Yeast CUP1 protects HeLa cells against copper-induced stress

As an essential trace element, copper can be toxic in mammalian cells when present in excess. Metallothioneins (MTs) are small, cysteine-rich proteins that avidly bind copper and thus play an important role in detoxification. Yeast CUP1 is a member of the MT gene family. The aim of this study was to determine whether yeast CUP1 could bind copper effectively and protect cells against copper stress. In this study, CUP1 expression was determined by quantitative real-time PCR, and copper content was detected by inductively coupled plasma mass spectrometry. Production of intracellular reactive oxygen species (ROS) was evaluated using the 2',7'-dichlorofluorescein-diacetate (DCFH-DA) assay. Cellular viability was detected using the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide assay, and the cell cycle distribution of CUP1 was analyzed by fluorescence-activated cell sorting. The data indicated that overexpression of yeast CUP1 in HeLa cells played a protective role against copper-induced stress, leading to increased cellular viability (P<0.05) and decreased ROS production (P<0.05). It was also observed that overexpression of yeast CUP1 reduced the percentage of G1 cells and increased the percentage of S cells, which suggested that it contributed to cell viability. We found that overexpression of yeast CUP1 protected HeLa cells against copper stress. These results offer useful data to elucidate the mechanism of the MT gene on copper metabolism in mammalian cells.

Stud male-originating chemosignals: A luteotrophic agent.

The chemosignals from mating male are found to be responsible for protecting his coital partner against pregnancy failure induced by strange male or food-deprivation. The stud male pheromone not only provides luteotrophic support in female of vulnerable condition but also exerts luteotrophic effect in pregnancy-blocked females by inducing pseudopregnancy. The luteotrophic stimulus rendered by stud male to prevent pregnancy failure is mediated through the main olfactory system, and not through the accessory olfactory system, since the accessory olfactory system is primarily involved in perceiving the luteolytic stimulus produced from strange male for causing pregnancy failure. It has been shown that pericopulatory period seems to be crucial in females in the formation of stud male chemosignals, and the olfactory luteotrophic memory of stud male is further proved to be a short-term one. The precise mechanism involved in accessing and retaining the stud male chemical cues is unclear. In this brief review an attempt has been made to bring out the luteotrophic process of stud male chemosignals, the olfactory pathway and critical period to access the signals. The possible neural mechanism and neural chemistry underlying the formation and recognition of mating male chemical cues are also highlighted.

Comparative morphometry of the olfactory bulb, tract and stria in the human, dog and goat / Morfometría comparada del bulbo, tracto y estría olfatoria en el humano, perro y cabra

Morphometric parameters of olfactory brain components show species-dependent variations. However, the association of these parameters with olfactory function vis-à-vis ecological and evolutionary behaviors is poorly understood. In this study, a morphometric analysis of the olfactory bulb, tract and stria was carried out in three ecologically diverse animals comprising humans (primate), dogs (carnivore) and goats (herbivore) to elucidate differences in morphometry in relation to olfactory function. Using formalin-fixed brains, volumes and linear measurements of the olfactory structures were determined and correlated with those of cerebrum and the whole brain. The volume of the olfactory bulb was greatest in dogs, followed by goats and humans and constituted 0.31 percent, 0.18 percent and 0.01 percent, respectively, of the brain volume. Similarly, the ratio of volume of the bulb, tract and stria to that of brain was 1.95 percent in the dog, 0.77 percent in the goat and 0.03 percent in the human. The width of the bulb was greatest (p< 0.05) in dogs (10.80 +/- 1.64mm) compared to goats (8.25 +/- 0.96mm) and humans (5.50 +/- 0.71mm), and accounted for a hemisphere breadth of 42.91 percent, 29.73 percent and 8.94 percent respectively. Interestingly though, the total length of the olfactory bulb, tract and striae increased in the order of goat (34.5 +/- 1.30mm), human (36.25 +/- 1.70mm) and dog (48.20 +/- 1.92mm), and constituted 21.47 percent, 51.87 percent and 72.30 percent, respectively, of the hemisphere length. These results suggest that the morphometric adaptations of the olfactory components to olfactory function decline from the dog, to goat, to human, and this may be indicative of the varied olfactory functional needs in regard to the ecological diversity of these species.

Los parámetros morfométricos de los componentes del cerebro olfativo presentan variaciones que dependen de las especies. Sin embargo, la asociación de estos parámetros con la función olfativa vis-à-vis los comportamientos ecológicos y evolutivos es poco conocida. En este estudio se llevó a cabo un análisis morfométrico del bulbo, tracto y estría olfatoria en tres animales de diversidad ecológica que abarcan los seres humanos (primates), perros (carnívoros) y cabras (herbívoros) para dilucidar las diferencias en la morfometría en relación con la función olfatoria. El uso de cerebros fijados en formalina, los volúmenes y las medidas lineales de las estructuras olfativas se determinaron y se correlacionaron con el cerebro. El volumen del bulbo olfatorio fue mayor en los perros, seguidos por cabras y seres humanos y constituyeron un 0,31 por ciento, 0,18 por ciento y 0,01 por ciento, respectivamente, del volumen del cerebro. Del mismo modo, la relación entre el volumen del bulbo, vías y estrías al del cerebro fue de 1,95 por ciento en el perro, un 0,77 por ciento en la cabra y 0,03 por ciento en el ser humano. El ancho del bulbo fue mayor (p <0,05) en los perros (10,80 +/- 1.64mm) en comparación con cabras (8,25 +/- 0.96mm) y humanos (5,50 +/- 0.71mm), y representó una total hemisférico de 42,91 por ciento, 29,73 por ciento y 8,94 por ciento respectivamente. Sin embargo, curiosamente la longitud total del bulbo olfatorio, del tracto y estrías aumentaron en la cabra (34,5 +/- 1,30 mm), en humanos (36,25 +/- 1.70mm) y en el perro (48,20 +/- 1,92mm), y constituyeron 21,47 por ciento, 51,87 por ciento y 72,30 por ciento, respectivamente, del largo del hemisferio. Estos resultados sugieren que las adaptaciones morfométricas de los componentes olfativos de la función olfativa se van reduciendo de perro a cabra y al hombre y esto puede ser indicativo de las variadas necesidades funcionales olfativas en lo que respecta a la diversidad ecológica de estas especies.

Síndrome de Kallmann: uma revisão histórica, clínica e molecular / Kallmann syndrome: a hystorical, clinical and molecular review

A síndrome de Kallmann (SK) é a associação de hipogonadismo hipogonadotrófico (HH) e anosmia descrita por Maestre de San Juan, em 1856, e caracterizada como condição hereditária por Franz Josef Kallmann, em 1944. Muitos aspectos de sua patogenia, variabilidade fenotípica e genotípica foram desvendados nos últimos 15 anos. Conseqüentemente, tem sido difícil manter-se atualizado frente à rapidez que o conhecimento dessa condição é gerado. Nesta revisão, resgatamos aspectos históricos pouco conhecidos sobre a síndrome e seus descobridores; incorporamos novas descobertas relacionadas à embriogênese dos neurônios olfatórios e produtores de GnRH. Esse processo é fundamental para compreender a associação de hipogonadismo e anosmia; descrevemos a heterogeneidade fenotípica e genotípica, incluindo mutações em cinco genes (KAL-1, FGFR1, PROKR2, PROK2 e NELF). Para cada gene, discutimos a função da proteína codificada na migração e maturação dos neurônios olfatórios e GnRH a partir de estudos in vitro e modelos experimentais e descrevemos características clínicas dos portadores dessas mutações.

Kallmann syndrome (KS), the association of hypogonadotropic hypogonadism and anosmia, was described by Maestre de San Juan in 1856 and characterized as a hereditary condition by Franz Josef Kallmann in 1944. Many aspects such as pathogeny, phenotype and genotype in KS were described in the last fifteen years. The knowledge of this condition has grown fast, making it difficult to update. Here we review historical aspects of this condition and its discoverers and describe new findings regarding the embryogenesis of the olfactory bulb and GnRH secreting neuronal tracts that are important for understanding the association of hypogonadism and anosmia. Additionally, we describe the phenotypic and genotypic heterogeneity of KS, including five related genes (KAL-1, FGFR1, PROKR2, PROK2 e NELF), and discuss the function of each codified protein in migration and maturation of the olfactory and GnRH neurons, with data from in vitro and in vivo studies. Finally we describe the clinical phenotype of patients carrying these mutations.

Células de glía envolvente olfatoria: potencial para la reparación de lesiones del sistema nervioso central / Olfactory ensheathing glia cells: potential element to repair the injury of the central nervous system

Las células de la glía envolvente olfatoria hacen parte del tejido del sistema olfatorio. Este sistema puede presentar neurogénesis durante de toda la vida, lo cual permite el crecimiento de axones de neuronas sensoriales desde la periferia y la posterior formación de sinapsis con receptores axonales olfatorios dentro del sistema nervioso central en el bulbo olfatorio. El conocimiento de las propiedades funcionales de dichas células de la glía envolvente en el sistema olfatorio ha promovido su estudio como posibles elementos para el tratamiento de lesiones del sistema nervioso central, en especial, las lesiones de médula espinal. Se han reportado resultados que muestran que las células de la glía envolvente pueden tener alguna habilidad como promotoras de crecimiento y regeneración axonal y, también, como células remielinizantes.El objetivo de esta revisión es hacer un resumen del conocimiento actual sobre las células de la glía envolvente olfatoria, haciendo énfasis en sus características biológicas y funcionales, y en los resultados de estudios publicados en el campo de la regeneración en lesiones de médula espinal.

Simultaneous Single Unit Recording in the Mitral Cell Layer of the Rat Olfactory Bulb under Nasal and Tracheal Breathing

Odor perception depends on the odorant-evoked changes on Mitral/Tufted cell firing pattern within the olfactory bulb (OB). The OB exhibits a significant "ongoing" or spontaneous activity in the absence of sensory stimulation. We characterized this ongoing activity by simultaneously recording several single neurons in the mitral cell layer (MCL) of anesthetized rats and determined the extent of synchrony and oscillations under nasal and tracheal breathing. We recorded 115 neurons and found no significant differences in the mean firing rates between both breathing conditions. Surprisingly, nearly all single units exhibited a long refractory period averaging 14.4 ms during nasal respiration that was not different under tracheal breathing. We found a small incidence (2% of neurons) of gamma band oscillations and a low incidence (8.1%) of correlated firing between adjacent MCL cells. During nasal respiration, a significant oscillation at the respiratory rate was observed in 12% of cells that disappeared during tracheal breathing. Thus, in the absence of odorants, MCL cells exhibit a long refractory period, probably reflecting the intrinsic OB network properties. Furthermore, in the absence of sensory stimulation, MCL cell discharge does not oscillate in the gamma band and the respiratory cycle can modulate the firing of these cells.

Comunicación química en primates / Chemical communication in primates

El sistema olfatorio de los mamíferos se ha especializado en la percepción de componentes químicos que regulan una gran diversidad de funciones. Uno de los componentes químicos que más utilizan las distintas especies es la feromona, cuyos efectos se pueden encontrar en el ámbito fisiológico o conductual, dependiendo del mensaje que se emita y del contexto en el cual se perciba.El uso de las feromonas en la comunicación química de los mamíferos tiene importantes funciones reguladoras de procesos reproducticos, que pueden afectar las interacciones sociales dentro de las poblaciones. Las feromonas que más emplean los mamíferos se encuentran en la orina y en las secreciones vaginales. La percepción de estos componentes químicos se lleva a cabo por el epitelio olfatorio y el órgano vomeronasal, que establecen conexiones neurales con diferentes núcleos cerebrales vinculados con la regulación del proceso reproductivo y las emociones. Sin embargo, hay controversia sobre la presencia de las feromonas en los antropoides del Viejo Mundo y en los seres humanos. En los primates, como los prosimios y los monos del Nuevo Mundo, se acepta su función en las conductas de marcaje territorial, en el reconocimiento entre conespecíficos y en la conducta sociosexual. En los primates catarrinos, en los póngidos y en los seres humanos se ha generado controversia sobre la participación de las feromonas en la atracción sexual. En primer lugar, debido a que esos grupos de primates muestran una disminucion de la región olfatoria, tanto nasal como cerebral, en comparación con el resto de los mamíferos. En segundo lugar, porque hasta ahora no se ha demostrado la funcionalidad del órgano vomeronasal, supuestamente especializado en la percepción de las feromonas en los demás mamíferos, que se considera como vestigial en los monos catarrinos y en los simios. Hay algunos trabajos sobre los seres humanos que muestran que dicho órgano no es completamente vestigial, como se consideraba, sino que es una estructura especializada en la percepción de feromonas, capaz de promover cambios fisiológicos dependientes del sexo.

Evidencias anatómicas del área de cobertura de electrodos especiales temporales en electroencefalografía canina / Anatomical evidences of the coverage area of the special temporal electrodes in canine electroencephalography

Con el objetivo de obtener un patrón referencial de la actividad eléctronica cerebral normal de los caninos, para ser utilizados como parámetro en los estudios electroencefalográficos en Medicina Veterinaria, se desarrolló una técnica de registro que describe los sitios anatómicos de colocación de electrodos en los caninos. Se trabajó con 12 electrodos de registros, por inclusión de electrodos especiales temporales y frontopolares, para mejorar la detección y/o localización de enfermedades cerebrales, ampliando la cobertura cerebral al rinencéfalo y a la porción orbitofrontal del cerebro. La restricción de los animales se realizó con xylazina, en dosis de 1 mg/kg. Para evaluar la utilidad de los electrodos especiales temporales se estudiaron animales con signos neurológicos (crisis cerebrales epilécticas idiopáticas o sintomáticas). Los casos clínicos analizados demostraron la utilidad de los electrodos especiales temporales en la detección de eventos paroxísticos y alteraciones focales. En cuanto a la cobertura anatómica, han demostrado tener acceso a la actividad eléctrica anormal proveniente de diferentes partes del rinencéfalo como hipocampo, lobulo periforme y bulbo olfatorio

Estudo dos eletroscilogramas do sistema olfativo ao longo do ciclo vigilia-sono rato / Electroscilogram study of rat's olfactive system during wakefulness sleep cycle

No alerta atento e no sono dessincronizado ondas teta ocorrem em algumas areas neocorticais (3 e 17), no hipocampo, na area septal e em alguns nucleos talamicos. No presente estudo, nos investigamos os eletroscilogramas, implantando eletrodos, estereotaxicamente, em 18 ratos, desde o bulbo olfatorio ate o cortex olfativo. Em alerta atento ondas teta ocorrem em todos os componentes do trato olfativo. Voltagem e frequencia de tais potencias estao claramente relacionados com a intensidade dos movimentos da cabeca, do focinho e dos olhos. Em sono sincronizado, fusos (isolados, fase S ou acoplados com ondas delta, fase SW) ocorrem em todas as estruturas olfatorias. Em sono dessincronizado, ondas teta sao evidentes em todo o trato olfatorio, e sua frequencia e voltagem, como no alerta atento, estao relacionados com a intensidade e o padrao da atividade onirica, avaliados atraves da movimentacao da cabeca, dos olhos e do focinho. Assim, existe uma estreita similaridade entre as ondas durante o alerta atento (principalmente quando o animal esta explorando intensamente o meio) e o sono dessincronizado (principalmente quando o animal esta sonhando). Em ambas as condicoes um alto grau de atencao e requerido.