Academic literature on the topic 'NADPH oxydase 4'

The present study focuses on flowering phenology, pollinator intensity in Bulbophyllum careyanum during different times of the day and visitation rates with the number of flowers per inflorescence. The average time taken from bud initiation of inflorescence till its maturity (27.4±0.79 days), flower longevity (15.3±1.09 days) and wilting period (4.2±0.27 days) were almost same during flowering seasons in two consecutive years (2012 and 2013). However, inflorescence bud initiation and flower opening delayed for about three weeks during 2013 as compared to the former. Hand pollination and bagging experiments showed that induced and spontaneous autogamy, agamospermy and geitonogamy failed to produce fruits, but flowers under natural conditions (control) and those introduced to xenogamy produced fruits with 23.3% and 86.7% respectively. Pollinators mostly visited the flowers during morning hours (0615-0645) and evening hours (1645-1710). Pollinator visitation rates were significantly correlated with the number of flowers per inflorescence (r values ranges from 0.84 to 1.00, significant at 0.01). Molecular characterisation of the pollinators were done by Polymerase Chain Reaction (PCR) amplification of four mitochondrial gene fragments (12s rDNA, 16s rDNA, Cytochrome c oxydase I and NADH 4 & 5 dehydrogenase). Different insect species including flies, wasps, grasshoppers and bees visited the B.careyanum flowers, but only Drosophila melanogaster was found to be the real pollinator.

Vascular remodeling due to hyper‐proliferation of vascular smooth muscle cells (VSMCs) is associated with hypertension. We previously showed that in vivo treatment of spontaneously hypertensive rats (SHR) with NPR‐C specific agonist C‐ANP4–23 attenuates the hyper‐proliferation of VSMC. We undertook the present study to investigate if the anti‐proliferative effect of C‐ANP4–23 treatment is mediated through the inhibition of the over‐expression of cell cycle proteins and explore the signaling molecules contributing to this effect. For this study, one‐week‐old SHR and age‐matched WKY rats were injected intraperitoneally with C‐ANP4–23 twice per week for 6 weeks and sacrificed at the end of the 8th week, blood pressure measurements were done by tail cuff method, proliferation of VSMC was determined by thymidine incorporation and MTT assay, and Western blotting was used to measure the levels of proteins. VSMC from SHR exhibited enhanced proliferation as compared to Wistar Kyoto rats (WKY) and C‐ANP4–23 treatment attenuated the hyper‐proliferation to control levels. In addition the overexpression of cyclin D1, cyclin A, cyclin E, cyclin dependent kinase 2 and 4 (cdk2, cdk4), phosphorylated retinoblastoma protein (pRb) and Giα proteins exhibited by VSMC from SHR was attenuated to control levels. Furthermore, the enhanced phosphorylation of ERK1/2, AKT, EGF‐R, PDGF‐R, IGF‐R and c‐Src was significantly decreased by C‐ANP4–23 treatment. Moreover, the enhanced levels of superoxide anion (O2 −), NADPH oxydase activity, and the enhanced expression of NOX4 and P47phox in SHRs were attenuated by C‐ANP4–23. These results indicate that in vivo NPR‐C activation attenuates the over‐expression of cell cycle proteins through the inhibition of the enhanced oxidative stress, c‐Src and EGF‐R, PDGF‐R, IGF‐R activation, MAPK signaling and over‐expression of Giα proteins resulting in the inhibition of the hyper‐proliferation of VSMC from SHR. Thus, it can be suggested that C‐ANP4–23 may be used as a therapeutic agent for the treatment of vascular complications associated with hypertension and atherosclerosis.Support or Funding InformationSupported by grants from Canadian Institutes of Health Research (CIHR) and Heart and Stroke Foundation of Canada (HSFC).

Les NADPH oxydases, Nox, sont les principaux médiateurs de la production des espèces réactives de l'oxygène, les ROS. Ces dérivés jouent un rôle essentiel dans les cellules et les tissus en tant qu'outil bactéricide, messager de signalisation ainsi que dans l'équilibre redox. Ils sont impliqués dans les pathologies inflammatoires, et les maladies du vieillissement. Le complexe de la NADPH oxydase des phagocytes est le prototype le mieux caractérisé ; gp91-phox sous-unité b du cytochrome b558 est la flavodéshydrogénase en charge du transfert d'électron depuis NADPH jusqu'à l'oxygène qui est réduit en anion O2. -. Les gènes codant des isoformes de gp91-phox (nox 1-5) ont été identifiés récemment dans les cellules non phagocytaires suggérant l'existence d'une famille de NADPH oxydases au caractère ubiquitaire. Nous cherchons à analyser le rôle des radicaux oxydants dans la dégénérescence cartilagineuse de l'arthrose et la nature de l'oxydase à l'origine de la production de ces dérivés réactifs de l'oxygène. Des chondrocytes humains immortalisés, lignée C20-A4, expriment Nox2 (gp91-phox) et ses partenaires principalement p22-phox et p67-phox, mais également l'oxydase Nox 4. Pour déterminer quelle est l'oxydase impliquée dans la synthèse de collagènases, Nox2 et Nox4 ont été surexprimées dans les chondrocytes C20-A4. Les cellules sont soumises à un stress cytokinique, Il1b. Puis la présence de la collagènase MMP-1 est évaluée par test ELISA dans le milieu de culture. Les résultats montrent que Nox 2 (la NAD(P)H oxydase des phagocytes) n'est pas impliqué dans la génération des ROS. Par contre, la synthèse des radicaux oxydants à partir de O2. - est significativement augmentée après la surexpression du gène codant Nox 4 dans les chondrocytes incubés en présence d'interleukine Il1b. On observe également dans ces conditions, une augmentation (x4) de la production de la collagènase, MMP-1 ce qui conduit à penser que les réactions de protéolyse matricielle engendrées dans l'arthrose pourraient être médiées par la NAD(P)H oxydase, Nox 4, en présence d'un stress cytokinique. La NAD(P)H oxydase, Nox 4, est proposée comme l'un des acteurs à l'origine de la dégénérescence cartilagineuse dans l'arthrose et pourrait être considérée comme une cible thérapeutique à atteindre
Reactive Oxygen Species (ROS) are regulators of redox-sensitive cell-signaling pathways. In osteoarthritis, human interleukin-1β is implicated in cartilage destruction through an ROS dependent matrix metalloproteinase production. To determine the molecular source of ROS production in the human IL-1β (hIL-1β)-sensitive chondrocyte immortalized cell line C-20/A4, we constructed transfected cells that overexpress NAD(P)H oxidases. Firstly, RT-PCR analysis showed that the C-20/A4 cell line expressed Nox2, Nox4, p22phox and p67phox. It was found that ROS production by C-20/A4 chondrocytes does not depend on PMA and ionomycin activation. This indicates that Nox2 was not involved in the production of ROS. In C-20/A4 cells which overexpress Nox4, hIL-1β stimulated ROS production three times more than the normal production of C-20/A4 cells. Moreover, there was a fourfold increase in the production of collagenase (MMP-1) by chondrocytes which overexpress Nox4. Interestingly, MMP-1 production in cells which overexpress Nox2 was not sensitive to hIL-1β. Our data suggest that under hIL-1β stimulation, C-20/A4 chondrocytes produce MMP-1 through a Nox4-mediated, ROS dependent pathway

L’arthrose est une pathologie chronique dégénérative invalidante, fréquente, multifactorielle, grave et coûteuse. Deux avancées conceptuelles récentes soulignent une vision pluritissulaire de la maladie et un abord clinique phénotypique, permettant d’envisager l’individualisation de la stratégie thérapeutique. Un article publié dans la Revue de Gériatrie résume brièvement ces deux concepts. Sur le plan physiopathologique, le chondrocyte est la cellule cible primordiale et la NADPH Oxydase (Nox) 4 semble être un acteur d’intérêt. La Nox4, son activité, son interaction avec ses partenaires et sa conformation constituent des enjeux scientifiques d’intérêt et autant de cibles thérapeutiques potentielles pour l’élaboration de stratégies thérapeutiques anti-arthrosiques. Au cours de ce travail de thèse, le lien entre Nox4 et arthrose était abordé à 3 niveaux : structural, cellulaire et animal. Le volet structural laisse supposer que la boucle E de Nox4 est une séquence intrinsèquement désordonnée. Ainsi, la fonction de Nox4 pourrait être liée à sa structure, venant ainsi corroborer l’hypothèse de la « cage redox » avec une production de peroxyde d’hydrogène par dismutation spontanée. Les connaissances actuelles sur l’implication du stress oxydant et particulièrement de la Nox4 dans l’arthrose ont été étudiées au cours d’une publication dans Experimental and Gerontology. Ensuite, le volet cellulaire confirmait que la Nox4 est exprimée par le chondrocyte primaire humain et notre hypothèse d’une voie de signalisation catabolique IGF-1/Nox4 n’a pas été invalidée. Le volet animal a été l’occasion de faire une revue des connaissances tant sur les différents modèles murins d’arthrose que sur les critères d’évaluation clinique et paraclinique avec notamment des innovations technologiques. Cet article est en cours de révision majeure dans Bone Research. Notre travail expérimental a par ailleurs montré que le cartilage murin exprimait les isoformes Nox2 et Nox4, et nos résultats sont en accord avec la littérature récente. Nous avons pour finir évalué un nouveau modèle d’arthrose murin selon des critères de jugement robustes et novateurs. Le modèle a été choisi dans la perspective de tester l’implication de Nox4 dans la voie de signalisation de l’IL-1β in vivo. Cet article sera soumis dans Bone Research
Osteoarthritis (OA) is a chronic degenerative disease affecting millions of people around the world and one of the most co-occurring diseases among patients aged 55 years and older. Two recent conceptual approaches highlighted a pluritissular vision of the disease and a phenotypic clinical approach, making it possible to envisage individualization of the therapeutic strategy. An article published in the Revue de Gériatrie briefly summarizes these two concepts. The chondrocyte is the target cell and NADPH Oxidase (Nox) 4 is a player of interest in the physiopathological process of osteoarthritis. Nox4, its activity, its interaction with its partners and its conformation constitute scientific issues of interest and potential therapeutic targets for the development of anti-arthritis therapeutic strategies. In the course of this work, the link between Nox4 and osteoarthritis was approached from three complementary points of view. The structural aspect suggests that the E loop of Nox4 is an intrinsically disordered peptide. Thus, the function of Nox4 could be linked to its random structure, thus corroborating the "redox cage" hypothesis with a production of hydrogen peroxide by spontaneous dismutation. Current knowledge on the involvement of oxidative stress and particularly of Nox4 in OA has been reviewed in a publication in Experimental and Gerontology. Then, the cellular component confirmed that Nox4 is expressed by the human primary chondrocyte and our hypothesis of a catabolic IGF-1/Nox4 signalling pathway has not been invalidated. The animal component provided an opportunity to review knowledge of the various mouse models of osteoarthritis and the clinical and paraclinical evaluation criteria, including technological innovations. This article is currently undergoing major revision in Bone Research. Our experimental work has also shown that murine cartilage expresses the Nox2 and Nox4 isoforms, and our results are in agreement with recent literature. Finally, we assessed a new murine model of OA according to robust and innovative judgment criteria. The model was chosen with the prospect of testing the involvement of Nox4 in the IL-1β signalling pathway in vivo. This paper will be submitted to Bone Research

La radiothérapie métabolique à l’iode 131 (RMI) constitue le traitement principal des cancers différenciés de la thyroïde (CDT). Cette thérapie métabolique est basée sur l’expression à la membrane basale des cellules thyroïdiennes, du transporteur de l’iode (NIS) codé par le gène SLC5A5. La mutation driver BRAFV600E est présente dans 40 à 60% des CDTs. Les cancers papillaires de la thyroïde (CPTs) localement avancés et métastatiques arborant cette mutation sont de faible pronostic. BRAFV600E est un puissant activateur de la signalisation MAPK conduisant à un processus de dé-différenciation associé à la répression du gène SLC5A5 et à la résistance à la RMI. La captation de l’iode constitue un challenge majeur pour le traitement des patients. Une nouvelle approche thérapeutique consiste en une stratégie de re-différenciation des cellules thyroïdiennes. Nos études précédentes ont montré́ que BRAFV600E contrôle l’expression de la NADPH oxydase (NOX4) et que les ROS générées par cette dernière répriment le gène SLC5A5. L’inhibition de NOX4 ré-induit l’expression du NIS et cette réversibilité́ suggère une contribution à un mécanisme épigénétique. L’objectif de la thèse était de déterminer les évènements moléculaires et mécanistiques induits par NOX4 qui contribuent à la répression des gènes impliqués dans la différenciation thyroïdienne et dans l’efficacité́ de la radiothérapie métabolique. Nos résultats montrent que NOX4 génère des dommages oxydatifs à l’ADN, lesquels favorisent la rétention d’acteurs épigénétiques tels que les DNMTs via une interaction avec les protéines de réparation de l’ADN, perturbant ainsi la fixation à l’ADN des facteurs de transcription de la différenciation thyroïdienne PAX8 et NKX2.1, et empêchant la transcription de gènes de manière prolongée. Nous démontrons aussi un effet des inhibiteurs de BRAF/MEK utilisés en clinique sur le mécanisme épigénétique dépendant de NOX4 et un intérêt clinique de l’inhibition de cette dernière conjointement à l’inhibition de BRAF/MEK dans la réexpression des gènes de la différenciation thyroïdienne
The radioiodine therapy (RAI) constitutes the main treatment for differentiated thyroid cancer (DTC). This metabolic radiotherapy is based on the expression at thyroid cell basal membrane of the iodine transporter (NIS) encoded by SLC5A5 gene. BRAFV600E oncogene driver mutation is present in 40 to 60% of DTC. Locally advanced and metastatic papillary thyroid cancer (PTC) harboring BRAFV600E mutation have poor prognosis. BRAFV600E oncogene is a strong activator of MAPK signaling leading to a dedifferentiation process, which is associated with SLC5A5 gene repression and radioiodine therapy refractoriness. The RAI uptake constitutes a major challenge for treatment of patients and in this sense a new therapeutic approach consists of thyroid cell redifferentiation strategy. Our previous studies showed that BRAFV600E controls the NADPH oxidase (NOX4) expression and NOX4- derived ROS repress SLC5A5 gene. NOX4 inhibition reinduces NIS expression and the reversibility suggests a contribution to an epigenetic mechanism. The objective of the thesis was to determine the molecular and mechanistic events induced by NOX4-derived ROS that contribute to the repression of genes involved in differentiation process and in the efficiency of metabolic radiotherapy. Our results showed that NOX4 generates specific oxidative damage to DNA, which promotes the retention of epigenetic actors such as DNMTs through interaction with DNA repair proteins, thereby disrupting the DNA binding of thyroid differentiation transcription factors, PAX8 and NKX.2.1, and preventing gene transcription for prolonged periods. We also demonstrated an effect of BRAF/MEK inhibitors used clinically in NOX4- dependant epigenetic mechanism and a clinical interest of NOX4 inhibition in addition to BRAF/MEK inhibition in thyroid differentiation gene reinduction

Une des propriétés majeures de la thyroïde est de capter l’iode de la circulation sanguine grâce à la présence d’un transporteur d’iodure (NIS pour Natrium Iodide Symporter). Cette capacité d’accumulation d’iode par les thyrocytes joue un rôle clé dans la synthèse des hormones thyroïdiennes ainsi dans le diagnostic et le traitement des cancers de la thyroïde. Cependant, en raison d’une diminution ou de l’absence de l’expression du NIS dans certaines tumeurs et métastases, des patients deviennent réfractaires à la radiothérapie métabolique et présentent une radiorésistance, causant ainsi un problème de santé publique.L’oncogène BRAFV600E, un puissant activateur de La voie MAP kinase, est détecté dans 40 - 60% des cancers thyroïdiens de type papillaires (CPT) qui représentent 80% de la totalité des cancers thyroïdiens. La mutation BRAFV600E est associée aux tumeurs thyroïdiennes les plus agressives. Cependant l’inhibition pharmacologique de la voie MAP kinase induite constitutivement par l’oncogène BRAFV600E ne permet pas, à elle seule, de rétablir l’expression du NIS chez des patients atteints d’un cancer de la thyroïde muté BRAFV600E. Ceci suggère que d’autres mécanismes compensatoires peuvent contribuer à la radiorésistance. Une étude récente menée sur un modèle murin a montré que la régulation négative du NIS par l’oncogène BRAFV600E est médiée par la voie du TGF beta. Une autre a montré que l’expression du NIS serait dépendante de l’état redox de la cellule, suggérant un rôle des espèces réactives de l’oxygène (ROS). Dans les cellules les ROS peuvent être produites par les NADPH oxydases (NOX/DUOX). La thyroïde en exprime trois : DUOX2 nécessaire à la synthèse des hormones thyroïdiennes ainsi que DUOX1 et NOX4 dont le rôle physiologique reste inconnu. NOX4, surexprimé dans les CPTs, a été montré être un nouvel effecteur clé de la voie du TGF beta dans d’autres cancers.Dans mon projet de thèse, je me suis intéressée à l’étude du rôle de NOX4 dans la régulation négative du NIS dans les CPT mutés BRAFV600E. L’étude du mécanisme, réalisée à partir de deux lignées humaines issues de cancers papillaires mutés pour BRAF (BCPAP et 8505C), a permis d’établir que l’oncogène BRAFV600E contrôle l’expression de NOX4 au niveau transcriptionnel via la voie TGF-beta/Smad3. Ces résultats ont été validés sur une lignée de rat exprimant de manière conditionnelle BRAFV600E ainsi que sur des thyrocytes humains en culture primaire. De manière importante, l’utilisation d’antioxydants tels que le N-acetyl cystéine (NAC) ou l’inhibition spécifique de l’expression de NOX4 par ARN interférence permet de réinduire l’expression du NIS. Ces résultats qui montrent que les ROS produites par NOX4 inhibent l’expression du transporteur de l’iode (NIS) établissent un lien entre l’oncogène BRAFV600E et NOX4. Une analyse comparative de l'expression de NOX4 effectuée à partir de 500 cancers papillaires de la thyroïdes mutés ou non pour BRAF (données TCGA) confirme que NOX4 est significativement augmenté dans les cancers porteurs de la mutation BRAF et que ceci est corrélé à une diminution de l’ARNm du NIS. Par ailleurs, le niveau de NOX4 est inversement corrélé au score de différenciation thyroïdien, suggérant que NOX4 pourrait être impliqué dans le processus de dédifférenciation. Cette étude ouvre une nouvelle opportunité pour l’optimisation de l’utilisation de la radiothérapie métabolique dans le traitement des cancers thyroïdiens réfractaires à l’iode I131 et présente NOX4 comme une cible thérapeutique potentielle
One of the major properties of the thyroid is iodine uptake from the bloodstream through an iodide transporter (NIS for Natrium Iodide Symporter). This capacity plays a key role in the thyroid hormones synthesis, but also in both diagnosis and treatment of thyroid cancer. However, due to a decrease or absence of the NIS expression in some tumors and metastases, patients become refractory to the metabolic radiotherapy and present a radioresistance, which cause a public health problem.The BRAFV600E oncogene, a potent activator of the MAP kinase pathway, is detected in 40-60% of papillary thyroid cancer (PTC), which represent 80% of total thyroid cancers. The BRAFV600E mutation is associated with the more aggressive thyroid tumors. However, the pharmacological inhibition of the MAP kinase pathway, constitutively induced by the BRAFV600E oncogene, is not able to restore alone the expression of NIS in patients with BRAFV600E mutated thyroid cancer. This suggests that other compensatory mechanisms may contribute to the radioresistance. A recent study in a mouse model demonstrated that downregulation of NIS by BRAFV600E oncogene is mediated through the TGF beta activation. An other showed that the expression of NIS is dependent on the redox status of the cell, suggesting a role for the reactive oxygen species (ROS). In cells, ROS can be produced by the NADPH oxidases (NOX/DUOX). The Thyroid gland expresses three of them: DUOX2, which is necessary for the thyroid hormones synthesis, but also DUOX1 and NOX4 whose the physiological role remains unknown. NOX4, which is overexpressed in the PTCs, has been shown to be a new key effector of the TGF beta pathway.In my thesis project, I was interested in studying the role of NOX4 in the negative regulation of NIS in BRAFV600E mutated CPT. The study of the mechanism, made from two human cell lines derived from BRAF-mutated papillary thyroid cancers (BCPAP and 8505C), has revealed that the oncogene BRAFV600E controls the expression of NOX4 at the transcriptional level via the TGF-beta/Smad3 pathway. These results were validated on both a rat thyroid cell line conditionnaly expressing BRAFV600E and on human thyrocytes in primary culture. Importantly, the use of antioxidants such as N-acetyl cysteine (NAC) or specific inhibition of NOX4 expression by RNA interference allow reinduction of NIS expression. These results, which show that ROS produced by NOX4 inhibit the expression of iodine transporter (NIS), establish a link between the oncogene BRAFV600E and NOX4. A comparative analysis of the NOX4 expression, made from 500 papillary thyroid cancers mutated or not for BRAF (TCGA data), confirms that NOX4 is significantly increased in BRAF-mutated cancers and that this is correlated with a decrease of NIS mRNA. Furthermore, the level of NOX4 is inversely related to thyroid differentiation score, suggesting that NOX4 might be involved in the dedifferentiation process. This study opens a new opportunity for optimizing the use of metabolic radiotherapy in the treatment of thyroid cancers refractory to radioiodine I131and makes NOX4 as a potential therapeutic target

Les NADPH oxydases, Nox, sont les principaux médiateurs de la production des espèces réactives de l'oxygène, les ROS. Ces dérivés jouent un rôle essentiel dans les cellules et les tissus en tant qu'outil bactéricide, messager de signalisation ainsi que dans l'équilibre redox. Ils sont impliqués dans les pathologies inflammatoires, et les maladies du vieillissement. Le complexe de la NADPH oxydase des phagocytes est le prototype le mieux caractérisé ; gp91-phox sous-unité b du cytochrome b558 est la flavodéshydrogénase en charge du transfert d'électron depuis NADPH jusqu'à l'oxygène qui est réduit en anion O2.-. Les gènes codant des isoformes de gp91-phox (nox 1-5) ont été identifiés récemment dans les cellules non phagocytaires suggérant l'existence d'une famille de NADPH oxydases au caractère ubiquitaire.

Nous cherchons à analyser le rôle des radicaux oxydants dans la dégénérescence cartilagineuse de l'arthrose et la nature de l'oxydase à l'origine de la production de ces dérivés réactifs de l'oxygène.

Des chondrocytes humains immortalisés, lignée C20-A4, expriment Nox2 (gp91-phox) et ses partenaires principalement p22-phox et p67-phox, mais également l'oxydase Nox 4. Pour déterminer quelle est l'oxydase impliquée dans la synthèse de collagènases, Nox2 et Nox4 ont été surexprimées dans les chondrocytes C20-A4. Les cellules sont soumises à un stress cytokinique, Il1b. Puis la présence de la collagènase MMP-1 est évaluée par test ELISA dans le milieu de culture.

Les résultats montrent que Nox 2 (la NAD(P)H oxydase des phagocytes) n'est pas impliqué dans la génération des ROS. Par contre, la synthèse des radicaux oxydants à partir de O2.- est significativement augmentée après la surexpression du gène codant Nox 4 dans les chondrocytes incubés en présence d'interleukine Il1b. On observe également dans ces conditions, une augmentation (x4) de la production de la collagènase, MMP-1 ce qui conduit à penser que les réactions de protéolyse matricielle engendrées dans l'arthrose pourraient être médiées par la NAD(P)H oxydase, Nox 4, en présence d'un stress cytokinique.

La NAD(P)H oxydase, Nox 4, est proposée comme l'un des acteurs à l'origine de la dégénérescence cartilagineuse dans l'arthrose et pourrait être considérée comme une cible thérapeutique à atteindre.