορφές όπως η CD44v5, CD44v6, παίζουν σημαντικό ρόλο στην επιθετικότητα μερικών τύπων καρκίνου. Η έκφραση του CD44 έχει μελετηθεί μερικώς στους όγκους όρχεων και έχουν δημοσιευθεί αντικρουόμενα ευρήματα, ενώ δεν υπάρχουν διαθέσιμα στοιχεία για την έκφραση των ενζύμων που συνθέτουν το ΗΑ. Στόχος της μεταπτυχιακής εργασίας ήταν να διερευνηθεί η έκφραση των ισομορφών του CD44 και των συνθασών του ΗΑ σε τρεις κυτταρικές σειρές όγκων όρχεων (Σεμίνωμα, Εμβρυϊκό καρκίνωμα, Τερατοκαρκίνωμα). Η μελέτη του υποδοχέα CD44 πραγματοποιήθηκε με RT-PCR και ανοσοαποτύπωση. Σε επίπεδο mRNA βρέθηκε πως η κύρια ισομορφή του CD44 που εκφράζεται στο σεμίνωμα καθώς και σε μη- σεμινωματώδεις όγκους είναι η ισομορφή CD44s. Ακόμη στην κυτταρική σειρά σεμινώματος όρχεων εκφράζονται και άλλες ισομορφές, κυρίως όμως εκφράζονται οι ισομορφές CD44v7-v10, CD44v8-v10, CD44v9-v10 και CD44v10. Στις κυτταρικές σειρές μη σεμινωματωδών όγκων (εμβρυϊκό καρκίνωμα και τερατοκαρκίνωμα) εκτός της CD44s ισομορφής που είναι η κυρίαρχη ισομορφή εκφράζονται και κάποιες άλλες ισομορφές του CD44. Στο εμβρυϊκό καρκίνωμα εκφράζονται οι ισομορφές CD44v5,v8, CD44v9-v10 και CD44v10, ενώ στο τερατοκαρκίνωμα παρατηρείται η έκφραση κυρίως της CD44v5,v8, ενώ εκφράζονται και οι CD44v5,v9, CD44v5, CD44v8-v10, CD44v9-v10 και η CD44v10. Η μελέτη του CD44 σε επίπεδο πρωτεΐνης με το αντίσωμα Hermes-3 κατέδειξε πως η κύρια ισομορφή που εκφράζεται στην κυτταρική σειρά σεμινώματος είναι η CD44s με μοριακό βάρος~90kDa. Ακόμα φάνηκε πως υπάρχει έκφραση και κάποιων ισομορφών και θραυσμάτων του CD44 με μικρότερο μοριακό μέγεθος. Αντίθετα στις κυτταρικές σειρές εμβρυϊκού καρκίνωματος και τερατοκαρκινώματος παρατηρήθηκε η έκφραση μόνο της CD44s ισομορφής. Αντίθετα με την υψηλή έκφραση του CD44s στην κυτταρική σειρά σεμινώματος, παρατηρήθηκε μικρή έκφραση του CD44s στην κυτταρική σειρά εμβρυϊκού καρκινώματος και μια ελάχιστη έκφραση στην κυτταρική σειρά του τερατοκαρκινώματος. Η μελέτη του υποδοχέα CD44 σε επίπεδο ιστού έδειξε ότι η πρωτεΐνη του CD44 εκφράζεται στα κύτταρα του όγκου. Η σηματοδοτική δράση του ΗΑ στα καρκινικά κύτταρα μέσω του υποδοχέα CD44 έχει προταθεί ως βασικό βήμα για την ανάπτυξη και πρόοδο της νόσου. Οι συνθάσες του HA είναι τα ένζυμα που βιοσυνθέτουν το ΗΑ και διακρίνονται σε τρεις ισομορφές τις HAS- 1, HAS-2, HAS-3α, και HAS-3β. Στα πλαίσια της μεταπτυχιακής διατριβής βρέθηκε πως η κυτταρική σειρά σεμινώματος εκφράζει μόνο την ισομορφή HAS-3α, ενώ οι κυτταρικές σειρές εμβρυϊκού καρκινώματος και τερατοκαρκινώματος εμφανίζουν ισχυρή έκφραση της ισομορφής HAS-3α και μικρή έκφραση της HAS-2. / Testicular tumors are present in men aged 15-35 years with increasing incidence in the last 40 years. Approximately 95% of these tumors arise from germ cells. The interaction of cells with other cells or with components of the extracellular matrix (ECM), as well as their locomotion on blood vessel endothelium and extravascular tissue, are substantially dependent on the activity of adhesion molecules such as integrins, selectins, members of the immunoglobulin superfamily, addressins, cadherins, and CD44. CD44 is a glycoprotein and represents the major receptor for HA. The isoform with no variant exons is named CD44s, whereas the other isoforms arise from alternative splicing of the 10 variant exons of the CD44 mRNA, producing a huge variety of diverse CD44 molecules. A lot of studies supports that the membrane receptor CD44 and HA are overexpressed in several malignancies and their interaction trigger fuctions in tumour cells, which conduce to the disease progression. The major isoform is the CD44s which is expressed widely in tissues, whereas is overexpressed in several types of tumours ,coexisting with HA. The expression of CD44 has been partly studied in testicular tumours but controversial findings have been published, whereas no data about the enzymes which synthesize HA are available. The aim of this thesis was to examine the expression of CD44 isoforms and HA synthases in three cell lines (seminoma, embryonic carcinoma, teratocarcinoma). The study of CD44 was conducted by RT-PCR analysis and western blotting. It was found that in mRNA level, the major isoform that is expressed in seminoma and nonseminomas is the CD44s isoform. Moreover, in seminoma cell line, other isoforms are also expressed, namely CD44v7-v10, CD44v8-v10, CD44v9-v10 and CD44v10 isoforms. In nonseminomas cell lines CD44s is expressed as the major isoform , but also other isoforms are expressed. CD44v5,v8, CD44v9-v10 and CD44v10 isoforms are expressed in embryonic carcinoma , whereas in teratocarcinoma the expression mainly of the CD44v5,v8 isoform is observed, together with CD44v5,v9, CD44v5, CD44v8-v10, CD44v9-v10 and CD44v10 isoforms. The study of CD44 in protein level conducted by western blotting using the monoclonal antibody Hermes-3. It was shown that the major isoform expressed in seminoma cell line is CD44s with a molecular mass approximately 90kDa. Moreover it was shown that other CD44 isoforms and CD44 fragments with smaller molecular mass are expressed. On the other hand, in embryonic carcinoma and teratocarcinoma cell lines, the expression only of CD44s isoform was observed. The study of CD44 in tissue level revealed that CD44protein is expressed in tumour cells. The signaling effect of HA in tumor cells through CD44 has been stated to be a crucial step in the development and progression of the disease. The synthases of HA are the enzymes that produce HA and represent three distinct isoforms HAS-1, HAS-2, HAS-3a, and HAS-3b. The findings of this study revealed that seminoma cell line express only HAS-3a isoform, whereas embryonic carcinoma and teratocarcinoma cell lines showed high expression of HAS-3a isoform and low expression of HAS-2 isoform.

Abstract Collagen XVIII is an evolutionarily conserved, ubiquitously-expressed basement membrane (BM) proteoglycan produced in three isoforms, the individual roles of which are largely unknown. The physiological in vivo roles of these collagen XVIII isoforms are studied here using novel genetically modified mouse strains deficient in either the short or the medium/long isoforms of the molecule. In addition, the effects of keratin-14-driven overexpression of the thrombospondin-1 (Tsp-1) –like domain, which is common to all three collagen XVIII isoforms, are studied. The findings underline the importance of the short collagen XVIII isoform in the eye, as its absence was sufficient to cause the aberrant vascularisation of the retina previously reported in mice lacking all isoforms of collagen XVIII. In addition, an excess of the collagen XVIII Tsp-1 domain led to serious eye abnormalities, possibly by interfering with the functions of the full-length collagen XVIII produced in mice. Collagen XVIII was also shown to contribute to adipogenesis in an isoform-specific manner, in that a lack of the medium/long isoforms of collagen XVIII led to impaired adipocyte maturation and the subsequent reduction in the adipocyte number induced liver steatosis and hypertriglyceridaemia. Hence this work establishes a new extracellular matrix ECM-directed mechanism contributing to control over the multistep adipogenesis programme and points to the functional consequences of its impairment for ectopic fat deposition. The enzymatic remodelling of ECM components results in molecules with novel biological activities. Arresten is a collagen IV(α1)-derived fragment with anti-angiogenic properties which was originally described as not having any direct anti-tumour effects on cancer cells themselves. The present data revealed novel inhibitory roles for arresten in oral squamous carcinoma cell proliferation, survival, motility and invasion. Since arresten is a potent inhibitor of angiogenesis, the data generated here further underline the possibility for using it as a therapeutic agent in cases of cancer. / Tiivistelmä Kollageeni XVIII on tyvikalvojen proteoglykaani ja yksi harvoista evoluutiossa konservoituneista kollageeneista. Se esiintyy elimistössä kolmena isomuotona, joiden biologiset tehtävät ovat vielä jokseenkin epäselviä. Tässä tutkimuksessa selvitettiin kollageeni XVIII:n isomuotojen fysiologista merkitystä hyödyntäen uusia hiirilinjoja, joilta kollageeni XVIII:n lyhyt tai kaksi pisintä varianttia oli geneettisesti inaktivoitu. Poistogeenisten hiirimallien rinnalle tehtiin kaikille varianteille yhteistä trombospondiini-1 (Tsp-1)-domeinia yli-ilmentävä hiirilinja. Tämän väitöskirjatutkimuksen avulla saatiin uutta tietoa kollageeni XVIII:n ja etenkin sen lyhimmän variantin tärkeästä roolista silmässä. Aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet kollageeni XVIII:n puutteen häiritsevän silmän verkkokalvon verisuonituksen normaalia kehittymistä. Tässä työssä havaittiin, että pelkästään lyhyen isomuodon puute riitti altistamaan hiiret muutoksille verkkokalvon suonituksessa. Tsp-1-osan ylimäärän havaittiin lisäksi alistavan hiiret muutoksille silmän rakenteessa, mahdollisesti häiritsemällä silmässä jo olemassa olevan kollageeni XVIII:n toimintaa. Tässä työssä havaittiin myös uusi yhteys kollageeni XVIII:n ja rasvasolujen kypsymisen välillä. Verrokkihiiriin verrattuna muodostuvan rasvakudoksen havaittiin jäävän merkittävästi vähäisemmäksi poistogeenisillä hiirillä, joilta kollageeni XVIII:n pitkät isomuodot olivat geneettisesti inaktivoitu. Heikentynyt rasvakudoksen muodostuminen lisäsi triglyseridien kertymistä hiiren verenkiertoon ja maksaan. Tutkimustulos on merkittävä avaus soluväliaineen merkityksestä rasva-aineenvaihdunnalle ja kannustaa lisätutkimuksilla selvittämään, onko kollageeni XVIII:lla yhteys myös ihmisen metaboliseen oireyhtymään. Soluväliaineen komponenttien entsymaattinen muokkaus tuottaa usein molekyylejä, joilla on uusia isäntämolekyyleistä poikkeavia ominaisuuksia. Tässä työssä tutkittiin yhden tällaisen molekyylin, tyvikalvokollageenin IV hajoamistuotteen, arrestenin, suoria vaikutuksia syöpäsoluille. Arrestenin tiedettiin entuudestaan estävän syöpäkasvainten verisuonten uudismuodostusta koe-eläimillä. Työssä osoitettiin, että arresten vaikutti endoteelisolujen lisäksi myös itse syöpäsoluihin estäen niiden lisääntymistä ja vähentäen niiden elinkykyä ja liikkuvuutta, mikä tekee arrestenista entistä houkuttelevamman ehdokasmolekyylin lääkekehitystyöhön.

Le cœur humain est un organe composé de différents types cellulaires tels que les cardiomyocytes, les fibroblastes, les muscles lisses et les cellules endothéliales. Ces cellules se diversifient grâce à des mécanismes moléculaires spécifiques en acquérant leurs propriétés fonctionnelles spécifiques. L’embryon de Drosophile est un modèle simple et adapté pour étudier la diversification des cellules cardiaques et leurs propriétés spécifiques. Le but du projet est d’améliorer notre connaissance sur les acteurs moléculaires qui contrôlent la diversification des cellules cardiaques. Pour atteindre cet objectif nous avons appliqué la méthode TRAP-rc ("rare cell Translation Ribosome Affinity Purification") suivie du séquençage ARN pour identifier les ARN messagers en cours de traduction spécifiques des cellules cardiaques Tin et Lb (Tin CBs et Lb CBs) à deux stades de développement corrélés avec la morphogenèse du cœur embryonnaire. Dans une première analyse focalisée sur l'analyse des données issues des TRAP-Seq sur cellules Tin nous avons mis en évidence que CAP et MSP-300 sont impliqués dans la migration des cardioblasts pendant la fermeture du cœur. En parallèle, nous avons également identifié deux autres gènes impliqués dans la morphogenèse, kon-tiki et dGrip qui semblent contrôler la cohésion des CBs au cours de la migration. En outre, nous avons trouvé qu'au stade 16, environ 60% des gènes enrichis sont communs entre les populations Tin et Lb. Parmi ces gènes, Src42, sqa et flr participent à la régulation du cytosquelette d'actine et nos analyses ont permis de démontrer qu'ils avaient également des fonctions dans la morphogenèse cardiaque. Nous avons également identifié des groupes de gènes plus spécifiques à chacune des populations ciblées. Une catégorie fonctionnelle fortement associée à la population Lb, comprend les gènes qui régulent l'épissage des ARN messagers et certains de ces gènes semblent être requis au cours de la morphogenèse cardiaque. Enfin, nous avons comparé nos données de TRAP-seq cardiaque avec des données de TRAP-Seq issues du muscle somatique (de l'équipe), et ainsi identifié près de 90 gènes qui présentent des isoformes protéiques spécifiques à chaque tissu notamment impliquées dans la formation de l'unité contractile sarcomérique. Ceci suggère que des mécanismes d'épissage spécifiques sont mis en place dans différents types cellulaires pour moduler les fonctions de certaines protéines musculaires. A travers ce projet, nous avons identifié de nouveaux acteurs généraux de la migration collective des cardioblastes au cours de la fermeture du cœur mais également de nouveaux gènes potentiellement impliqués dans l’acquisition des propriétés spécifiques dessous populations cardiaques Tin et Lb et de tissus musculaires distincts. Nous espérons que les données générées permettront dans le futur de mieux comprendre les mécanismes de la cardiogenèse des vertébrés ainsi que l’étiologie de maladies cardiaques. / Cardiac cells diversification is required for the formation of a functional heart. Human heart is a multi-lineage organ that develops through progressive diversification of progenitors derived from different heart fields. This process is underlined by numerous changes in the expression of a repertory of genes that allow cells to acquire their own identity and functions. The Drosophila embryo is a relatively simple model to study the diversification of cardiac cells and their properties. The goal of this project is to identify the repertories of genes that control the formation of different types of cardiac cells. To reach this objective we applied Translation Ribosome Affinity Purification (TRAP) method followed by RNA sequencing in order to identify mRNA engaged in translation specific to two cardiac cell types (Tinman (Tin) and Labybird (Lb) expressing cells), at two different time windows. We obtained a list of enriched genes for the different types of cardiac cells and time points. In a first part, we focused our attention on the Tindatasets and found that two genes, CAP and Msp300, are involved in cardioblasts migration during the heart closure. Then we identified two other candidate genes kontiki and dGrip that seem to contribute to maintain cohesion between CBs during heartmorphogenesis. Moreover by comparing our spatial datasets, we found that for the same time point, around 60% of Tin CBs enriched genes are common with Lb CBs enriched population and within this group we identified evolutionary conserved genes such as Src42, flr and sqa known to be involved in the cytoskeleton organization and in the actinpolymerization and depolymerisation. Our premiminary analyses show that they seem to be required for correct cardiac morphogenesis. We also identified sets of genes more specific for each cardiac cell population. Indeed, Lb CBs datasets show that in early stage there is the enrichment of genes mostly involved in transcriptional regulation and RNA splicing and some of these genes (prp8 and prp38) are involved in cardiac development. In parallel, we compared our TRAP-Seq dataset in the cardiac system with the TRAP-seqon muscle cells, and identified close to 90 genes that present cardiac or muscular specific isoforms. It is known that the alternative splicing, by increasing proteins diversity, contributes to the acquisition of specific cell properties. Furthermore, some cardiomyopathies are associated to defects in the alternative splicing of genes encoding sarcomeric proteins that we found in our dataset such as Tropomyosin and Zasp52. With this project, we have identified new actors of collective cardioblast migration and a set of genes with potential role in the acquisition of individual properties of Tin and Lbcardiac cells or of specific type of muscle tissue. We hope that our data could provide new insights into the genetic control of vertebrate cardiogenesis and into etiology of cardiac diseases.

61 Summary Wilms' tumor gene 1 (WT1) is highly expressed in acute leukemia and other hematological malignancies. It has been therefore suggested as a potential universal marker of minimal residual disease (MRD), particularly in patients with acute myeloid leukemia (AML). Due to controversial results of some of the studies, the role of WT1 in MRD follow-up and WT1 prognostic significance remain unclear. WT1 protein is produced in more than 36 different isoforms. These variants have distinct, partially overlapping functions and their ratio is supposed to influence the final effect of WT1. However, despite the increasing number of studies, the clinical impact of WT1 and its isoforms in acute leukemia have not yet been elucidated. We established a unique qPCR method to assess the expression pattern of the main 4 WT1 isoforms. Using this method, we determined the ratio of WT1 variants in the samples of patients with AML, myelodysplastic syndrome (MDS) and healthy controls. Our data showed that this pattern can distinguish among particular hematological malignancies, but lacks a prognostic significance. Within our international study group we determined the prognostic significance of total WT1 expression in childhood AML. Based on our results of a large cohort of patients we can conclude that WT1 expression at...

Modern lifestyle with its lack of exercise and healthy diet often leads to obesity which is accompanied by a decreasing biological effect of insulin and the onset of hyperinsulinemia, and consequently type 2 diabetes. Persistently high levels of insulin stimulate signalling pathways with growth effects; cells thus become more sensitive to mitogenic effects of all growth factors which may even lead to the loss of control over cell proliferation and the rise of various malignancies. Due to a high degree of structure homology of insulin, IGF-I/II as well as particular IR (existing in "mitogenic" IR-A isoform and "metabolic" IR-B isoform) and IGF-1R, there are a number of cross- interaction among hormones and receptors; nevertheless, the biological response may be different during the binding to a receptor. The determination of the crucial structural regions in insulin and IGF which are responsible for binding to the receptors could lead to the evolution of selective insulin analogues with strengthen metabolic effects, or could lead to the evolution of selective antagonism of IGF which would, in turn, suppress the mitogenic effect. The highest overlap is between insulin and IGF-II since both hormones are able to bind to the isoform A of an insulin receptor (IR-A) with a high affinity, and to activate...

Analysis of gene expression has undergone a technological revolution. What was impossible 6 years ago is now routine. High-throughput DNA sequencing machines capable of generating hundreds of millions of reads allow, indeed force, a major revision toward the study of the genome’s functional output—the transcriptome. This thesis examines the history of DNA sequencing, measurement of gene expression by sequencing, isoform complexity driven by alternative splicing and mammalian piRNA precursor biogenesis. Examination of these topics is framed around development of a novel RNA-templated DNA-DNA ligation assay (SeqZip) that allows for efficient analysis of abundant, complex, and functional long RNAs. The discussion focuses on the future of transcriptome analysis, development and applications of SeqZip, and challenges presented to biomedical researchers by extremely large and rich datasets.

No description available.

<p>The following thesis will focus on understanding the downstream behavioral effects of δORmediated β-arrestinsignaling. δORagonists have been implicated as effective targets for a variety of diseases, however detrimental side effects of opioid-targeting agonists limit their clinical use. δORagonists specifically can induce seizures, however the underlying mechanism contributing to this  behavior  is  unknown.  We  review  this  phenomenon  in  more  detail,  highlighting  current agonists known to induce seizures and potential circuits and pathways involved. Our work suggests β-arrestinsignaling  is  involved,  specifically β-arrestin2  mediated  signaling  may  be  largely contributing  to δORagonist-induced  seizure  behavior.  As  it  is  possible  the β-arrestinisoforms have unique roles in seizure behavior, we also analyzed methods in which to provoke β-arrestinisoform bias of δORtargeting compounds. Though the full mechanism relating δORagonists with seizures remains unknown, our work provides foundational detail of this behavior, implicating the importance of β-arrestinisoform signaling through δOR; allowing for future studies to full define this seizure pathway and develop δORsafer agonists.  </p>

No / Gestational diabetes mellitus (GDM) is known to be associated with fetal endothelial dysfunction, however, the mechanisms are not fully understood. This study examines the effect of maternal diabetes on fetal endothelial function and gene expression under physiological glucose conditions (5 mM). Human umbilical vein endothelial cell (HUVEC) isolated from diabetic mothers (d.HUVEC) grew more slowly than HUVEC isolated from healthy mothers (c.HUVEC) and had delayed doubling time despite increased levels of total vascular endothelial growth factor (VEGF) expression and protein production as determined by real-time PCR and ELISA respectively. Using western blot, the levels of antiproliferative VEGF165b isoform were increased in d.HUVEC relative to c.HUVEC. Successful VEGF165b knockdown by small interfering RNA (siRNA) resulted in increased proliferation of d.HUVEC measured by MTT, compared with negative siRNA control, to similar levels measured in c.HUVEC. In addition, d.HUVEC generated excess levels of ROS as revealed by 2',7' Dichlorodihydrofluorescein Diacetate (DCFH-DA) and Nitrotetrazolium blue (NBT). Using microarray, 102 genes were differentially overexpressed between d.HUVEC versus c.HUVEC (>1.5-fold change; P < 0.05). Functional clustering analysis of these differentially expressed genes revealed participation in inflammatory responses (including adhesion) which may be related to pathological outcomes. Of these genes, ICAM-1 was validated as upregulated, confirming microarray results. Additional confirmatory immunofluorescence staining revealed increased protein expression of ICAM-1 compared with c.HUVEC which was reduced by vitamin C treatment (100 muM). Thus, maternal diabetes induces persistent alterations in fetal endothelial function and gene expression following glucose normalization and antioxidant treatment could help reverse endothelium dysfunction.