ABSTRACT
SUMMARY: Cellular differentiation is a highly regulated process that has vast implications for the mechanics of the cell. The interplay between differentiation induced cytoskeletal mechanical changes and strain on the nucleus is a potential cause of gene level changes. This study explores mechanical changes in SH-SY5Y neural cells during differentiation mediated by Retinoic Acid (RA) across Days 0 through 9. Findings suggest that cellular elongation increases 1.92-fold over a 10-day differentiation period, from 48.97 ±16.85µm to 93.96 ± 31.20 µm over 3 repeated trials and across multiple cells analyzed on ImageJ. Nuclear elongation increases less substantially from 17.51 ± 2.71 µm to 23.26 ± 3.10 µm over 3 repeated trials and across multiple cells. Results are statistically significant at a significance level of α = 0.05. This study is one of the first studies to show that during the process of RA mediated neural differentiation in SH-SY5Y neural cells, nuclear elongation is initially not significantly correlated with cellular elongation, but it becomes correlated during the differentiation process with an overall correlation coefficient of 0.4498 at a significance level of α = 0.05. Given the time course of the mechanical changes and the known coupling between the cytoskeleton and nuclear lamina, this study suggests a causative and correlative relationship between neurite-driven cellular elongation and nuclear elongation during neural differentiation.
RESUMEN: La diferenciación celular es un proceso altamente regulado que tiene vastas implicaciones para la mecánica de la célula. La interacción entre los cambios mecánicos citoesqueléticos inducidos por la diferenciación y la tensión en el núcleo es una causa potencial de cambios a nivel genético. Este estudio explora los cambios mecánicos en las células neurales SH-SY5Y durante la diferenciación mediada por el ácido retinoico (RA) durante los días 0 a 9. Los resultados sugieren que el alargamiento celular aumenta 1,92 veces durante un período de diferenciación de 10 días, de 48,97 ± 16,85 µm a 93,96 ± 31,20 µm en 3 ensayos repetidos y en múltiples células analizadas en Image J. El alargamiento nuclear aumenta menos sustancialmente de 17,51 ± 2,71 µm a 23,26 ± 3,10 µm durante 3 ensayos repetidos y en múltiples células. Los resultados son estadísticamente significativos a un nivel de significancia de α = 0,05. Esta investigación es uno de los primeros estudios en demostrar que durante el proceso de diferenciación neural mediada por RA en las células neurales SH-SY5Y, el alargamiento nuclear inicialmente no se correlaciona significativamente con el alargamiento celular, pero se correlaciona durante el proceso de diferenciación con un coeficiente de correlación global de 0,4498 a un nivel de significancia de α = 0,05. Dado el curso temporal de los cambios mecánicos y el acoplamiento conocido entre el citoesqueleto y la lámina nuclear, este estudio sugiere una relación causal y correlativa entre el alargamiento celular impulsado por neuritas y el alargamiento nuclear durante la diferenciación neural.
Subject(s)
Cytoskeleton , Cell Differentiation , Cell Nucleus , NeuronsABSTRACT
Objetivo: identificar, describir y diferenciar las características fenotípicas de los fibroblastos gingivales (FGs) en pacientes con hiperplasia gingival idiopática (HGI) e individuos periodontalmente sanos. Métodos: los FGs fueron aislados a partir de tejido gingival de individuos periodontalmente sanos (n=2) y pacientes con HGI (n=2). Los FGs se cultivaron en el medio DMEM (Dulbecco's Modified of Eagle Medium) a 37°C con 5% de CO2. La identificación y localización de la actina, vimentina y mitocondrias en FGs fue realizada y evaluada microscópicamente mediante inmunofluorescencia con anticuerpos monoclonales. La capacidad de migración de los FGs en los pacientes con HGI e individuos sanos también fue estudiada. Resultados: todos los FGs fueron mononucleares, fusiformes y con prolongaciones citoplasmáticas visibles. La faloidina permitió identificar una densa red de actina en los FGs de pacientes con HGI, contrariamente a los FGs de individuos periodontalmente sanos. La vimentina y mitocondrias fueron identificadas en los FGs de individuos sanos y pacientes con HGI sin ninguna alteración en su expresión y localización. La migración de la monocapa de los FGs indicó una actividad de migración celular importante en los FGs de los pacientes con HGI, en relación a los FGs de los individuos periodontalmente sanos. Conclusión: los FGs de pacientes con HGI conservan características fenotípicas celulares similares a los FGs de individuos periodontalmente sanos. Sin embargo, los FGs de pacientes con HGI simulan tener una mayor capacidad migratoria que amerita ser explorada en futuros trabajos de investigación.
Objective: To identify and to describe the phenotypic characteristics of gingival fibroblasts from patients with idiopathic gingival hyperplasia (IGH) and periodontally healthy individuals. Methods: Gingival fibroblasts (GFs) were isolated from gingival tissue from periodontally healthy individuals (n=2) and patients with IGH (n=2). The GFs were grown in DMEM (Dulbecco's Modified of Eagle Medium) at 37°C with 5% CO2. The identification and location of actin, vimentin and mitochondria in GFs were performed and evaluated microscopically by immunofluorescence with monoclonal antibodies. The migration capacity of GFs from IGH and healthy individuals was also studied. Results: All the GFs were mononuclear, fusiform and with visible cytoplasmic extensions. The phalloidin allowed to identify a dense actin network in the GFs of patients with IGH, contrary to the GFs of periodontally healthy individuals. Vimentin and mitochondria were identified in the GFs of healthy individuals and patients with IGH without any alteration in their expression and location. Monolayer migration of GFs indicates significant cell migration activity in the GFs of patients with IGH in relation to the GFs of periodontally healthy individuals. Conclusion: GFs from patients with IGH retain cellular phenotypic characteristic similar to GFs from periodontally healthy individuals. However, the GFs of patients with IGH simulate having a greater migratory capacity that deserves to be explored in future research works.
Subject(s)
Humans , Fibroblasts/physiology , Gingival Hyperplasia , Patients , Cell Movement , Fluorescent Antibody Technique, Indirect , Healthy VolunteersABSTRACT
Resumen Introducción. Los fibroblastos gingivales (FGs) son células del tejido conjuntivo gingival que han tomado en los últimos años una relevancia promisoria por su probable utilización en la terapia celular, dadas sus capacidades de multipotencialidad y de autorrenovación. Objetivo. Conocer y describir el impacto de la ausencia en la suplementación de Suero Fetal Bovino (SFB) en la supervivencia de fibroblastos gingivales en cultivos. Materiales y métodos. Fibroblastos gingivales fueron aislados de tejido gingival de pacientes sanos y cultivados en medios de cultivos DMEM (Dulbecco's Modified of Eagle Medium) en ausencia y suplementados con 0.2% de SFB a 37°C en una atmósfera húmeda con 5% de CO2. Se llevó a cabo una evaluación morfológica, de supervivencia y proliferación de los FGs, así como la identificación mediante la técnica de inmunofluorescencia de marcadores del citoesqueleto celular como la actina y mitocondrias. Resultados. Los FGs cultivados en ausencia y con suplementación de 0.2% de SFB evidenciaron una forma fusiforme, con núcleos ovalados y numerosas prolongaciones citoplasmáticas durante el tiempo de cultivo. Un leve aumento en la proliferación de FGs fue observado en aquellas células en contacto con el medio DMEM+0.2% de SFB comparadas con el medio donde estuvo ausente la suplementación. El inmunomarcaje de la actina y las mitocondrias dejó en evidencia que la ausencia y suplementación a 0.2% de SFB no afectó su localización en los FGs evaluados. Conclusión. Los fibroblastos gingivales sobreviven y proliferan en ausencia de SFB, conservando sus características morfológicas celulares.
Abstract Introduction. Gingival fibroblasts (GF) are cells of gingival connective tissue that have taken promising relevance in recent years due to their probable use in cell therapy, given their multipotencial and self-renewal capabilities. Objective. To know and to describe the impact of the absence of Fetal Bovine Serum (FBS supplementation on the survival of gingival fibroblasts in cultures. Materials and methods. Gingival fibroblasts were isolated from gingival tissue of healthy patients and cultured in DMEM (Dulbecco's Modified of Eagle Medium) culture media in absence and supplemented with 0.2% FBS at 37 ° C in a humid atmosphere with 5% CO2. A morphological evaluation, survival and proliferation of GF were carried out, as well as the identification by the immunofluorescence technique of cellular cytoskeleton markers such as actin and mitochondria. Results. The GF grown in the absence and with supplementation of 0.2% FBS showed a fusiform shape, with oval nuclei and numerous cytoplasmic extensions during the culture time. A slight increase in the proliferation of GF was observed in those cells in contact with the DMEM medium +0.2% FBS compared to the medium where the supplementation was absent. Immunostaining of actin and mitochondria showed that the absence and supplementation to 0.2% of FBS did not affect its location in the evaluated. Conclusion. Gingival fibroblasts survive and proliferate in the absence of FBS, preserving their cellular morphological characteristics.
Subject(s)
Humans , Connective Tissue Cells , Serum Albumin, Bovine , Fibroblasts , Cell- and Tissue-Based TherapyABSTRACT
OBJECTIVE: To analyze the associated expression of STMN1, MELK and FOXM1 in search of alternative drugable target in glioblastoma (GBM) and to review relevant functional roles of STMN1 in cancer biology. METHOD: STMN1, MELK and FOXM1 expressions were studied by quantitative PCR and their coexpressions were analyzed in two independent glioblastoma cohorts. A review of articles in indexed journals that addressed the multiple functional aspects of STMN1 was conducted, focusing on the most recent reports discussing its role in cancer, in chemoresistance and in upstream pathways involving MELK and FOXM1. RESULTS: Significant associated expressions of MELK and FOXM1 were observed with STMN1 in GBM. Additionally, the literature review highlighted the relevance of STMN1 in cancer progression. CONCLUSION: STMN1 is very important to induce events in cancer development and progression, as cellular proliferation, migration, and drug resistance. Therefore, STMN1 can be an important therapeutic target for a large number of human cancers. In glioblastoma, the most aggressive brain tumor, the MELK/FOXM1/STMN1 presented significant associated expressions, thus pointing MELK and FOXM1 as alternative targets for therapy instead of STMN1, which is highly expressed in normal brain tissue. Continuous functional research to understand the STMN1 signaling pathway is worthwhile to improve the therapeutic approaches in cancer.
OBJETIVO: Analisar as expressões associadas de STMN1, MELK e FOXM1 na procura de alvos alternativos de tratamento em glioblastoma (GBM) e revisar os papeis funcionais relevantes de STMN1 na biologia do câncer. MÉTODO: As expressões de STMN1, MELK e FOXM1 foram estudadas por PCR quantitativo e suas coexpressões foram analisadas em dois coortes independentes de GBM. A revisão dos artigos publicados em revistas indexadas na procura dos aspectos funcionais múltiplos de STMN1 foi conduzida focando-se nos estudos mais recentes discutindo o seu papel em câncer, quimiorresistência e vias de sinalização envolvendo MELK e FOXM1. RESULTADOS: Observou-se expressões associadas significantes de MELK e FOXM1 com STMN1. Adicionalmente, a revisão da literatura salientou a relevância do STMN1 na progressão do câncer. CONCLUSÃO: STMN1 é muito importante nos eventos relacionados ao desenvolvimento e progressão do câncer, como proliferação celular, migração e resistência ao tratamento. Desta forma, STMN1 pode ser um forte alvo terapêutico em um grande número de cânceres humanos. Em GBM, o tumor cerebral mais agressivo, MELK/FOXM1/STMN1 apresentaram significativa associação em suas expressões gênicas, indicando, portanto, MELK e FOXM1 como alvos alternativos para terapia em substituição ao STMN1, que apresenta alta expressão no tecido cerebral normal. Perseverar nos estudos funcionais para o entendimento da via de sinalização do STMN1 é relevante para melhorar os esquemas terapêuticos para câncer.
Subject(s)
Humans , Glioblastoma/therapy , Stathmin/analysis , Forkhead Box Protein M1/analysis , Cytoskeleton , MicrotubulesABSTRACT
Infecções por Plasmodium sp. podem levar a um quadro respiratório grave, com complicações pulmonares denominadas lesão pulmonar aguda e síndrome do desconforto respiratório agudo (LPA/SDRA). Inflamação aguda, lesão do endotélio alveolar e do parênquima pulmonar, disfunção e aumento da permeabilidade da barreira alvéolo-capilar e, consequente, formação de edema, caracterizam esta síndrome. O modelo experimental, que utiliza o parasita murino Plasmodium berghei ANKA e camundongos da linhagem DBA/2, é empregado no estudo de mediadores imunológicos e fatores que propiciam o estabelecimento das lesões pulmonares associados à LPA/SDRA. Diversos estímulos podem atuar diretamente no aumento da permeabilidade endotelial por meio da desestabilização dos microtúbulos, rearranjo dos microfilamentos de actina e contração das células endoteliais, via sinalização de Rho-GTPases, causando disfunção da barreira endotelial. Desta forma, este trabalho tem como objetivo avaliar as alterações do citoesqueleto em células endoteliais primárias pulmonares de camundongos DBA/2 (CEPP-DBA/2), as vias de sinalização das principais Rho-GTPases e o estresse oxidativo, causados pela presença de eritrócitos parasitados com esquizontes de P. berghei ANKA (EP-PbA). As CEPP-DBA/2 foram estimuladas com TNF, VEGF ou IFNγ, em diferentes tempos de exposição, seguido da incubação com EP-PbA. Assim, foram realizados ensaios de imunofluorescência para análise do rearranjo de microfilamentos de actina e da desestabilização de microtúbulos. As vias de sinalização das Rho-GTPases foram avaliadas por Western blot, para as expressões proteicas de RhoA, Cdc42 e MLC. Além disso, ensaio fluorométrico foi realizado para detectar a produção de espécies reativas de oxigênio, resultantes do estímulo com eritrócitos parasitados. CEPP-DBA/2 estimuladas por EP-PbA, VEGF, TNF ou IFNγ, em associação ou não, apresentaram alterações morfológicas nos microfilamentos de actina e aumento dos espaços interendoteliais. Imagens de imunofluorescência também mostram desestabilização de microtúbulos e desfosforilação de FAK, causadas por EP-PbA. Os ensaios de permeabilidade validam que os eritrócitos parasitados com formas maduras de P. berghei induziram aumento da permeabilidade microvascular nas CEPP-DBA/2. Além disso, estas células, estimuladas com EP-PbA, demonstraram elevada produção de espécies reativas de oxigênio (EROs), o que pode estar contribuindo com o desenvolvimento de estresse oxidativo e com a injúria endotelial, assim como, com o aumento da permeabilidade vascular. O mais interessante é que estas alterações endoteliais podem estar relacionadas ao aumento da razão RhoA/Cdc42, da expressão proteica de MLC fosforilada e do sinal de ativação de RhoA. Em conjunto, estes resultados mostram envolvimento dos eritrócitos parasitados com esquizontes de Plasmodium berghei ANKA na desorganização do citoesqueleto e na disfunção da barreira alvéolo-capilar, via RhoA/Rho-kinase, o que pode estar contribuindo com a patogênese da LPA/SDRA associada à malária
Infections by Plasmodium sp. can lead to a serious respiratory condition with pulmonary complications, named acute lung injury and acute respiratory distress syndrome (ALI/ARDS). Acute inflammation, alveolar endothelium and lung parenchyma injuries, dysfunction and increased permeability of the pulmonary alveolar-capillary barrier and consequent formation of edema characterize this syndrome. Several stimuli can directly increase endothelial permeability through actin microfilaments rearrangement, via Rho- GTPases signaling, leading to endothelial barrier dysfunction. DBA/2 mice infected with Plasmodium berghei ANKA develop ALI/ARDS similar to that observed in humans. The purpose of this research was to assess cytoskeletal changes in DBA/2 mice primary microvascular lung endothelial cells (PMLEC), verify the signaling pathways of the Rho- GTPases and analyze the oxidative stress on these cells in the presence of P. berghei ANKA-infected red blood cells (PbA-iRBC). PMLEC were stimulated by TNF, VEGF or IFNγ followed by incubation with PbA-iRBC. Immunofluorescence assays were performed to analyze actin microfilaments rearrangement and microtubules destabilization. Western blot for RhoA, Cdc42 and MLC proteins were conducted to assess alterations in signaling pathways of Rho-GTPases. In addition, a fluorimetric assay was performed to detect the production of reactive oxygen species resulting from PbA-iRBC stimulus. P. berghei ANKA, VEGF, TNF and IFNγ stimuli, in association or not, caused morphological disturbances in actin microfilaments of PMLEC and an increase of intercellular spaces. Moreover, immunofluorescence images showed microtubules destabilization and FAK dephosphorylation in these cells, caused by PbA-iRBC. The permeability assay showed that PbA-iRBC induced an increase of microvascular permeability in PMLEC. In addition, PMLEC stimulated by PbA-iRBC, showed elevated production of ROS, which may be contributing to oxidative stress and increasing the damage of endothelial cells, as well as an increase of vascular permeability. Interestingly, these endothelial changes may be related to the increased RhoA/Cdc42 protein expressions ratio, augmented protein expression of phosphorylated MLC and RhoA activation signal. Taken together, these data demonstrate the involvement of P. berghei ANKA-infected red blood cells in cytoskeleton disorganization and alveolar-capillary barrier dysfunction, through of RhoA / Rho-kinase signaling pathway, which may contribute to ALI/ARDS pathogenesis
Subject(s)
Animals , Male , Female , Mice , Cytoskeleton/classification , Endothelial Cells , Malaria/pathology , Plasmodium berghei/classification , Capillary Permeability/immunology , Blood-Air BarrierABSTRACT
Introduction: The neuronal loss and abnormal mossy fibers sprouting are frequently observed in patients with mesial temporal lobe epilepsy (MTLE). Beta-tubulin, a cytoskeleton protein, is critical for the maintenance of the neuritic structure. Objective: Considering the axonal reorganization in patients with MTLE, our objective was to analyze the beta-tubulin expression in the hippocampus of these patients. Methods: We evaluated the hippocampus of 38 MTLE patients and seven control cases. Histological sections were submitted to neo-Timm histochemistry to evaluate the sprouting of mossy fiber, and to immunohis- tochemistry for neuronal density evaluation (NeuN) and beta-tubulin expression. Results: The MTLE group showed lower neuronal density than the control group in the granular layer (GL), hilus, CA4, CA3, CA1, and presubiculum. The MTLE group showed higher gray value on the neo-Timm staining when compared to the control group in GL, IML, and outer mo- lecular layer (OML), and sprouting of thicker mossy fibers in the IML. When compared to the control group, group MTLE showed higher beta-tubulin expression in GL and lower expression in CA3 region. The aberrant sprouting of mossy fibers correlated inversely with the beta-tubulin expression in several subs of the hippocampal formation. Conclusions: The differential expression of beta-tubulin in the regions CA3 and GL of the MTLE group, as well as its correlation with neuronal loss and the mossy fiber sprouting, suggests a possible role of this protein in the neuropathological changes that occur in the hippocampus in chronic cases of MTLE.
Introdução: A perda neuronal e o brotamento anormal de fibras musgosas são observados com frequência em pacientes com epilepsia do lobo temporal mesial (ELTM). A beta-tubulina, uma proteína do citoesqueleto, é essencial para a manutenção da estrutura neurítica. Objetivo: Considerando a reorganização axonal nos pacientes com ELTM, nosso objetivo foi analisar a expressão de beta-tubulina no hipo- campo desses pacientes. Métodos: Foram avaliados 38 hipocampos de pacientes com ELTM e sete casos controle. Cortes histológicos foram submetidos à histoquímica de neo-Timm para avaliação do neobrotamento de fibras musgosas e à imuno-histoquímica para avaliações da densidade neuronal (NeuN) e da expressão de beta-tubulina. Resultados: O grupo ELTM apresentou menor densidade neuronal do que o grupo controle na camada granular (CG), hilo, CA4, CA3, CA1 e no pró-subículo. O grupo ELTM apresentou maior valor de cinza na coloração neo-Timm com relação ao grupo controle na CG, CMI e camada molecular externa (CME) e neobrotamento mais espesso de fibras musgosas na CMI. O grupo ELTM apresentou maior expressão de beta-tubulina na CG e menor expressão na região de CA3, quando comparado ao grupo controle. O neobrotamento aberrante de fibras musgosas correlacionou-se inversamente com a expressão de beta-tubulina em diversos subcampos da formação hipocampal. Conclusões: A expressão diferencial da beta-tubulina nas regiões da CA3 e CG do grupo ELTM, assim como suas correlações com a perda neuronal e o neobrotamento de fibras musgosas sugerem uma possível participação dessa proteína nas alterações neuropatológicas que ocorrem no hipocampo nos casos crônicos de ELTM.
Introducción: La pérdida neuronal y la brotación anormal de fibras musgosas se observan con frecuencia en los pacientes con epilepsia del lóbulo temporal mesial (ELTM). La beta-tubulina, una proteína del citoesqueleto, es crítica para el mantenimiento de la estructura neurítica. Objetivo: Teniendo en cuenta la reorganización axonal en pacientes con ELTM, nuestro objetivo fue analizar la expresión de beta-tubulina en el hipocampo de estos pacientes. Métodos: Se evaluó el hipocampo de 38 pacientes con ELTM y siete casos de control. Cortes histológicos fueron sometidos a la histoquímica neo-Timm para evaluar la brotación de fibras musgosas, y a inmunohistoquímica para la evaluación de la densidad neuronal (NeuN) y la expresión de beta-tubulina. Resultados: El grupo ELTM mostró una menor densidad neuronal que el grupo control en la capa granular (CG), hilo, CA4, CA3, CA1 y pró-subículo. El grupo ELTM mostró mayor valor de gris en la tinción neo-Timm en comparación con el grupo control en CG, CMI y en la capa externa molecular (CME), y la brotación de fibras musgosas más gruesas en la CMI. El grupo ELTM mostró una mayor expresión de beta- tubulina en CG y expresión más baja en la región CA3, cuando se compara con el grupo control. La brotación aberrante de fibras musgosa está inversamente correlacionada con la expresión de beta-tubulina en varios subcampos de la formación del hipocampo. Conclusiones: La expresión diferencial de beta-tubulina en las regiones CA3 y CG del grupo ELTM, así como su correlación con la pérdida neuronal y el surgimiento de fibras musgosas, sugiere un posible papel de esta proteína en los cambios neuropatológicos que se producen en el hipocampo en los casos crónicos de ELTM.
Subject(s)
Humans , Cytoskeleton , Epilepsy , Hippocampus , Tubulin ModulatorsABSTRACT
The expression of cytoskeletal proteins was evaluated immunohistochemically in 36 normal ovaries sampled from 18 sows and 44 cystic ovaries sampled from of 22 sows, was evaluated. All sows had history of reproductive problems, such as infertility or subfertility. The immunohistochemically stained area (IHCSA) was quantified through image analysis to evaluate the expression of these proteins in the follicular wall of secondary, tertiary, and cystic follicles. Cytokeratins (CK) immunoreactivity was strong in the granulosa cell layer (GC) and mild in the theca interna (TI) and externa (TE) of the normal follicles. There was severe reduction of the reaction to CK in the GC in the cystic follicles, mainly in the luteinized cysts. The immunoreactivity for vimentin was higher in the GC from normal and cystic follicles in contrast with the other follicular structures. In the luteinized cysts, the IHCSA for vimentin was significantly higher in TI and in both observed cysts, the labeling was more accentuated in TE. Immunohistochemical detection of desmin and -SMA was restricted to the TE, without differences between the normal and cystic follicles. The results of the current study show that the development of ovarian cysts in sows is associated to changes in the expression of the cytoskeletal proteins CK and vimentin.
A expressão de proteínas do citoesqueleto foi avaliada por imuno-histoquímica em ovários normais e císticos de porcas matrizes. Amostras de 36 ovários normais (18 porcas) e de 44 císticos (22 porcas) foram avaliadas. Todas as matrizes apresentaram histórico de problemas reprodutivos, como infertilidade ou subfertilidade. As áreas coradas por imuno-histoquímica (IHCSA) foram quantificadas por avaliação de imagens avaliando a expressão dessas proteínas na parede folicular de folículos secundários, terciários e císticos. A imuno-reatividade para citoqueratina (CK) foi forte na camada de células da granulosa (GC) e discreta nas tecas interna (TI) e externa (TE) dos folículos normais. Houve redução acentuada da reação de CK na CG dos folículos císticos, principalmente nos cistos luteinizados. A reação para vimentina foi mais intensa na CG dos folículos normais e císticos em comparação com outras estruturas foliculares. Nos cistos luteinizados, a IHCSA para vimentina foi significativamente maior na TI e, em ambos os cistos observados, a marcação foi mais acentuada na TE. A marcação de desmina e actina alfa de músculo liso foi restrita a TE, sem diferenças entre os folículos normais e císticos. Os resultados do presente estudo mostram que o desenvolvimento de cistos ovarianos em porcas matrizes está associado a alterações na expressão das proteínas do citoesqueleto CK e vimentina.
Subject(s)
Animals , Female , Ovarian Cysts/veterinary , Cytoskeletal Proteins/isolation & purification , Keratins/isolation & purification , Swine/physiology , Vimentin/isolation & purification , Immunohistochemistry/veterinary , Infertility/veterinaryABSTRACT
La fibrosis quística se debe a la ausencia o defecto del canal transmembrana regulador de la fibrosis quística (CFTR), un canal de cloruro codificado en el gen cftr que juega un papel clave en la homeostasis del agua e iones. El CFTR es activado por el AMPc y se localiza en las membranas apicales y basolaterales de las vías aéreas, intestino y glándulas exocrinas. Una de sus funciones primarias en los pulmones es mantener la capa de líquido superficial a través de su función de canal y regular el canal epitelial de sodio sensible al amiloride (ENaC). Se han identificado más de 1900 mutaciones en el gen cftr. La enfermedad se caracteriza por secreciones viscosas en las glándulas exocrinas y por niveles elevados de cloruro de sodio en el sudor. En la fibrosis quística el CFTR no funciona y el ENaC está desregulado; el resultado es un aumento en la reabsorción de sodio y agua con la formación de un líquido viscoso. En las glándulas sudoríparas tanto el Na+ como el Cl- se retienen en el lumen causando una pérdida de electrolitos durante la sudoración y el NaCl se elimina al sudor. Así, los niveles elevados de NaCl son la base del test del sudor inducido por pilocarpina, un método de diagnóstico para la enfermedad. En esta revisión se discuten los movimientos de Cl- y Na+ en las glándulas sudoríparas y pulmón así como el papel del ENaC en la patogénesis de la enfermedad.
Cystic fibrosis is caused by dysfunction or lack of the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR), a chloride channel that has a key role in maintaining ion and water homoeostasis in different tissues. CFTR is a cyclic AMP-activated Cl- channel found in the apical and basal plasma membrane of airway, intestinal, and exocrine epithelial cells. One of CFTR’s primary roles in the lungs is to maintain homoeostasis of the airway surface liquid layer through its function as a chloride channel and its regulation of the epithelial sodium channel ENaC. More than 1900 CFTR mutations have been identified in the cftr gene. The disease is characterized by viscous secretions of the exocrine glands in multiple organs and elevated levels of sweat sodium chloride. In cystic fibrosis, salt and fluid absorption is prevented by the loss of CFTR and ENaC is not appropriately regulated, resulting in increased fluid and sodium resorption from the airways and formation of a contracted viscous surface liquid layer. In the sweat glands both Na+ and Cl- ions are retained in the lumen, causing significant loss of electrolytes during sweating. Thus, elevated sweat NaCl concentration is the basis of the classic pilocarpine-induced sweat test as a diagnostic feature of the disease. Here we discuss the ion movement of Cl- and Na+ ions in two tissues, sweat glands and in the air surface as well as the role of ENaC in the pathogenesis of cystic fibrosis.
Subject(s)
Humans , Biological Transport/physiology , Cell Membrane Permeability/physiology , Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator/physiology , Cystic Fibrosis/physiopathology , Epithelial Sodium Channels/physiologyABSTRACT
A doença de Chagas foi incialmente descrita em 1090 e após mais de 100 anos de investigações sobre essa doença, ainda pouco se sabe sobre os mecanismos ativados no parasita durante sua adesão e invasão à célula hospedeira. Glicoproteínas de massa molecular de 85kDa localizadas na membrana do parasita foram identificadas como principais elementos responsáveis pela interação com o hospedeiro. Essas proteínas também são capazes de se ligar a elementos da matriz extracelular (ECM) da célula hospedeira e esse evento parece ser crucial para modulação da adesão e invasão do parasita e consequente avanço da infecção. Embora diferentes elementos tenham sido identificados no hospedeiro como componentes da via de resposta a adesão ao parasita, as modificações induzidas pela sua ligação ao hospedeiro é ainda pouco conhecida. Modificações pós-traducionais de proteínas, incluindo a fosforilação, têm sido utilizadas por diferentes organismos na transdução de sinais extracelulares. Dessa forma, a identificação de proteínas diferencialmente fosforiladas durante a adesão de tripomastigotas de T. cruzi a ECM, fibronectina e laminina foi o objetivo dessa tese. Tripomastigotas foram incubados com ECM, fibronectina-, laminina- ou BSA- previamente aderidos em placas de cultura de células. Em seguida, os parasitas foram coletados e suas proteínas extraídas e separadas por 2D-PAGE. Os géis de eletroforese foram corados com Pro-Q Diamond (para identifiicação de proteínas fosforiladas) e posteriormente com coomassie colloidal (identificação de proteínas totais). Os spots com diferença significativa na coloração com Pro-Q Diamond (p< 0,05) foram identificados por LC-MS/MS. 54 spots foram diferencialmente fosforilados durante a adesão dos parasitas a ECM, dos quais 39 sofreram um aumento da intensidade de fosforilação e 15 uma redução. Já dos 43 spots diferencialmente fosforilados durante incubação com laminina, 16 aumentaram a fosforilação enquanto 27 sofreram redução da intensidade de fosforilação. Por fim, após incubação com fibronectina, dos 50 spots selecionados, 15 spots sofreram aumento da intensidade de fosforilação e 35 sofreram redução. Após identificação dos spots, as modificações por fosforilação/desfosforilação de proteínas de função desconhecida (hypothetical proteins), proteínas do citoesqueleto, proteínas do choque térmico (HSPs) e proteínas componentes do proteassomo do parasita foram as mais evidentes. A validação por immonoblotting de algumas proteínas identificadas indicou que a desfosforilação de proteínas do citoesqueleto junto com a fosforilação de proteínas do choque térmico são os principais eventos durante a resposta do parasita a adesão a ECM e a seus elementos. Além disso, a desfosforilação de ERK 1/2 observada indicou uma inativação dessa proteína em parasitas aderidos a fibronectina e laminina. Os resultados obtidos nessa tese sugerem uma provável relação entre modificações de proteínas do citoesqueleto e HSPs com a capacidade de internalização dos parasitas na célula hospedeira
The Chagas disease was firstly described in 1909. After more than 100 years of investigation about this sickness much less is known about the mechanism triggered in the parasite during the adhesion and invasion to the host cell. 85kDa glycoproteins were identified as the major element responsible for the attachment to the host. In addition, these proteins are able to binding to extracellular matrix elements and host cytoskeletal proteins and it event appears to be an essential step in host cell invasion by T. cruzi. Although downstream signal modifications have been studied in host cells upon parasite binding, the molecular changes induced on the parasite by ligand binding are largely unknown. Since post-translational modification of proteins by phosphorylation is one of the most important mechanisms employed by organisms to transduce external signals, identification of proteins modified upon adhesion of T. cruzi trypomastigotes to ECM, laminin and fibronectin of the host cell was pursued. Trypomastigotes (Y strain) were incubated with ECM, laminin-, fibronectin- or BSA-coated surfaces, followed by 2D-PAGE stained with Pro-Q Diamond (phosphorylated protein detection) followed by colloidal coomassie stain (total protein identification). Proteins with significant differences in Pro-Q Diamond stain (p<0.05) were identified by LC-MS/MS. 54 spots were differentially phosphorylated during parasite adhesion to ECM, in which 39 spots have increased their phosphorylation level and 15 have decreased their phosphorylation. From the 43 spots presenting modification to the phosphorylation on incubation with laminin, 16 corresponded to cases of increase of phosphorylation and 27 to cases of dephosphorylation. After incubation with fibronectin: from the 50 spots selected, 15 corresponded to increase of phosphorylation and 35 to dephosphorylation. The results show phosphorylation/dephosphorylation modifications of unknown proteins, parasite cytoskeletal proteins (alpha and beta tubulin and paraflagellar-rod proteins), heat shock proteins and proteasome proteins. The validation by immunoblotting of proteins and their phosphorylation intensities indicates that cytoskeletal protein dephosphorylation in addition to heat shock proteins phosphorylation are the most important event during the trypomastigotes adhesion to the ECM. Looking for downstream signaling, dephosphorylation of ERK1/2 was also shown in trypomastigotes adhered to fibronectin or laminin, suggesting its inactivation. Thereby, those results suggest a possible correlation between cytoskeletal proteins and HSPs modification and the ability of parasite to internalize into host cells
Subject(s)
Extracellular Matrix/classification , Trypanosoma cruzi/parasitology , Cytoskeleton/metabolism , Electrophoresis, Gel, Two-Dimensional/methods , Glycoproteins/analysis , Host Cell Factor C1/analysis , Host-Parasite Interactions , Mass Spectrometry/methods , Phosphorylation/drug effectsABSTRACT
INTRODUÇÃO: O citoesqueleto é uma complexa rede de proteínas que determina a forma da célula. Ele é fundamental para que ocorra a movimentação celular; proporciona o suporte estrutural e mobilidade de organelas intracelulares e a estrutura para movimentação e separação de cromossomos durante a divisão celular. Os componentes principais do citoesqueleto são os microfilamentos, os filamentos intermediários e os microtúbulos. Os microtúbulos são formados por dímeros de α e β tubulina que se associam à proteínas específicas, as proteínas asssociadas aos microtúbulos (MAPs). A associação diferencial entre estas proteínas possibilita ampla variedade na modulação de função dos componentes do citoesqueleto no meio celular. As MAPs expressas no sistema nervoso central (SNC), MAP2 e tau, possuem diferentes isoformas geradas por processamento alternativo. O objetivo da presente revisão é de descrever e discutir as principais funções das proteínas do citoesqueleto em condições normais e patológicas, com destaque na fisiopatologia das epilepsias. RESULTADOS: As MAPs possuem funções essenciais nas células neuronais, agem principalmente na formação estrutural destas células, garantindo sua morfologia e regulando funções específicas. Alterações nos níveis de expressão de proteínas estruturais estão envolvidas em diversas patologias do SNC como a esquizofrenia, a epilepsia do lobo temporal, as displasias corticais e as desordens do desenvolvimento. Estudos com modelos animais de epilepsia e tecido humano proveniente de pacientes epilépticos têm mostrado que as crises epilépticas podem modificar a expressão das proteínas do citoesqueleto. CONCLUSÕES: Apesar do significativo conhecimento existente sobre o citoesqueleto e proteínas associadas aos microtúbulos, não se sabe exatamente os mecanismos responsáveis pelas modificações estruturais encontradas em algumas patologias. Além do papel bem estabelecido do citoesqueleto como componente estrutural e citoarquitetônico, sua participação como facilitador do tráfico intracelular de neurotransmissores e outras macromoléculas é função ainda a ser melhor explorada e compreendida.
INTRODUCTION: The cytoskeleton is a complex network of protein fibers that determines the shape of cells. It is essential for the movements of cells and provides the structural support and movements of organelles within the cells, α and β the framework for moving and separating chromosomes during the cell division. The main components of the cytoskeleton are microfilaments, intermediate filaments and microtubules. Microtubules are assembled dimers of a and b tubulin that bind to specific proteins, the microtubules associated proteins (MAPs). Differential association between these proteins enables a wide variety in functional modulation of the cytoskeleton components in the cellular environment. The MAPs expressed in the central nervous system (CNS), MAP2 and tau, have different isoforms generated by alternative splicing. The aim of the present short review is to describe and discuss the key functions of cytoskeleton proteins in physiological and pathological states, mainly in the epileptic condition. RESULTS: The MAPs have critical roles in neurons, they act mainly on the structural formation of these cells, ensuring their morphology and regulating specific functions. Changes in the expression levels of structural proteins are involved in various CNS pathologies such as schizophrenia, temporal lobe epilepsy, cortical dysplasia and developmental disorders. Studies with animal models of epilepsy and human tissue from epileptic patients have shown that seizures can change the expression of cytoskeletal proteins. CONCLUSIONS: Despite the significant amount of knowledge on cytoskeleton and microtubules associated proteins, the precise mechanisms responsible for structural changes found in some pathological conditions are still not known. Besides the well-established role of the cytoskeleton as a structural and cytoarchitectural component, its participation in the facilitation of intracellular trafficking of neurotransmitters and other macromolecules is a function to be further explored and understood.
Subject(s)
Humans , Cytoskeleton , Epilepsy, Temporal Lobe , Neurodevelopmental Disorders , Neuropathology , Microtubule-Associated ProteinsABSTRACT
A desmontagem do complexo juncional apical (CJA), que compreende as junções aderentes (JAs) e junções tight (JTs), e a reorganização do citoesqueleto de actina são etapas iniciais da progressão do câncer colorretal (CCR). Subsequentemente, as células adquirem um fenótipo migratório e invasivo, no entanto, os mecanismos moleculares que modulam esses eventos iniciais permanecem desconhecidos. O objetivo do presente estudo foi identificar as vias de sinalização envolvidas na regulação da dinâmica do CJA e do citoesqueleto de actina durante a progressão do CCR. Células de adenocarcinoma de cólon humano Caco-2, utilizadas como modelo de CCR, foram submetidas ao ensaio de retirada do cálcio do meio extracelular e ao tratamento com ácido lisofosfatídico (LPA), um ativador da GTPase Rho. Pré-tratamentos com inibidores específicos de vias de sinalização foram também utilizados nos diferentes ensaios. Na primeira etapa do estudo, verificamos que a retirada do cálcio extracelular ocasionou redistribuição das proteínas do CJA, conforme mostrado por imunofluorescência e immunoblotting usando frações solúveis e insolúveis em Triton X-100; perda da funcionalidade das JTs, como visto pelo decréscimo na resistência elétrica transepitelial (RET) e microscopia eletrônica de transmissão utilizando o traçador vermelho de rutênio; alterações no citoesqueleto de actina na região perijuncional e na distribuição das fibras de estresse, observados por microscopia confocal; e ativação localizada das GTPases Rho e Rac. Todos esses efeitos foram mediados por uma via de sinalização envolvendo a ativação de PKA e Rho-ROCK. Na segunda parte do estudo, observamos que o tratamento com LPA ocasionou redistribuição das proteínas do CJA e redução da expressão de E-caderina bem como reorganização do citoesqueleto de actina perijuncional, e aumento na formação de fibras de estresse. Além disso, o LPA causou: aumento da migração, mas não da invasão celular, como mostrado pelas técnicas do wound healing e de invasão em matrigel, respectivamente; formação de adesões focais, analisada pelo aumento da fosforilação da quinase de adesão focal (FAK) e imunofluorescência; ativação da GTPase Rho, mas não de Rac, conforme o ensaio de pull-down; e aumento do crescimento independente de ancoragem. Esses resultados mostram que o LPA modula as JAs, o citoesqueleto de actina e a migração celular através de uma via de sinalização que integra Rho-ROCK e Src-FAK. Em conclusão, juntos esses resultados mostram um papel central da via de sinalização Rho-ROCK na modulação do CJA e do citoesqueleto de actina durante a progressão do CCR, via que pode constituir um novo e alternativo alvo terapêutico no tratamento deste tipo de câncer
A desmontagem do complexo juncional apical (CJA), que compreende as junções aderentes (JAs) e junções tight (JTs), e a reorganização do citoesqueleto de actina são etapas iniciais da progressão do câncer colorretal (CCR). Subsequentemente, as células adquirem um fenótipo migratório e invasivo, no entanto, os mecanismos moleculares que modulam esses eventos iniciais permanecem desconhecidos. O objetivo do presente estudo foi identificar as vias de sinalização envolvidas na regulação da dinâmica do CJA e do citoesqueleto de actina durante a progressão do CCR. Células de adenocarcinoma de cólon humano Caco-2, utilizadas como modelo de CCR, foram submetidas ao ensaio de retirada do cálcio do meio extracelular e ao tratamento com ácido lisofosfatídico (LPA), um ativador da GTPase Rho. Pré-tratamentos com inibidores específicos de vias de sinalização foram também utilizados nos diferentes ensaios. Na primeira etapa do estudo, verificamos que a retirada do cálcio extracelular ocasionou redistribuição das proteínas do CJA, conforme mostrado por imunofluorescência e immunoblotting usando frações solúveis e insolúveis em Triton X-100; perda da funcionalidade das JTs, como visto pelo decréscimo na resistência elétrica transepitelial (RET) e microscopia eletrônica de transmissão utilizando o traçador vermelho de rutênio; alterações no citoesqueleto de actina na região perijuncional e na distribuição das fibras de estresse, observados por microscopia confocal; e ativação localizada das GTPases Rho e Rac. Todos esses efeitos foram mediados por uma via de sinalização envolvendo a ativação de PKA e Rho-ROCK. Na segunda parte do estudo, observamos que o tratamento com LPA ocasionou redistribuição das proteínas do CJA e redução da expressão de E-caderina bem como reorganização do citoesqueleto de actina perijuncional, e aumento na formação de fibras de estresse. Além disso, o LPA causou: aumento da migração, mas não da invasão celular, como mostrado pelas técnicas do wound healing e de invasão em matrigel, respectivamente; formação de adesões focais, analisada pelo aumento da fosforilação da quinase de adesão focal (FAK) e imunofluorescência; ativação da GTPase Rho, mas não de Rac, conforme o ensaio de pull-down; e aumento do crescimento independente de ancoragem. Esses resultados mostram que o LPA modula as JAs, o citoesqueleto de actina e a migração celular através de uma via de sinalização que integra Rho-ROCK e Src-FAK. Em conclusão, juntos esses resultados mostram um papel central da via de sinalização Rho-ROCK na modulação do CJA e do citoesqueleto de actina durante a progressão do CCR, via que pode constituir um novo e alternativo alvo terapêutico no tratamento deste tipo de câncer
Subject(s)
Cell Movement , Colorectal Neoplasms , CytoskeletonABSTRACT
Las Rho GTPasas son una familia de proteínas clave en la transmisión de señales provenientes del exterior celular hacia efectores intracelulares tanto citoplasmáticos como nucleares. En los últimos año ha habido un desarrollo vertiginoso de múltiples herramientas genéticas y farmacológicas, lo que ha permitido establecer de manera mucho más precisa las funciones específicas de estas proteínas. El objetivo de la presente revisión es hacer foco en las múltiples funciones celulares reguladas por las Rho GTPasas, describiendo en detalle el mecanismo molecular involucrado. Se discute además la participación de estas proteínas en diversas enfermedades humanas haciendo énfasis en su vinculación con el cáncer. Por último, se hace una actualización detallada sobre las estrategias terapéuticas en experimentación que tienen a las Rho GTPasas como blancos moleculares.
Rho GTPases are a key protein family controlling the transduction of external signals to cytoplasmatic and nuclear effectors. In the last few years, the development of genetic and pharmacological tools has allowed a more precise definition of the specific roles of Rho GTPases. The aim of this review is to describe the cellular functions regulated by these proteins with focus on the molecular mechanism involved. We also address the role of Rho GTPases in the development of different human diseases such as cancer. Finally, we describe different experimental therapeutic strategies with Rho GTPases as molecular targets.
Subject(s)
Humans , Neoplasms/drug therapy , Neurodegenerative Diseases/drug therapy , rho GTP-Binding Proteins/therapeutic use , Antineoplastic Agents/therapeutic use , Autoimmune Diseases/drug therapy , rho GTP-Binding Proteins/physiologyABSTRACT
A ventilação mecânica é uma terapia importante, mas pode resultar em complicações. Uma das mais relevantes é a lesão pulmonar induzida por ventilador. Devido à hiperdistensão alveolar, o pulmão inicia um processo inflamatório, com infiltrado neutrofílico, formação de membrana hialina, fibrogênese e prejuízo de troca gasosa. Nesse processo, a mecanotransdução da hiperdistensão celular é mediada através do citoesqueleto da célula e de suas interações com a matriz extracelular e com as células vizinhas, de modo que o estímulo mecânico da ventilação se traduz em sinalização bioquímica intracelular, desencadeando ativação endotelial, permeabilidade vascular pulmonar, quimiotaxia leucocitária, produção de citocinas e, possivelmente, lesão de órgãos à distância. Estudos clínicos demonstram essa relação entre distensão pulmonar e mortalidade em pacientes com lesão pulmonar induzida por ventilador. Entretanto, apesar de o citoesqueleto ter um papel fundamental na patogênese da lesão pulmonar induzida por ventilador, a literatura carece de estudos utilizando modelos in vivo sobre as alterações do citoesqueleto e de suas proteínas associadas durante esse processo patológico.
Although mechanical ventilation is an important therapy, it can result in complications. One major complication is ventilator-induced lung injury, which is caused by alveolar hyperdistension, leading to an inflammatory process, with neutrophilic infiltration, hyaline membrane formation, fibrogenesis and impaired gas exchange. In this process, cellular mechanotransduction of the overstretching stimulus is mediated by means of the cytoskeleton and its cell-cell and cell-extracellular matrix interactions, in such a way that the mechanical stimulus of ventilation is translated into an intracellular biochemical signal, inducing endothelial activation, pulmonary vascular permeability, leukocyte chemotaxis, cytokine production and, possibly, distal organ failure. Clinical studies have shown the relationship between pulmonary distension and mortality in patients with ventilator-induced lung injury. However, although the cytoskeleton plays a fundamental role in the pathogenesis of ventilator-induced lung injury, there have been few in vivo studies of alterations in the cytoskeleton and in cytoskeleton-associated proteins during this pathological process.
Subject(s)
Humans , Cytoskeleton/enzymology , Mechanotransduction, Cellular/physiology , Ventilator-Induced Lung Injury/etiology , Cytoskeleton/physiology , Inflammation Mediators/physiologyABSTRACT
Giardia lamblia é um protozoário parasito do intestino delgado, agente etiológico da giardiose, o qual apresenta um complexo citoesqueleto composto por microtúbulos. Neste estudo, a distribuição dos microtúbulos no citoesqueleto de trofozoítos e cistos de G. lamblia foi investigada por meio de um taxóide fluorescente, o FLUTAX-2 - um derivado do Taxol que se liga aos dímeros polimerizados de alfabeta-tubulina. O efeito do metronidazol sobre o citoesqueleto do organismo também foi avaliado. FLUTAX-2 foi capaz de se ligar aos microtúbulos de trofozoítos e cistos de G. lamblia, tornando possível a visualização de estruturas do citoesqueleto do microrganismo, como flagelos, funis e disco adesivo. Além disso, FLUTAX-2 marcou os trofozoitos cultivados por diferentes períodos, revelando que o intervalo de 48 horas é o melhor tempo de cultivo. A incubação dos parasitos na presença de metronidazol não demonstrou alteração significativa na marcação microtubular por FLUTAX-2. Nosso grupo já apresentou a marcação pelo FLUTAX-2 em outros protozoários, Trichomonas vaginalis, T. gallinae e Tritrichomonas foetus, e este é o primeiro trabalho a revelar o perfil de ligação em G. lamblia. Os resultados contribuem para o conhecimento de aspectos biológicos e morfológicos do parasito e sugerem perspectivas para o diagnóstico laboratorial da giardiose.
G. lamblia is a protozoan parasite of the small intestine and the etiologic agent ofgiardiosis, which presents a complex cytoskeleton composed of microtubules. In this study, the microtubule cytoskeleton was labeled in trophozoites and cysts of G. lamblia, using a fluorescent taxoid (FLUTAX-2), a derivative of Taxol, which binds to áâ-tubulin dimer polymerized. In addition, the effect of metronidazole on the cytoskeleton of the parasite was also evaluated. FLUTAX-2 was able to labelthe microtubules of trophozoites and cysts, allowing the observation of cytoskeletal structures, such as flagella, funis, adhesive disk, and median body. Moreover, FLUTAX-2 labeled the trophozoites from several different cultivation times, revealing the 48 hours as the best incubation period. The incubation of parasites in presence of metronidazole did not show significant alteration on the microtubulelabeling by FLUTAX-2. We have shown the FLUTAX-2 labeling in other protozoa,Trichomonas vaginalis, T. gallinae and Tritrichomonas foetus, and this is the first report revealing the binding profile in G. lamblia. Our results contribute to the knowledge of biological and morphological features of this intestinal pathogen. Furthermore, our data showed no modification of microtubule profile labeling in presence of metronidazole. Finally, a new perspective for giardiosis diagnosticis suggested, since trophozoites and cysts of G. lamblia were labeled withFLUTAX-2.
Subject(s)
Cytoskeleton , Giardia lamblia , Metronidazole/adverse effects , TaxoidsABSTRACT
This review article summarizes the potential role of circadian rhythmicity and melatonin in psychiatric disorders. The melatonin rhythm, with high blood levels at night and low values during the day, is a reflection of the biological clock, i.e., the suprachiasmatic nucleus (SCN). The SCN receive information about the prevailing light: dark conditions from specialized ganglion cells (only 1-2% of the total ganglion cells) in the retina. These unique cells contain a newly-discovered photopigment, melanopsin, which responds to a rather narrow band width of light that peaks at roughly 480 nm. The axons of these ganglion cells project via the retinohypothalamic tract through the optic nerve to the SCN, located just above the optic chiasm in the anterior hypothalamus. Via this pathway, light detected by the retina synchronizes the circadian clock to precisely 24 hours. In the absence of light, i.e., darkness, the SCN signals the pineal gland to produce melatonin via a complex neural pathway that involves fibers that project from the hypothalamus to the preganglionic sympathetic neurons in the intermediolateral cell column of the upper thoracic cord. Axons of these neurons exit the spinal cord to eventually synapse on neurons in the superior cervical ganglia. Then, postganglionic fibers convey the information to the pineal gland mediating the nighttime rise in melatonin synthesis. Because melatonin is only elevated at night, it is referred to as the <
La melatonina (N-acetil-5-metoxitriptamina) es una indolamina que produce la glándula pineal durante la noche. Se libera directamente en la circulación general con un ritmo circadiano. En las enfermedades psiquiátricas se presentan alteraciones en los ritmos biológicos. La melatonina es un cronobiótico ya que sincroniza los ritmos biológicos como el ciclo sueño-vigilia, el de la temperatura corporal y el ciclo de liberación de cortisol, con el fotoperiodo. Esta indolamina no actúa como un hipnótico clásico. Los efectos que ejerce sobre el sueño son acortar su latencia, prolongar el periodo de sueño natural y reducir los despertares nocturnos. Por lo anterior, se ha descrito como un compuesto que <
ABSTRACT
O Diabetes Mellitus é uma doença metabólica crônica com múltiplos fatores etiológicos (genético, viral e imunológico) que condiciona deficiência absoluta ou relativa de insulina, causando persistência de níveis elevados de glicose no sangue. Atualmente, o Diabetes Mellitus é considerado um importante problema de saúde devido a sua prevalência e alta morbimortalidade. Sua importância clínica resulta essencialmente de suas graves complicações, especialmente as microvasculares. A hiperglicemia crônica ou intermitente tem sido identificada como o fator indutor de lesão endotelial, sendo este, o agente desencadeante das complicações microvasculares. As células endoteliais, por serem influenciadas pela força hemodinâmica local, respondem com a transdução de sinais (mecanotrans dução), as quais podem ser responsáveis pelo início de processos patológicos na parede dos vasos. Desta forma, o objetivo deste estudo foi analisar a microcirculação da bolsa da bochecha do hamster sob a influência do Diabetes Mellitus tipo 1 experimental induzido por estreptozotocina, avaliando seus aspectos morfofuncionais aos 6 e 15 dias de evolução da doença. As características morfológicas de arteríolas e vênulas foram estimadas por medidas do diâmetro do lúmen e da espessura da parede; pela densidade de volume e de área destes vasos na bolsa da bochecha; pela análise imunohistoquímica da expressão de actina, talina, alfa-actina de músculo liso, vimentina, laminina e colágeno IV através da microscopia de luz com a utilização de um sistema semiquantitativo baseado em uma escala de intensidade de imunomarcação; e por microscopia eletrônica de transmissão. Também foi avaliado o relaxamento dependente do endotélio, medido pela variação do diâmetro do lúmen antes e após a aplicação de acetilcolina e a permeabilidade de vênulas pós-capilares à histamina, determinada pelo número de pontos de extravasamento plasmático. Nossos resultados mostraram que arteríolas e vênulas...
Diabetes Mellitus is a chronic metabolic disease with multiple etiologic factors (genetic, viral and immunological) that results in absolute or relative insulin deficiency, causing persistent elevated blood glucose levels. Nowadays, Diabetes Mellitus is considered as an important health concern due to its increasing prevalence and high morbimortality. Its clinical importance comes from the complications, especially harm inductor factor, being this the first outcome of microvascular complications. Endothelial cells, under local hemodynamic strength, produce signal transduction (mechanotransduction), which can be responsible for the beginning of patholgical events in vessels wall. In this regard, the objective of this study was to analyze hamster cheek pouch microcirculation under the influence of type 1 diabetes mellitus induced by streptozotocin, evaluationg its morpho-functional aspects at 6 and 15 days of diseases evolution. Morphological characteristics of arterioles and venules were estimated by the measurement of lumen diameter and wall thickness; the volume density and area of these vessels from cheek pouch; immunohistochemistry of the expression of actin, talin, smooth muscle alpha-actin, vimentin, laminin and type IV collagen through light microscopy with the utilization of a semi-quantitative score system based on the intensity of the immunostaining; and transmission electron microscopy. It was also evaluated the endothelium dependent relaxation, measured by the variation of lumen diameter before and after acetylcholine administration and post-capillary venules permeability to histamine, determined by number of points of plasma extravasation. Our results reveal that arterioles and venules do not show differences between the groups concerning wall thickness, luminal diameter, density per area and volume density. Vascular permeability, after 2 minutes of histamine administration, was reduced significantly in diabetic groups...
Subject(s)
Animals , Mice , Arterioles/physiology , Cheek/blood supply , Diabetes Mellitus, Experimental/complications , Diabetes Mellitus, Type 1/complications , Diabetes Mellitus, Type 1/chemically induced , Hyperglycemia/chemically induced , Microcirculation/physiology , Venules/physiology , Streptozocin/administration & dosageABSTRACT
Introdução: A qualidade da conservação obtida em um órgão e a duração do armazenamento seguro são dependentes do tipo de solução e tempo de conservação, estando sujeitas a intercorrências imprevisíveis. Em virtude disso, o parênquima renal e, particularmente, o túbulo contornado proximal (TCP), local onde ocorre necrose tubular aguda (NTA), são susceptíveis às mudanças na homeostase funcional do órgão, durante a conservação e durante a reperfusão pós-implante. O TCP reabsorve cerca de 70% de Na+ e H2O filtrados; sua membrana apical tem células especializadas com microvilosidades para aumentar a área de transporte unidirecional de solutos do lúmen para o sangue. O principal componente estrutural da bordadura em escova, filamentos de F-actina, interage com uma variedade de proteínas transmembranas, inclusive moléculas transportadoras de íons. Esta função é regulada por parâmetros fisiológicos e hormonais, sendo a Angiotensina II (AII) uma das principais envolvidas com o citoesqueleto de actina e proteínas associadas, mediada principalmente por seus receptores AT1. Métodos: Neste trabalho, túbulos isolados de fragmentos frescos e de fragmentos conservados por períodos de 1 e 24h nas soluções de Euro - Collins (ECO) e de Belzer (UW) foram tratados com AII, losartan e AII+losartan, para medida do volume de absorção de fluido (Jv=nl. min_1. mm-1 (microperfusão in vitro), e medida da intensidade (média) de pixel da fluorescência dos receptores AT1 e do citoesqueleto de actina (imunoistoquímica). Resultados: a) Demonstrou-se que AII (10-12M) estimula absorção fluida (Jv), que é diminuída com losartan (10-6M) em TCP frescos e também em TCP conservados em soluções...
Introduction: Depending on the preservation quality and duration, considering the solution composition and the preservation method, unexpected intercurrences may occur. In consequence, the renal parenchyma and particularly the proximal convoluted tubule (PCT), site where the acute tubular necrosis (NTA) occurs, are susceptible to changes in the organ functional homeostasis during preservation in the post implantation reperfusion period. The PCT reabsorbs approximately 70% of filtered Na+ and H2O, and its apical membrane has specialized cells with microvilli to increase the area of unidirectional solute transport from the lumen to the blood. The major structural component of brush border microvilli is the filamentous F-actin, which has been shown to interact with a variety of transmembrane proteins, including ion transport molecules. This function is regulated by physiological and hormonal parameters, such as angiotensin II (AII) interacting with actin cytoskeleton and associated proteins, mediated mainly through type I receptors (AT1R). After via different signaling pathways having been triggered, the varied functions are started, including fluid absorption (Jv), which is directly related to the actin cytoskeleton. Methods: Fresh (no preserved) and tubules preserved for 1h and 24hrs in Euro-Collins (EC) and Belzer (UW) solutions, treated with AII, losartan and AII+losartan, evaluated by "in vitro" microperfusion technique (fluid absorption (Jv=nl. min-1. mm-1), and by immunohistochemical technique (AT1 receptor measurement and actin cytoskeleton). Results: a) Our results showed that AII (10-12M) (physiological concentration) stimulates...
Subject(s)
Animals , Rabbits , Hypothermia, Induced , Kidney Transplantation , Renin-Angiotensin System , Tissue and Organ Harvesting , Angiotensin II , Colloids , Cytoskeleton/geneticsABSTRACT
A identificação e caracterização estrutural e funcional de genes diferencialmente expressos entre tecidos tumorais e normais constituem etapas fundamentais para permitir a compreensão do processo neoplásico e o desenvolvimento de novas estratégias antitumorais. Ankyrin Repeat Single KH Domain containing 1 (ANKHD1) foi inicialmente identificada em células de adenocarcinoma de próstata humano (LNCaP), no ano de 2003. Entretanto, seu padrão de expressão e sua função ainda não haviam sido caracterizados. A ANKHD1 é uma proteína ortóloga à Multiple Ankyrin repeat and single KH domain (Mask) da Drosophila melanogaster. Mask foi identificada através de um rastreamento genético utilizado para detectar novas proteínas associadas à proteína tirosina fosfatase Corkscrew (CSW), homóloga à Src Homology-2 domain-containing protein tyrosine Phosphatase-2 (SHP2) humana. SHP2 é uma fosfatase de tirosina citoplasmática codificada pelo gene PTPN11 e exerce papel fundamental no desenvolvimento da hematopoese normal e leucêmica. Os objetivos gerais do presente estudo foram caracterizar o padrão de expressão gênica de ANKHD1 em células hematopoéticas normais e leucêmicas e verificar sua função nos processos celulares. Neste estudo foi demonstrado que o gene ANKHD1localiza-se no cromossomo 5, possui vários transcritos variantes possivelmente gerados por mecanismos de clivagem alternativa e codifica proteínas com domínios de repetições de anquirina. A região promotora desse gene possui vários elementos regulatórios importantes como...
The identification and the structural and functional characterization of genes differentially expressed between tumors and normal tissues are fundamental steps towards the understanding of the neoplastic process and the development of new anti-cancer strategies. The Ankyrin Repeat Single KH Domain containing 1 (ANKHD1) was first described in humans in a prostate carcinoma cell line LNCaP, in 2003; however, the expression pattern and function of ANKHD1 have not yet been described. ANKHD1 is an orthologous protein of the Drosophila melanogaster, MASK (Multiple Ankyrin repeat and single KH domain), where it was first identified using a genetic screen designed to discover proteins that interact with the protein tyrosine phosphatase Corkscrew (CSW), which is a homolog to the SH2-containing protein tyrosine phosphatase (SHP2) in humans. SHP2 is a cytoplasmic protein-tyrosine phosphatase, coded by the PTPN11 gene and plays an important role in the development of normal hematopoiese and leukemogenesis. The aim of the present study was to characterize the gene expression pattern of ANKHD1 in normal and leukemic hematopoietic cells and to determine their function in cellular process.This study has demonstrated that the ANKHD1 gene is located on chromosome 5, this gene has several possible variant transcripts...
Subject(s)
Humans , Male , Female , Child , Middle Aged , Ankyrins/ultrastructure , Hematologic Diseases/diagnosis , Multiple Myeloma , Myelodysplastic Syndromes , Cytoskeletal Proteins , Leukemia, Myeloid, Acute , NeoplasmsABSTRACT
Alzheimer's disease is characterized by a progressive neuronal death and a lost of memory and cognition that unable the patient to perform daily tasks. Cytoskeleton alterations, identified as a major histopathologic hallmark of neurodegenerative diseases, occur in dementia. In this disease, neurons have pathologic inclusions containing fibrillar aggregates of hyperphosphorylated tau protein in absence of amyloid deposits. Abundant senile plaques and neurofibrillary tangles constitute the two major neuropathologic lesions present in hippocampal, neocortical, and forebrain cholinergic brain regions of Alzheimer's patients. Hyperphosphorylated tau and the subsequent formation of paired helical filaments loses the capabilities for maintaining highly asymmetrical neuronal polarity. Thus, in brains with a high content of hyperphosphorylated tau, microtubules are disassembled, the highly asymmetrical neural shape is lost and an impairment of axonal transport is produced together with a lost of dendrite arborizations. In addition, brain damage caused by free radicals occurs in Alzheimer's disease. This illness involves a reduction of the endogenous antioxidant enzyme system, increased senile-plaque formation, cytoskeletal collapse, and neuronal apoptosis induced by oxidative stress. Acetylcholinesterase inhibitors are the most commonly used compounds in the treatment of neurodegenerative diseases. However, despite their wide use in the treatment of Alzheimer's disease, these compounds have limited therapeutic effects and cause undesirable effects. Therefore it is necessary to investigate new alternatives in the Alzheimer's disease treatment. Considering that neurodegenerative diseases are cytoskeleton disorders, this cellular structure could be a drug target for therapeutic approaches by restoring normal cytoskeleton structure and by precluding damage caused by oxygen-reactive species. In this regard, melatonin, the indole secreted by the pineal gland during the dark phase of the photoperiod, has two important properties that may be useful for the treatment of mental disorders. One is that melatonin is a potent free-radical scavenger and the other is that this indole is a cytoskeletal modulator. A neuroprotective role for melatonin was initially suggested due to its free-radical scavenger properties. Melatonin detoxifies the highly toxic hydroxyl radical as well as the peroxyl radical, peroxynitrite anion, nitric oxide, and singlet oxygen, all of which can damage brain macromolecules. Moreover, melatonin stimulates the activity of antioxidative enzymes including superoxide dismutase, glutathione peroxidase, and glutathione reductase. Also, it is a lipophilic molecule able to cross the blood-brain barrier. All these properties make melatonin a highly effective pharmacologic agent against free-radical damage in the brain. Also, it is a useful neuroprotector in dementia because it synchronize the body rhythms with the photoperiod, which are altered in Alzheimer's disease and because normal circadian secretion of melatonin and sleep-wake cycle can be restored by the indolamine administration. Additionally, cytoskeletal modulation by melatonin is another relevant property of the indole for neurodegenerative diseases treatment. Direct assessment of melatonin effects on cytoskeletal organization in neuronal cells indicated that the indole promotes neuritogenesis in N1E-115 neuroblastoma cells at plasma melatonin concentration. Neurite formation is a complex process critical to establish synaptic connectivity that is lost in Alzheimer's disease. Neuritogenesis takes place by a dynamic cytoskeletal organization that involves microtubule enlargement, microfilament arrangement, and intermediate-filament reorganization. In particular, microtubule assembly participates in neurite formation elicited by melatonin through antagonism to calmodulin. Also, selective activation of protein kinase C (PKC) alpha by melatonin participates in vimentin intermediate filament rearrangements and actin dynamics for neurite outgrowth in neuroblastoma cells. In N1E-115 cells, melatonin at plasma and cerebrospinal fluid concentration caused an increase in microfilament arrays in stress fibers and their thickening, as well as increased growth cone formation, and augmented number of cells with microspikes. Recently, it was demonstrated that melatonin increased both the number of N1E-115 cells with filopodia and with long neurites through both PKC activation and Rho-associated kinase (ROCK) stimulation. The utility of melatonin to prevent damage in the cytoskeletal structure produced by neurodegenerative processes was demonstrated in N1E-115 neuroblastoma cells cultured with okadaic acid (OA), a specific inhibitor of the serine/threonine proteins phosphatases 1 and 2A that induces molecular and structural changes similar to those found in Alzheimer's disease. Melatonin prevented microtubule disruption followed by cell-shape changes and increased lipid peroxidation and apoptosis induced by OA. Melatonin effects on altered cytoskeletal organization induced by OA are dose-dependent and effects were observed at plasma -and cerebrospinal-fluid concentrations of the indole. These data support that melatonin can be useful in the treatment of neurodegenerative diseases by both its action on the cytoskeleton and by its free-radical scavenger properties.
La enfermedad de Alzheimer es una enfermedad neurodegenerativa progresiva que cursa con una deficiencia en las capacidades cognitivas, así como con la presencia de síntomas psiquiátricos y alteraciones conductuales. Las características histopatológicas más importantes en la enfermedad de Alzheimer son la formación de placas seniles, los ovillos neurofibrilares y un incremento en el estrés oxidativo. La polaridad estructural y la morfología neuronal se pierden en la enfermedad de Alzheimer. La proteína tau se encuentra anormalmente fosforilada, los microtúbulos se despolimerizan, se pierden la forma asimétrica de las neuronas y la conectividad sináptica, y se interrumpe el transporte axoplasmático. Asimismo, se ha sugerido que la inhibición o la pérdida en el balance de la formación de neuronas en el hipocampo puede participar en la fisiopatología de la enfermedad de Alzheimer debido a que el cerebro no puede reparar el daño neuronal y consecuentemente induce la pérdida de la cognición. Los agentes colinérgicos son los medicamentos más aceptados en el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer en una etapa en que los síntomas se clasifican de medios a moderados. Sin embargo, el tratamiento de pacientes con enfermedad de Alzheimer grave es limitado. Por lo anterior se requiere la búsqueda de nuevas alternativas para el tratamiento de esta enfermedad. La melatonina es una indolamina que actúa como un potente antioxidante, como un modulador de la organización del citoesqueleto así como un factor de diferenciación celular. Diversos estudios han sugerido que la melatonina tiene un efecto neuroprotector por su capacidad de captar radicales libres. La melatonina disminuye la lipoperoxidación y la apoptosis producida por la administración de ácido ocadáico (AO) o peróxido de hidrógeno (H2O2). Se sabe que las especies reactivas de oxígeno producen alteraciones en la organización del citoesqueleto e influyen el estado de fosforilación de la proteína tau y que la melatonina previene la fosforilación de la proteína tau debido a su actividad antioxidante. Se ha descrito que la melatonina modula el arreglo de los microfilamentos de actina y la formación de fibras de tensión en las células Madin-Darby canine kidney (MDCK) por medio de una interacción concertada de la indolamina con la calmodulina y con la proteína cinasa C (PKC) y la participación de la proteína cinasa dependiente de Rho (ROCK). Asimismo, la melatonina participa en las etapas tempranas de la formación de neuritas en las células N1E-115 por medio de ROCK. Otros estudios han indicado que la melatonina previene el daño en el citoesqueleto producido por el AO en las células N1E-115. El AO se ha utilizado para reproducir en células en cultivo las alteraciones en el citoesqueleto y el incremento en el estrés oxidativo que ocurren en las neuronas de pacientes con enfermedad de Alzheimer. La melatonina en estas células previene la retracción del citoesqueleto, efecto del AO. La red del citoesqueleto se mantiene en el citoplasma y en las neuritas de las células N1E-115 cultivadas con melatonina, no obstante que sean tratadas con el AO posteriormente. Recientemente, se demostró que en las células de neuroblastoma N1E-115 incubadas con melatonina se previene la hiperfosforilación de la proteína tau causada por el AO. Aunado a lo anterior, se ha demostrado que la melatonina modula la formación de neuronas nuevas en un modelo in vitro utilizando células embrionarias y de corteza cerebral de ratón. La formación de neuronas inducida por la melatonina se corroboró utilizando células precursoras aisladas de animales adultos así como en animales adultos, y se encontró que la indolamina moduló la sobrevida de las células nuevas formadas, así como la diferenciación de éstas en neuronas nuevas. Las evidencias presentadas en esta revisión indican que la melatonina puede ser útil como un coadyuvante en el tratamiento de las demencias.
ABSTRACT
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Summary Postmortem and neuroimaging studies of Major Depressive Disorder patients have revealed changes in brain structure. In particular the reduction in prefrontal cortex and in hippocampus volume has been described. In addition, a variety of cytoarchitectural abnormalities have been described in limbic regions of major depressive patients. Decrease in neuronal density has been reported in the hippocampus, a structure involved in declarative, spatial and contextual memory. This structure undergoes atrophy in depressive illness along with impairment in cognitive function. Several studies suggest that reduction of hyppocampus volume is due to the decreased cell density and diminished axons and dendrites. These changes suggested a disturbance of normal neuronal polarity, established and maintained by elements of the neuronal cytoskeleton. In this review we describe evidence supporting that neuronal cytoskeleton is altered in depression. In addition, we present data indicating that the cytoskeleton can be a potential target in depression treatment. Neurons are structural polarized cells with a highly asymmetric shape. The cytoskeleton plays a key role in maintain the structural polarization in neurons which are differentiated in two structural domains: The somato-dendritic domain and the axonal domain. This differentiated asymmetric shape, depends of the cytoskeletal organization which support, transport and sorts various molecules and organelles in different compartments within the cell. Microtubules determine the asymmetrical shape and axonal structure of neurons and form the tracks for intracellular transport, of crucial importance in axonal flux. Actin microfilaments are involved in force generation during organization of neuronal shape in cellular internal and external movements and participate in growth cone formation. This important cytoskeletal organization preceed the formation of neurites that eventually will differentiated into axons or dendrites, a process that also comprises a dynamic assembly of the three cytoskeletal components. Intermediate filaments are known in neurons as neurofilaments spatially intercalated with microtubules in the axons and facilitate the radial axonal growth and the transport. Neurofilaments also act supporting other components of the cytoskeleton. All changes and movements of the cytoskeletal organization are coordinated by cytoskeletal associated proteins such as the protein tau and the microtubule associated proteins (MAPs). Also, specific interactions of microfilaments, microtubules and filaments which are regulated by extracellular signals take place in modulation of the cytoskeletal rearrangements. The polarized structure and the highly asymmetric shape of neurons are essentials for neuronal physiology and it appears to be lost in patients with a Major Depressive Disorder. Histopathological studies have shown that the hippocampus and frontal cortex of patients with major depressive disorder have diminished soma size, as well as, have decreased dendrites and cellular volume. Dendrite formation depends mainly in microfilaments organization as well as in polarization of the microtubule binding protein MAP2. In addition, there is a decreased synaptic connectivity and an increased oxidative stress, which originates abnormalities in the cytoskeletal structure. These neuronal changes originate alterations in the brain functionality such as decreased cognitive abilities and affective dis-regulations, usually encountered in patients with depression. Therefore, pathologic lesions implicating an altered cytoskeletal organization, may have an important role in decreased cognitive functions, observed in depression, as well as in changes in the brain volume, explained by a lost of neuronal processes such as axons, dendrite processes or dendritic spines, rather than by loss of neuronal or glial cell bodies. This explanation is supported by light immunomicroscopy of brain slices postmortem stained with specific antibodies. Psychological stress which causes oxidative stress has also been suggested to cause a decrease of neuronal volume in the prefrontal cortex, altering the synaptic connections established with the hippocampus. This conclusion was drawn from studies in animal models of psychological stress associated with molecular measurements where defects in the expression of MAP1 and sinaptophysin were found, suggesting that defects in cytoskeletal associated proteins could underlie some cytoarchitectural abnormalities described in depression. Together all the evidence accumulated indicates that major depression illness and bipolar depression are mental disorders that involve loss of axons and dendrites in neurons of the Central Nervous System, that in consequence cause disruption of synaptic connectivity. Thus is possible that depression can be considered as a cytoskeletal disorder, therefore this cellular structure could be a drug target for therapeutic approaches by restoring normal cytoskeleton structure and precluding damage caused by oxygen-reactive species. In this regard, melatonin, the hormone secreted by pineal gland during dark phase of the photoperiod, has two important properties that can be useful in treatment of mental disorders. First, the melatonin is a potent free-radical scavenger and second this hormone governs the assembly of the three main cytoskeletal components modulating the cytoskeletal organization. This notion is supported by direct action of melatonin effects on cytoskeletal organization in neuronal cells. In N1E-115 neuroblastoma cells, melatonin induced a two-fold increase in number of cells with neurites 1 day after plating; the effect lasting up to 4 days. Induction of neurite outgrowths is optimal at 1 nM melatonin and in presence of hormone the cells grew as clusters with long neurites forming a fine network to make contact with adjacent cells. Immunofluorescence of N1E-115 cells cultured under these conditions showed tubulin staining in long neurite processes connecting cells to each other. Neurite formation is a complex process that is critical to establish synaptic connectivity. Neuritogenesis takes place by a dynamic cytoskeletal organization that involves microtubule enlargement, microfilament arrangement, and intermediate- filament reorganization. In particular, it is known that vimentin intermediate filaments are reorganized during initial stages of neurite outgrowth in neuroblastoma cells and cultured hippocampal neurons. Evidence has been published indicating that increase in microtubule assembly participates in neurite formation elicited by melatonin antagonism to calmodulin. Moreover, recently it was reported that melatonin precludes cytoskeletal damage produced by high levels of free radicals produced by hydrogen peroxide, as well as, damage caused by higher doses of the antypsychotics haloperidol and clozapine. N1E-115 cells incubated with either 100 uM hydrogen peroxide, 100 uM haloperidol, or 100 uM clozapine undergo a complete cytoskeletal retraction around the nucleus. By contrast, NIE-115 cells incubated with hydrogen peroxide, clozapine, or haloperidol followed by the nocturnal cerebrospinal fluid concentration of melatonin (100 nM) showed a well preserved cytoskeleton and neuritogenesis. Thus melatonin is a neuroprotective compound, since protects the neurocytoskeletal organization against damage caused by high concentrations of antipsychotics and oxidative stress. As mentioned previously, polarity is intrinsic to neuronal function. In neurons, somatodendritic domain receives and decodes incoming information and axonal domain delivers information to target cells. Progressive loss of neuronal polarity is one of the histopathologic events in depression. Cytoskeletal collapse underlie the lost of structural polarity and it is known that precede neuronal death and disappearance of synaptic connectivity. Drugs that prevent the loss of polarity and cytoskeleton retraction intrinsic to these diseases, as well as damage in cytoskeletal structure produced by oxidative stress can be extremely useful in depression treatment. Melatonin is a potent free-radical scavenger that also acts as a cytoskeleton regulator; thus, we speculate that this hormone could be useful in prevention and alleviation of psychiatry diseases with synaptic connectivity disruption. Clinical trials show that melatonin administration is followed by alleviation of circadian disturbances and cognitive function in various neuropsychiatry diseases. Moreover, in depression, melatonin improves sleep. Thus, as suggestive as this information appears, controlled clinical trials will be necessary to investigate the beneficial effects of melatonin and other drugs in the depression treatment.