ABSTRACT
We have demonstrated that oligodeoxynucleotide IMT504 promotes significant improvement in the diabetic condition in diverse animal models. Based on these results, here we evaluated whether these effects observed in vivo could be due to direct effects on ß-cells. We demonstrate by immunofluorescence that IMT504 enters the cell and locates in cytoplasm where it induces GSK-3ß phosphorylation that inactivates this kinase. As GSK-3ß tags Pdx1 for proteasomal degradation, by inactivating GSK-3ß, IMT504 induces an increase in Pdx1 protein levels, demonstrated by Western blotting. Concomitantly, an increase in Ins2 and Pdx1 gene transcription was observed, with no significant increase in insulin content or secretion. Enhanced Pdx1 is promising since it is a key transcription factor for insulin synthesis and is also described as an essential factor for the maintenance ß-cell phenotype and function. Dose-dependent inhibition of H2 O2 -induced apoptosis determined by ELISA as well as decreased expression of Bax was also observed. These results were confirmed in another ß-cell line, beta-TC-6 cells, in which a cytokine mix induced apoptosis that was reversed by IMT504. In addition, an inhibitor of IMT504 entrance into cells abrogated the effect IMT504. Based on these results we conclude that the ß-cell recovery observed in vivo may include direct effects of IMT504 on ß-cells, by maintaining their identity/phenotype and protecting them from oxidative stress and cytokine-induced apoptosis. Thus, this work positions IMT504 as a promising option in the framework of the search of new therapies for type I diabetes treatment.
Subject(s)
Apoptosis , Oligodeoxyribonucleotides , Animals , Glycogen Synthase Kinase 3 beta , Oligodeoxyribonucleotides/pharmacology , Insulin/metabolism , Cytokines/pharmacology , Cell ProliferationABSTRACT
Female fertility is highly dependent on energy balance. High fat diet (HFD) intake entails a risk of infertility and ovulatory disorders. Considering the increase in the prevalence of overweight and obesity over the last decades, it is crucial to understand the mechanisms involved in overweight-associated infertility. In this study, we evaluated the reproductive performance of female mice fed with a HFD and the effects of metformin administration on ovarian function in these mice. We hypothesized that one of the mechanisms involved in subfertility due to a HFD intake is the alteration of ovarian blood vessel formation. We found that mice fed with HFD had altered estrous cycles and steroidogenesis, increased ovarian fibrosis, fewer pups per litter and require more time to achieve pregnancy. HFD-fed mice also presented dysregulated ovarian angiogenesis and an increase in nuclear DNA damage in ovarian cells. Ovulation rates were lower in these animals, as evidenced both in natural mating and after ovulation induction with gonadotropins. Metformin ameliorated ovarian angiogenesis, improved steroidogenesis, fibrosis, and ovulation, decreased the time to pregnancy and increased litter sizes in HFD-fed mice. We conclude that ovarian angiogenesis is one of the mechanisms detrimentally affected by HFD intake. Since metformin could improve ovarian microvasculature, it may be an interesting strategy to study in women to shed light on new targets for patients with metabolic disturbances.
Subject(s)
Infertility , Metformin , Pregnancy , Animals , Female , Mice , Diet, High-Fat/adverse effects , Overweight , Metformin/pharmacology , Fertility , Mice, Inbred C57BLABSTRACT
The aim of this study was to investigate whether the Notch pathway is modulated in response to the downregulation of the Wnt/Β-catenin system in corpora lutea (CLs) from superovulated rats. To this end, we analyzed the effect of in vitro CL Wnt/Β-catenin inhibition on the expression of Notch members and on luteal function. Mechanically isolated rat CLs were cultured with ICG-001, a Wnt/B-catenin inhibitor. In this system, Wnt/B-catenin inhibition reduced progesterone production and decreased StAR protein levels. Besides, Wnt/B-catenin inhibition stimulated the Notch system, evidenced by an increase in Hes1 expression, and promoted the expression of selected Notch family members. At long incubation times, StAR levels and progesterone concentration reached the control values, effects probably mediated by the Notch pathway. These results provide the first evidence of a compensatory mechanism between Wnt/B-catenin signaling and the Notch system, which contributes to the homeostasis of luteal cells.
Subject(s)
Corpus Luteum/metabolism , Receptors, Notch/metabolism , Wnt Signaling Pathway , Animals , Cyclin D1/metabolism , Down-Regulation , Female , Phosphoproteins/metabolism , Progesterone/metabolism , Rats, Sprague-Dawley , Transcription Factor HES-1/metabolismABSTRACT
Metformin (MET) is the most widely prescribed hypoglycemic drug in type 2 diabetes and Polycystic Ovary Syndrome. Besides its effects on glucose metabolism, MET exerts beneficial effects on these patients' fertility. However, the exact mechanisms of action of MET on female fertility are still unclear. In this work, we analyzed a possible direct effect of MET on ovarian cells. We found expression of the organic cation transporters OCT1, OCT2 and OCT3, responsible for MET uptake into the cells, in rat granulosa cells and human cumulus cells. Furthermore, MET increased pAMPK and decreased VEGF levels both in vivo and in rat granulosa cells in culture. These last effects were reversed when OCTs were inhibited. Our results suggest that MET acts directly on ovarian cells regulating cell metabolism and VEGF expression. Our findings are relevant to optimize PCOS fertility treatment and to explore ovarian MET actions in other female pathologies.
Subject(s)
Adenylate Kinase/metabolism , Cumulus Cells/cytology , Metformin/administration & dosage , Octamer Transcription Factors/metabolism , Vascular Endothelial Growth Factor A/metabolism , Adult , Animals , Cell Proliferation/drug effects , Cumulus Cells/drug effects , Cumulus Cells/metabolism , Female , Gene Expression Regulation/drug effects , Humans , Metformin/pharmacology , Models, Animal , Phosphorylation/drug effects , RatsABSTRACT
Several studies have confirmed that the breast tumor microenvironment drives cancer progression and metastatic development. The aim of our research was to investigate the prognostic significance of the breast tumor microenvironment in untreated early breast cancer patients. Therefore, we analyzed the association of the expression of α-SMA, FSP, CD105 and CD146 in CD34-negative spindle-shaped stromal cells, not associated with the vasculature, in primary breast tumors with classical prognostic marker levels, metastatic recurrence, local relapse, disease-free survival, metastasis-free survival and the overall survival of patients. In the same way, we evaluated the association of the amount of intra-tumor stroma, fibroblasts, collagen deposition, lymphocytic infiltration and myxoid changes in these samples with the clinical-pathological data previously described. This study is the first to demonstrate the high CD105 expression in this stromal cell type as a possible independent marker of unfavorable prognosis in early breast cancer patients. Our study suggests that this new finding can be useful prognostic marker in the clinical-pathological routine.
Subject(s)
Antigens, CD34/metabolism , Antigens, CD/metabolism , Biomarkers, Tumor/metabolism , Breast Neoplasms/metabolism , Breast Neoplasms/pathology , Gene Expression Regulation, Neoplastic , Receptors, Cell Surface/metabolism , Actins/metabolism , Adult , Aged , Aged, 80 and over , Breast Neoplasms/diagnosis , CD146 Antigen/metabolism , Disease-Free Survival , Endoglin , Female , Humans , Middle Aged , Neoplasm Metastasis , Recurrence , Retrospective Studies , Stromal Cells/metabolism , Stromal Cells/pathology , Tumor MicroenvironmentABSTRACT
Polycystic ovary syndrome (PCOS) is a frequent pathology that affects more than 5% of women of reproductive age. Among other heterogeneous symptoms, PCOS is characterized by abnormalities in angiogenesis. Metformin has been introduced in the treatment of PCOS to manage insulin resistance and hyperglycemia. Besides its metabolic effects, metformin has been shown to improve ovulation, pregnancy and live birth rates in PCOS patients. In the present study, we used a dehydroepiandrosterone-induced PCOS rat model to analyze the effect of metformin administration on ovarian angiogenesis. We found that metformin was able to restore the increased levels of vascular endothelial growth factor, angiopoietin (ANGPT)1, and ANGPT1/ANGPT2 ratio and the decreased levels of platelet-derived growth factor B and platelet-derived growth factor D observed in the dehydroepiandrosterone-treated rats. These effects could take place, at least in part, through a decrease in the levels of serum insulin. We also found an improvement in follicular development, with a lower percentage of small follicles and cysts and a higher percentage of antral follicles and corpora lutea after metformin administration. The improvement in ovarian angiogenesis is likely to restore the accumulation of small follicles observed in PCOS rats and to reduce cyst formation, thus improving follicular development and the percentage of corpora lutea. These results open new insights into the study of metformin action not only in glucose metabolism but also in ovarian dysfunction in PCOS women.
Subject(s)
Angiogenesis Modulating Agents/pharmacology , Metformin/pharmacology , Neovascularization, Pathologic/drug therapy , Ovarian Follicle/drug effects , Polycystic Ovary Syndrome/drug therapy , Angiogenesis Modulating Agents/therapeutic use , Angiopoietin-1/blood , Angiopoietin-2/blood , Animals , Dehydroepiandrosterone , Female , Insulin/blood , Insulin Resistance , Metformin/therapeutic use , Neovascularization, Pathologic/blood , Neovascularization, Pathologic/physiopathology , Ovarian Follicle/physiopathology , Platelet-Derived Growth Factor/metabolism , Polycystic Ovary Syndrome/blood , Polycystic Ovary Syndrome/physiopathology , Rats , Rats, Sprague-Dawley , Vascular Endothelial Growth Factor A/bloodABSTRACT
Los objetivos fueron: 1) estudiar en un sistema in vitro (cultivos de células adenohipofisarias) los posibles efectos moduladores de las hormonas sexuales y del GABA sobre la expresión génica de las dos subunidades que conforman a los receptores GABAB (RGABAB); 2) buscar a nivel genómico posibles sitios de respuesta a hormonas sexuales y sitios de reconocimiento de factores de transcripción inducidos por la activación de receptores GABAérgicos; 3) determinar la existencia de diferencias sexuales en la expresión de los RGABAB en el hipotálamo de ratas y en caso afirmativo estudiar si alteraciones hormonales durante la gestación producen una reversión sexual en dichos niveles en este tejido. Materiales y Métodos: ratas hembras y machos de la cepa Sprague-Dawley de la colonia del Instituto de Biología y Medicina Experimental criados en un ambiente con aire acondicionado, con luces desde 0700 a 1900 h. Para los experimentos de Western blots se utilizaron ratas hembras y machos de 1, 4, 12, 20, 28, 38 días, adultas y lactantes como donantes de hipotálamos. Resultados: describen por primera vez la ontogenia de la expresión de los RGABAB en hipotálamos de ratas hembras y machos. Esta muestra similitudes y diferencias con la expresión en otras regiones cerebrales y con la hipófisis anterior. En el hipotálamo, una región del sistema nervioso central (SNC) críticamente involucrada en el control de la hipófisis, la expresión de RGABAB1 y RGABAB2 fue mayor durante los primeros días de vida postnatal y luego disminuyeron alcanzando los niveles de adultos entre la tercera y cuarta semana de vida; este patrón es similar al descripto en médula espinal. Por lo contrario, en cerebelo y corteza cerebral RGABAB1, pero no RGABAB2, decrece con la edad. Se podría especular que si el GABA está involucrado en la diferenciación sexual del cerebro y se ha mostrado que los RGABAB juegan un rol en la organización del núcleo hipotalámico ventromedial, el cual es sexualmente dimórfico siendo más grande en los machos que en las hembras adultas, y el hecho que la subunidad RGABAB1a es significativamente más abundante en el hipotálamo de las hembras con respecto a los machos a etapas tempranas del desarrollo, como hemos determinado, entonces esta subunidad RGABAB1a podría estar involucrada en determinar el desarrollo sexualmente dimórfico de éste y/u otros núcleos hipotalámicos, además de otros mecanismos gabaérgicos como la fosforilación de CREB a través de activaciones de los RGABAA
Subject(s)
Receptors, GABA-B , Hypothalamo-Hypophyseal System , Fellowships and ScholarshipsABSTRACT
Los objetivos fueron: 1) estudiar en un sistema in vitro (cultivos de células adenohipofisarias) los posibles efectos moduladores de las hormonas sexuales y del GABA sobre la expresión génica de las dos subunidades que conforman a los receptores GABAB (RGABAB); 2) buscar a nivel genómico posibles sitios de respuesta a hormonas sexuales y sitios de reconocimiento de factores de transcripción inducidos por la activación de receptores GABAérgicos; 3) determinar la existencia de diferencias sexuales en la expresión de los RGABAB en el hipotálamo de ratas y en caso afirmativo estudiar si alteraciones hormonales durante la gestación producen una reversión sexual en dichos niveles en este tejido. Materiales y Métodos: ratas hembras y machos de la cepa Sprague-Dawley de la colonia del Instituto de Biología y Medicina Experimental criados en un ambiente con aire acondicionado, con luces desde 0700 a 1900 h. Para los experimentos de Western blots se utilizaron ratas hembras y machos de 1, 4, 12, 20, 28, 38 días, adultas y lactantes como donantes de hipotálamos. Resultados: describen por primera vez la ontogenia de la expresión de los RGABAB en hipotálamos de ratas hembras y machos. Esta muestra similitudes y diferencias con la expresión en otras regiones cerebrales y con la hipófisis anterior. En el hipotálamo, una región del sistema nervioso central (SNC) críticamente involucrada en el control de la hipófisis, la expresión de RGABAB1 y RGABAB2 fue mayor durante los primeros días de vida postnatal y luego disminuyeron alcanzando los niveles de adultos entre la tercera y cuarta semana de vida; este patrón es similar al descripto en médula espinal. Por lo contrario, en cerebelo y corteza cerebral RGABAB1, pero no RGABAB2, decrece con la edad. Se podría especular que si el GABA está involucrado en la diferenciación sexual del cerebro y se ha mostrado que los RGABAB juegan un rol en la organización del núcleo hipotalámico ventromedial, el cual es sexualmente dimórfico siendo más grande en los machos que en las hembras adultas, y el hecho que la subunidad RGABAB1a es significativamente más abundante en el hipotálamo de las hembras con respecto a los machos a etapas tempranas del desarrollo, como hemos determinado, entonces esta subunidad RGABAB1a podría estar involucrada en determinar el desarrollo sexualmente dimórfico de éste y/u otros núcleos hipotalámicos, además de otros mecanismos gabaérgicos como la fosforilación de CREB a través de activaciones de los RGABAA
Subject(s)
Receptors, GABA-B , Hypothalamo-Hypophyseal System , Fellowships and ScholarshipsABSTRACT
Los objetivos fueron: 1) estudiar en un sistema in vitro (cultivos de células adenohipofisarias) los posibles efectos moduladores de las hormonas sexuales y del GABA sobre la expresión génica de las dos subunidades que conforman a los receptores GABAB (RGABAB); 2) buscar a nivel genómico posibles sitios de respuesta a hormonas sexuales y sitios de reconocimiento de factores de transcripción inducidos por la activación de receptores GABAérgicos; 3) determinar la existencia de diferencias sexuales en la expresión de los RGABAB en el hipotálamo de ratas y en caso afirmativo estudiar si alteraciones hormonales durante la gestación producen una reversión sexual en dichos niveles en este tejido. Materiales y Métodos: ratas hembras y machos de la cepa Sprague-Dawley de la colonia del Instituto de Biología y Medicina Experimental criados en un ambiente con aire acondicionado, con luces desde 0700 a 1900 h. Para los experimentos de Western blots se utilizaron ratas hembras y machos de 1, 4, 12, 20, 28, 38 días, adultas y lactantes como donantes de hipotálamos. Resultados: describen por primera vez la ontogenia de la expresión de los RGABAB en hipotálamos de ratas hembras y machos. Esta muestra similitudes y diferencias con la expresión en otras regiones cerebrales y con la hipófisis anterior. En el hipotálamo, una región del sistema nervioso central (SNC) críticamente involucrada en el control de la hipófisis, la expresión de RGABAB1 y RGABAB2 fue mayor durante los primeros días de vida postnatal y luego disminuyeron alcanzando los niveles de adultos entre la tercera y cuarta semana de vida; este patrón es similar al descripto en médula espinal. Por lo contrario, en cerebelo y corteza cerebral RGABAB1, pero no RGABAB2, decrece con la edad. Se podría especular que si el GABA está involucrado en la diferenciación sexual del cerebro y se ha mostrado que los RGABAB juegan un rol en la organización del núcleo hipotalámico ventromedial, el cual es sexualmente dimórfico siendo más grande en los machos que en las hembras adultas, y el hecho que la subunidad RGABAB1a es significativamente más abundante en el hipotálamo de las hembras con respecto a los machos a etapas tempranas del desarrollo, como hemos determinado, entonces esta subunidad RGABAB1a podría estar involucrada en determinar el desarrollo sexualmente dimórfico de éste y/u otros núcleos hipotalámicos, además de otros mecanismos gabaérgicos como la fosforilación de CREB a través de activaciones de los RGABAA
