Submitted by KELVIN FURTADO LIMA null (kelvinf.lima@hotmail.com) on 2016-05-02T17:44:44Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Kelvin.pdf: 3687789 bytes, checksum: d826d05398d0eb1bdb80f3a5d8770738 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-04T18:32:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lima_kf_me_araiq.pdf: 3687789 bytes, checksum: d826d05398d0eb1bdb80f3a5d8770738 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-04T18:32:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lima_kf_me_araiq.pdf: 3687789 bytes, checksum: d826d05398d0eb1bdb80f3a5d8770738 (MD5) Previous issue date: 2016-04-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Os diferentes tipos de cânceres estão entre as principais causas de morbidade e mortalidade em todo mundo, contabilizando 8,2 milhões de óbitos no ano de 2012. Dentre eles, o câncer de pulmão é o mais recorrente, sendo que o subtipo denominado câncer pulmonar de células não-pequenas (non-small cell lung cancer – NSCLC) é diagnosticado em 85% dos casos. Dada a importância epidemiológica do câncer pulmonar, associado ao platô atingido pelos tratamentos com quimioterapia e radioterapia, novas estratégias terapêuticas têm sido buscadas e neste contexto, o peptídeo vasoativo Angiotensina-(1-7) [Ang-(1-7)] tem se mostrado bastante promissor. Além da participação em uma gama de processo fisiológicos no organismo, a Ang-(1-7) está sendo cada vez mais exploradas nos processos patológicos devidos suas funções vasodilatadora, anti-hipertensiva, anti-proliferativa e antitumoral. Outros estudos apontam ainda que uma melhor compreensão da regulação gênica nos processo tumorais poderia direcionar o desenvolvimento de outros métodos terapêuticos para o câncer de pulmão. Neste sentido, os microRNAs assumem posição ímpar por sua capacidade regulatória pós-transcriocional de vários genes, a citar o miR-21-5p superexpresso em vários tipos tumorais, incluindo o NSCLC. Portanto, o presente trabalho investigou os efeitos bioquímicos, moleculares e fisiológicos decorrentes do tratamento da linhagem celular tumoral A549 com Ang-(1-7), concomitantemente a análises comparativas dos efeitos da superexpressão do miR-21-5p nas células tumorais. Para isso foram utilizados os grupos celulares A549 controle e tratamento [10-7 M de Ang-(1-7)], e os clones A549-pEP-miR-Controle e A549-pEP-miR-21-5p. Análises bioquímicas mostraram que a presença do heptapeptídeo no grupo tratamento, e as condições de cultura dos clones estudados, causaram um aumento na síntese de lactato pelas células A549. Foi observado também que a Ang-(1-7) retarda o crescimento celular. Análises de expressão gênica não apontaram ativação do processo apoptótico em nenhuma das condições estudadas, entretanto o peptídeo Ang-(1-7) modula positivamente a expressão do gene tjp1 e negativamente a transcrição dos genes itgb8 e mmp-8, sugerindo que o tratamento celular com o heptapeptídeo fortaleça as interações celulares e dificulte os processo de migração e invasão celular. Estes dados são corroborados pelo ensaio de cicatrização da ferida o qual evidenciou que a Ang-(1-7) diminui a taxa de migração celular em comparação ao grupo controle. Por sua vez, a superexpressão do miR-21-5p intensifica consideravelmente a capacidade invasiva das células tumorais como observado no ensaio da gota de agarose. Conjuntamente, os resultados apontam para o potencial terapêutico da Ang-(1-7) no controle dos processos de adesão, migração e invasão celular, e corrobora o papel do miR-21-5p na evolução e intensificação dos processos tumorais. / The different types of cancers are among the leading causes of morbidity and mortality worldwide, accounting for 8.2 million deaths in 2012. Among them, lung cancer is the most frequent, and the subtype called non-small cell lung cancer (NSCLC) is diagnosed in 85% of cases. Given the epidemiological importance of lung cancer, associated with the plateau reached by chemotherapy and radiation therapies, new therapeutic strategies have been pursued and in this context, the vasoactive peptide Angiotensin-(1-7) [Ang- (1-7)] has shown quite promising. Besides participating in a range of physiological process in the body, Ang- (1-7) is being increasingly exploited in pathological processes due to its vasodilator, anti-hypertensive, anti-proliferative and anti-tumor functions. Other studies also indicate that a better understanding of gene regulation in tumor process could direct the development of other therapeutic methods for lung cancer. In this sense, microRNAs assume unique position due to its post-transcriocional regulatory capacity of several genes, for exemple the miR-21-5p upregulated in several tumor types, including NSCLC. Therefore, this study investigated the biochemical, molecular and physiological effects of Ang-(1-7) treatment on tumor cell line A549, concurrently to the comparative analysis of the effects of upregulation of miR-21-5p in tumor cells. In order to do this, the cell groups A549 control and treatment [10-7 M of Ang-(1-7)], and the A549-pEP-miR-control and A549-pEP-miR-21-5p clones were used. Biochemical analyzes showed that the presence of the heptapeptide in treatment group, and the culture conditions of the studied clones, caused an increase in lactate synthesis on A549 cells. It was also observed that Ang-(1-7) slows cell growth. Gene expression analysis showed no activation of apoptotic process in any of the conditions studied, though the peptide Ang-(1-7) positively modulates the expression of tjp1 gene and negatively the transcription of itgb8 and mmp-8 genes, suggesting that the cell treatment with the heptapeptide strengthen cell interactions and prevents cell migration and invasion. These data are corroborated by wound healing assay which showed that Ang-(1-7) decreases cell migration rate compared to the control group. In turn, the upregulation of miR-21-5p considerably enhances tumor cells invasiveness as observed in the agarose spot assay. Collectively, the results point to Ang-(1-7) therapeutic potential in controling cell adhesion, migration and invasion, and supports miR-21-5p role in the evolution and enhancement of tumor processes. / CNPq: 132514/2014-1

Nas abelhas sociais Apis mellifera a determinação de castas está relacionada à nutrição diferencial durante o desenvolvimento larval. Os indivíduos são alimentados com geléia real até o terceiro estágio larval, quando aqueles que são destinados a se tornarem operárias passam a receber uma mistura de secreções glandulares, mel e pólen. O conteúdo da dieta recebida após o terceiro estágio larval ativará respostas endócrinas diferenciais que resultarão no estímulo de vias distintas de expressão gênica que culminarão no desenvolvimento de rainhas e operárias. Vários modelos de determinação de castas foram propostos envolvendo diferentes fatores que atuam sobre o desenvolvimento de cada uma, em especial o Hormônio Juvenil (HJ), as vias de sinalização por insulina/IGF e TOR (target of rapamycin) a metilação diferencial e a proteína recentemente descoberta, royalactin, que favorecem o desenvolvimento de rainhas. Para o desenvolvimento de operárias foi sugerido estímulo de outras vias de sinalização, que possivelmente envolveria a participação dos genes ultraspiracle (usp), cryptocephal (crc) e retinoid- and fatty acid-binding protein (RfaBp). Utilizando diferentes abordagens avaliamos a participação destes genes no processo que culmina no desenvolvimento das castas. Através da análise de expressão gênica em larga escala utilizando microarrays, observamos a existência de genes diferencialmente expressos em rainhas e operárias, sendo a maior que parte deles apresentou expressão preferencial em operárias. Muitos destes genes, inclusive esterase do hormônio juvenil (jhe), failed axon connections (fax), activating transcription factor-3 (atf-3), cathepsin-D (cath-D) e peptidoglycan recognition protein-SC2 (pgrp-sc2), preferencialmente expressos em operárias, estão envolvidos, segundo análises de função por Gene Ontology, em processos essenciais no desenvolvimento das castas como crescimento, reprodução, apoptose, neurogênese, degradação do hormônio juvenil, entre outros. A partir destes resultados, incluímos o gene da esterase do hormônio juvenil (jhe) em nossas análises, como um possível candidato a determinante do desenvolvimento diferencial das operárias. Além disto, foi determinado o perfil de expressão de usp, crc, RfaBp e jhe, durante o desenvolvimento de rainhas e operárias. Observamos que os maiores níveis de expressão de cada um são encontrados em fases posteriores ao período crítico de determinação de castas e que em geral, os maiores níveis de expressão são encontrados em operárias, especialmente crc, RfaBp e jhe. Para usp, os níveis são distintos em rainhas e operária apenas em pontos específicos entre o quinto estágio larval e a fase pré-pupal. Adicionalmente avaliamos a influência da diminuição, através de interferência por RNA (RNAi), dos níveis de expressão de cada um destes genes sobre os níveis dos outros genes estudados, e também sua atuação no desenvolvimento. Vimos que mesmo pequenas modificações nestes níveis inibem ou estimulam a expressão de outros genes e, em alguns casos causam alterações no desenvolvimento das abelhas. Sabendo da importância dos microRNAs (miRNAs) na regulação da expressão gênica e do desenvolvimento, avaliamos os níveis de expressão dos miRNAs preditos como reguladores de jhe. Os resultados obtidos mostraram que alguns deles, como let-7, miR-2796 e miR-263b, por apresentarem correlação negativa com os níveis do gene alvo, são realmente fortes candidatos a seus reguladores. Além disto, alterações nos níveis do gene alvo, mostraram a capacidade de alterar os níveis de expressão da maioria dos miRNAs preditos. Este resultado foi corroborado por sequenciamento em larga escala das amostras tratadas com dsjhe e controle, que apontou também outros possíveis reguladores de jhe, entre eles miR-100, miR-306 e mi-13b. Analisando os resultados obtidos de forma conjunta podemos sugerir que o desenvolvimento de operárias está sob complexa regulação que envolve a participação dos genes aqui estudados, além de outros fatores como os miRNAs. Estes genes agem de maneira coordenada, inclusive com os miRNAs, em momentos específicos do desenvolvimento atuando sobre cascatas de expressão gênica de forma a ativar ou inibir a expressão uns dos outros e também de outros genes, o que culminará no desenvolvimento diferencial de rainhas e operárias em A. mellifera. / In Apis mellifera, a eusocial bee, caste determination during larval development is regulated by differential nutrition. All female larvae are fed royal jelly until the third larval stage, when the workerdestined ones have their diet switched to a gland secretion mix, honey and pollen, Queen-destined larvae, however, are provisioned with a rich diet throughout development. Changes in diet after the third developmental stage modulate larval endocrine responses and different nutritional regimes trigger distinct patterns of gene expression. Thus, nutritional regulation of specific signaling pathways controls development of worker and queen phenotypes. Several proposed models of this process involve caste-specific regulation of hormonal and nutritional factors and/or molecular processes including Juvenile Hormone (JH), insulin/IGF and TOR (target of rapamycin) signaling pathways, differential methylation and the newly discovered protein royalactin, which facilitates queen development. Previous research has also suggested the stimulus of other factors in signaling pathways that acts towards workers development, and they possibly involves the participation of some genes like ultraspiracle (usp), cryptocephal (crc), and retinoid- and fatty acid-binding protein (RfaBp). Using diverse molecular approaches, we evaluate the role of these genes in caste differentiation. We used microarrays to characterize global differences in gene expression between queen and worker larvae. Functional analysis of significantly, differentially expressed genes identified fundamental biological processes including growth, reproduction, apoptosis, neurogenesis and JH degradation that are involved in caste differentiation. Based on these findings, we selected several candidate genes including juvenile hormone esterase (jhe), failed axon connections (fax), activating transcription factor-3 (atf-3), cathepsin-D (cath-D), and peptidoglycan recognition protein-SC2 (pgrp-sc2) for investigation. Notably, these genes were preferentially upregulated in workers. In a separate experiment, we monitored expression of usp, crc, RfaBp and jhe, in queen and worker larval during stages critical to caste determination. In general, workers expressed crc, RfaBp and jhe at higher levels than queens. For usp, distinct expression levels between worker- and queen-destined larvae were observed only at specific points between the 5th larval stage and pre-pupal phase. Additionally we used RNA interference (RNAi) to monitor the impact of decreased levels of select candidate genes on larval development. We found that even small modification of gene expression levels inhibited or triggered expression of other genes, and, in some cases, caused developmental alterations. Furthermore, microRNAs (miRNAs) are also important regulators of gene expression during development and we identified miRNAs that were predicted jhe regulators and assessed their levels. Results determined that some miRNAs including let-7, miR-2796 e miR-263b were strong candidates for jhe regulation because they were significantly and negatively correlated with target gene expression levels. Furthermore, manipulation of target gene expression levels altered expression of most predicted miRNAs. These results were confirmed by deep sequencing of RNAi samples treated with double-stranded RNA for jhe gene (dsjhe) and controls (with no treatment) which also identified other candidate jhe regulators, like miR-100, miR-306 and mi-13b. Taken together, these results suggest that worker development is regulated by complex interactions that involve usp, crc, RfaBp and jhe in addition to other molecules, including miRNAs. These molecular participants coordinate development at specific time points by regulating activity of gene networks and each other, producing the differential development of workers and queens in A. mellifera.

A osteogênese imperfeita (OI) é caracterizada como uma desordem genética na qual uma osteopenia generalizada leva a baixa estatura, fragilidade óssea excessiva e deformidades ósseas graves. As células mesenquimais estromais multipotentes (CTMs) são precursores presentes na medula óssea adulta capazes de se diferenciar em osteoblastos, adipócitos e mioblastos que passaram a ter grande importância como fonte terapia celular. O objetivo do presente estudo foi analisar o perfil de expressão gênica durante a diferenciação osteogênica a partir de células mesenquimais estromais multipotentes da medula óssea obtidas de pacientes diagnosticados com Osteogênese Imperfeita e de indivíduos controle. Foram coletadas amostras de três indivíduos normais e cinco amostras de pacientes portadores de Osteogênese Imperfeita. As células mononucleares (CMN) foram isoladas para a obtenção de células mesenquimais que foram expandidas até a terceira passagem quando iniciou-se o estímulo para diferenciação osteogênica. Também foram realizadas análises para contagem de CFU-F e para quatro das cinco amostras de pacientes portadores de OI, o número de CFU-F observado foi inferior ao geralmente encontrado para amostras de doadores normais. Foram coletadas células para análises de imunofenotipagem celular por citometria de fluxo e o RNA foi extraído originando a amostra denominada T0. As garrafas restantes tiveram suas células estimuladas para diferenciação osteogênica. Após um dia em cultura com estímulo, mais uma garrafa teve o RNA de suas células extraído (T1), e o mesmo procedimento foi realizado nos dias 2 (T2), 7 (T7), 12 (T12), 17 (T17) e 21 (T21). Todas as amostras demonstraram possuir potencial de diferenciação in vitro em osteoblastos e adipócitos. A imunofenotipagem de células mesenquimais foi realizada e as amostras de todos os pacientes apresentaram perfil imunofenotípico compatível com trabalhos anteriores. Foram identificadas mutações nos genes COL1A1 e/ou COL1A2 responsáveis pelo desenvolvimento da doença para quatro dos cinco pacientes avaliados. Para o paciente portador de Osteogênese Imperfeita e Síndrome de Bruck a região codificadora do gene PLOD2 também foi seqüenciada, porém não foram encontradas mutações. A análise da expressão gênica foi realizada pela técnica de microarranjos e foram identificados vários genes com expressão diferencial. Alguns genes com importância fundamental na diferenciação osteoblástica apresentaram menor expressão nas amostras dos pacientes portadores de OI, sugerindo um menor comprometimento das CTMs desses pacientes com a linhagem osteogênica. Outros genes também tiveram sua expressão diferencial confirmada por PCR em Tempo Real. Foi observado um aumento na expressão de genes relacionados a adipócitos, sugerindo um aumento da diferenciação adipogênica em detrimento à diferenciação osteogênica. A expressão das variantes do gene PLOD2 mostrou-se diferencial entre amostras normais, de OI e do paciente portador de Síndrome de Bruck. Também foi evidenciada uma expressão diferencial do microRNA 29b, um microRNA com papel estabelecido durante a diferenciação osteogênica, sugerindo um mecanismo de regulação dependente da quantidade de RNAm do seu gene alvo, o COL1A1. / Osteogenesis imperfecta (OI) is characterized as a genetic disorder in which a generalized osteopenia leads to short stature, bone fragility and serious skeletal deformities. Mesenchymal stem cells (MSCs) are precursors present in adult bone marrow that can differentiate into osteoblasts, adipocytes and myoblasts that have been given great importance as a source cell therapy. The aim of this study was to analyze the gene expression profile during osteogenic differentiation from mesenchymal stem cells from bone marrow taken from patients diagnosed with Osteogenesis Imperfecta and control subjects. Samples were collected from three normal individuals and five samples from patients with Osteogenesis Imperfecta. Mononuclear cells (MON) were isolated to obtain mesenchymal cells that were expanded until third passage when the stimulus for osteogenic differentiation was induced. Analyses were also conducted to count the CFU-F and for four of the five samples from patients with OI, the number of CFU-F observed was lower than generally found for normal samples. Cells were collected for analysis of cell immunophenotyping by flow cytometry and RNA was extracted from the resulting sample called T0. Remaining cells were stimulated for osteogenic differentiation. After a day in culture with stimulation, cells from another bottle had their RNA extracted (T1), and the same procedure was performed on days 2 (T2), 7 (T7), 12 (T12), 17 (T17) and 21 (T21). All samples have shown potential of in vitro differentiation into osteoblasts and adipocytes. Immunophenotyping of mesenchymal cells was performed and samples of all patients had immunophenotypic profile consistent with previous works. We identified mutations in COL1A1 and / or COL1A2 responsible for developing the disease for four of five patients. For the patient with Osteogenesis Imperfecta and Bruck Syndrome, coding region of the gene PLOD2 was also sequenced, but no mutations were found. The gene expression analysis was performed by microarray and identified several genes with differential expression. Some genes of fundamental importance in osteoblast differentiation showed lower expression in samples from patients with OI, suggesting a minor involvement of MSCs of patients with osteogenic lineage. Other genes also confirmed their differential expression by Real Time PCR. We observed an increased expression of genes related to adipocytes, suggesting an increased adipogenic differentiation at the expense of osteogenic differentiation. The expression of PLOD2 gene variants proved to be different between normal samples, OI and the patient with Bruck Syndrome. There was also evidence of differential expression of 29b microRNA, with established role during osteogenic differentiation, suggesting a mechanism dependent regulation of mRNA abundance of its gene target, COL1A1.

A diferenciação morfo-fisiológica entre rainhas e operárias de Apis mellifera decorre da alimentação recebida durante o desenvolvimento larval. Dentre as diferenças morfológicas entre as duas castas encontram-se estruturas especializadas para a coleta de pólen e própolis, localizadas nas pernas metatorácicas das operárias, ausentes nas pernas de rainhas. Os padrões de expressão de Ultrabithorax (Ubx) durante o desenvolvimento de operárias e rainhas estão associados aos padrões de cerdas das pernas de fêmeas adultas. Pernas mesotorácicas de operárias apresentam estruturas descritas como importantes na coleta de pólen, ausentes em rainhas. Por outro lado, as asas não possuem estruturas casta-específicas. No presente trabalho, análises globais de transcrição gênica por hibridação de lâminas de microarrays a partir de RNA total de pernas metatorácicas de operárias e rainhas em três estágios do desenvolvimento mostram 1952 genes diferencialmente expressos. Discos de pernas metatorácicas de larvas no início do quinto estágio larval, quando comparados aos de estágios mais tardios no desenvolvimento, têm alto níveis de transcritos de ativadores de Ubx, o qual está 25 vezes mais expresso em estágios subseqüentes do desenvolvimento. Buscas por motivos de ligação de fatores de transcrição nos promotores dos grupos de genes diferencialmente expressos revelam que os motivos para ligação de Ubx, Zeste e Twist estão super-representados em um dos conjuntos analisados. Dentro deste grupo, estão presentes genes cujos ortólogos em Drosophila são controlados por Ubx, como o caso do gene lola. Análises do processamento do mRNA de Ubx em pernas e asas de ambas as castas mostram que são produzidas três isoformas diferentes quanto à presença de dois microéxons (m1 and m2), que contêm 42 nt and 53 nt, respectivamente. A isoforma IIa-like, que contém o m2, entretanto, parece não ser capaz de produzir uma proteína Hox, já que possui um códon de terminação antes do homeodomínio. O perfil de transcrição diferencial de Ubx entre as castas está associado a apêndices que apresentam diferenças morfológicas, sendo Ubx mais transcrito em pernas meso e metatorácicas de operárias que rainhas. Quando analisadas as porcentagens de expressão de cada isoforma nos apêndices, claramente a isoforma IVa-like, sem microéxons, é a mais transcrita em todos os tecidos. Entretanto, nota-se que nas asas anteriores, onde há menos Ubx, a isoforma IIa-like é proporcionalmente mais transcrita que II nos outros apêndices. Destaca-se uma tendência à inclusão do microéxon m1 (isoforma IIIa-like) ao mRNA de Ubx transcrito em asas posteriores e pernas de rainhas em comparação a operárias, em detrimento da isoforma IVa-like. Análises do uso da região 3UTR em pupas de operárias mostram que há um microssatélite transcrito na porção distal da região 3UTR deUbx. A estrutura secundária predita agrupa separadamente as regiões codificadora e as regiões 3UTR proximal e distal. Análises de seqüenciamento de última geração revelaram que oito dos 51 microRNAs com sítios-alvo preditos na região 3UTR de Ubx estão mais expressos em asas anteriores, e outros dois em asas posteriores. Assim, nossos resultados mostram que o controle da expressão diferencial de Ubx é dada pela ativação desse gene por fatores de transcrição que se ligam ao promotor, controle do splicing alternativo, e expressão de microRNAs diferencial em cada casta e apêndice, controlando, assim, a morfogênese diferencial dos apêndices de fêmeas observada em A. mellifera. / Along with differences in physiological and behavioral characteristics, workers and queens of Apis mellifera also differ in appendage morphology. Some appendage specializations in the hind legs of honeybee workers, which are highly specialized pollinators, deserve special attention. The hind tibia of the worker has an expanded bristle-free region used for carrying pollen and propolis, the corbicula. In queens, this structure is absent. Although these morphological differences have been well characterized, the genetic inputs triggering the development of this alternative morphology have remained unknown. Through microarray analysis, we detected 1,952 genes that are differentially expressed during worker versus queen hind leg development. The gene expression signatures of the two castes have similar patterns of genes controlling development. At the beginning of the last larval instar, Ultrabithorax (Ubx) activators are more strongly expressed than in prepupae and early pupae; at this time Ubx expression is approximately 25 times higher. Within the gene expression signature, we identified a cluster formed by genes in which Ubx, Twist and Zeste binding sites are over-represented. This cluster includes genes for which Drosophila orthologs are known to be bound by Ubx, as in the case of lola. We also tested the extent of Ubx mRNA processing during wing and leg development. Unexpectedly, we found Ubx alternative splicing in both workers and queens; there were two microexons (m1 and m2) encoding 42 nt and 53 nt, respectively, arguing against the hypothesis that alternative splicing occurs exclusively within the Diptera. Inclusion of the m2 exon inserts a stop codon upstream from the exon containing the homeodomain, producing a truncated protein. Moreover, these bee microexons conserve the nucleotides known to be important for alternative splicing in Drosophila. During bee wing development, Ubx mRNA isoforms are transcribed in similar amounts in both castes; however, during leg development, queens produce 60% of the Ubx levels transcribed by workers. Analysis of 3UTR usage during bee development revealed a microsatellite region transcribed within the Ubx 3UTR. The predicted secondary structure locations separated the coding region into three branches and the proximal and the distal 3UTR regions. Deep-sequencing analysis revealed that eight out of 51 miRNAs predicted to target the Ubx mRNA are more highly expressed in worker forewings and two are more expressed in the hindwings. Therefore, we conclude that Ubx differential expression is activated by transcription factors that bind to its promoter, by control of alternative splicing, and moreover by microRNAs differentially expressed according to tissue and caste, resulting in differential morphogenesis of the hind leg in honeybee females.

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京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第22333号 / 医博第4574号 / 新制||医||1041(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 朝長 啓造, 教授 萩原 正敏, 教授 齊藤 博英 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

Die chronische Herzinsuffizienz ist ein schwerwiegendes progredientes Krankheitsbild, das sich neben Dyspnoe und abnehmender Leistungsfähigkeit in einer nachgewiesenen Verschlechterung der HDL-Funktion manifestiert. In zahlreichen Studien, in denen der Einfluss von körperlichem Training auf die Progredienz der chronischen Herzinsuffizienz untersucht wurde, korrelierte dauerhaftes Ausdauertraining mit einer Verbesserung der eNOS-Aktivität und damit der HDLFunktion in Gefäßen. Ein Regulationsmechanismus von Endothelzellen besteht in der Expression von angiogenen microRNAs, die über negative Regulation die Proteinexpression beeinflussen. Ziel dieser Studie ist es nun, einen möglichen Zusammenhang zwischen der HDL-Funktionalität und der microRNA-Expression in Endothelzellen zu prüfen und damit die Funktionsänderung von HDL bei Herzinsuffizienten auf molekularer Ebene nachzuweisen. Zudem soll eine Beeinflussung der HDL-Funktion durch körperliches Training geprüft werden. Dafür wurde das HDL von gesunden und herzinsuffizienten Probanden (NYHAIII-Stadium) vor und nach einem vier- bzw. zwölfwöchigen Trainingsprogramm aus dem Plasma isoliert. Anschließend erfolgte mit dem gewonnenen HDL die 24-stündige Inkubation von HAEC-Kulturen. Nach Isolation der microRNAs aus dem gewonnenen Zelllysat konnte die Menge ausgewählter proangiogener miRs über RT-PCR quantifiziert werden. Die molekularbiologische Analyse der Proben zeigte eine, im Vergleich zu den Kontrollzellen, signifikant verringerte Menge an miR-21, -126 und -222 in den, mit HDLNYHAIII-inkubierten, Endothelzellen. Die miR-Expression der Endothelzellen zeigte nach dem Trainingsprogramm eine Annäherung an das Expressionsniveau der Kontrollen. Aus der dargelegten Studie wird so ersichtlich, dass das HDL von Herzinsuffizienten die Expression von proangiogenen microRNAs in Endothelzellen hemmt, was scheinbar in Korrelation mit der Ausbildung von endothelialen Dysfunktionen bei Herzinsuffizienz steht. Zudem konnte gezeigt werden, dass körperliches Training mit einer verbesserten Endothelfunktion über die Erhöhung der miR-Expression in Endothelzellen einhergeht.

Purpose of Review: The incidence of diabetes is increasing worldwide. Diabetes mellitus is characterized by hyperglycemia, which in the long-term damages the function of many organs including the eyes, the vasculature, the nervous system, and the kidneys, thereby imposing an important cause of morbidity for affected individuals. More recently, increased bone fragility was also noted in patients with diabetes. While patients with type 1 diabetes mellitus (T1DM) have low bone mass and a 6-fold risk for hip fractures, patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM) have an increased bone mass, yet still display a 2-fold elevated risk for hip fractures. Although the underlying mechanisms are just beginning to be unraveled, it is clear that diagnostic tools are lacking to identify patients at risk for fracture, especially in the case of T2DM, in which classical tools to diagnose osteoporosis such as dual X-ray absorptiometry have limitations. Thus, new biomarkers are urgently needed to help identify patients with diabetes who are at risk to fracture. - Recent Findings: Previously, microRNAs have received great attention not only for being involved in the pathogenesis of various chronic diseases, including osteoporosis, but also for their value as biomarkers. - Summary: Here, we summarize the current knowledge on microRNAs and their role in diabetic bone disease and highlight recent studies on miRNAs as biomarkers to predict bone fragility in T1DM and T2DM. Finally, we discuss future directions and challenges for their use as prognostic markers.

STAT3 is a critical oncogenic transcription factor, but how it becomes aberrantly activated in cancer is unclear. We have discovered a new pathway whose loss is associated with persistent STAT3 activation in human cancer. We found that the tumor suppressor miR-146b is a direct STAT3 target gene in normal breast epithelial cells. However, STAT regulation of miR-146b is subverted in tumor cells and is suppressed by promoter methylation, which is increased in primary breast cancers. Moreover, we show that miR-146b inhibits NF-κB-dependent IL-6 production, IL-6-dependent STAT3 activation, and IL-6/STAT3-driven functional phenotypes, thereby establishing a negative feedback loop. In addition, miR-146b expression appears to be deregulated in tumors with the highest levels of activated STAT3, and is positively correlated with patient survival. Our results indicate a new mechanism of crosstalk between STAT3 and NF-κB relevant to constitutive STAT3 activation in malignancy and the role of inflammation in oncogenesis.

Plant microRNAs play important roles in plant growth and development. Here we investigated the roles of miRNAs in the plant abiotic stress, development and viral infection. MicroRNA membrane array analysis using five different abiotic stress treatments resulted in the identification of 8 novel stress inducible miRNA-families. Functional studies on novel stress inducible miR168 revealed its functional relation with abiotic stress. Over expression of miR168 in Arabidopsis showed upregulation of four stress related miRNAs (miR163, miR167, miR398 and miR408). Analysis of 9 independent transgenic lines showed induction of miR398, an oxidative stress responsive miRNA with a corresponding down regulation of its target genes. Heavy metal oxidative stress tolerance bioassays confirmed the susceptibility of transgenics compared to the wild types indicating the fact that the miR168 is indirectly involved in plant abiotic stress by inducing other stress responsive miRNAs. MicroRNAs are highly conserved across the plant kingdom. A miRNA atlas was drafted for different tomato organs and fruit stages using the known miRNA sequences from different plants species. A large variation in both number and level of miRNA expression pattern was observed among different organs as well as among fruit stages. In the present investigation, we have found a window of expression for different miRNAs during the fruit development. A gradual decrease in the expression levels of miR160h, miR167a and miR399d and a gradual increase in miR164a have been noticed towards the fruit maturation while miR398b showed dual peaks during fruit development indicating a potential role of various miRNAs in fruit development and maturation. Sonchus yellow net virus (SYNV) infected Nicotinana benthamiana leaves showed severe disease symptoms at two weeks post infection (WPI) and gradually recovered from the SYNV infection after 4-5 WPI correlating with the overall miRNA levels. The miRNA array and northern analysis showed an overall reduction of miRNA biogenesis during 2WPI followed by restoration to normal levels supporting the idea that the SYNV indeed interfered with the host miRNA levels which caused the symptoms and recovery phenotypes. Overall studies on plant abiotic stress, development and viral infection showed important roles of miRNAs in different aspects of plant life.