Nordihydroguaiaretic acid and aspirin increase lifespan of genetically heterogeneous male mice

The National Institute on Aging's Interventions Testing Program was established to evaluate agents that are purported to increase lifespan and delay the appearance of age-related disease in genetically heterogeneous mice. Up to five compounds are added to the study each year and each compound is tested at three test sites (The Jackson Laboratory, University of Michigan, and University of Texas Health Science Center at San Antonio). Mice in the first cohort were exposed to one of four agents: aspirin, nitroflurbiprofen, 4-OH-alpha-phenyl-N-tert-butyl nitrone, or nordihydroguaiaretic acid (NDGA). Sample size was sufficient to detect a 10% difference in lifespan in either sex,with 80% power, using data from two of the three sites. Pooling data from all three sites, a log-rank test showed that both NDGA (p=0.0006) and aspirin (p=0.01) led to increased lifespan of male mice. Comparison of the proportion of live mice at the age of 90% mortality was used as a surrogate for measurement of maximum lifespan;neither NDGA (p=0.12) nor aspirin (p=0.16) had a significant effect in this test. Measures of blood levels of NDGA or aspirin and its salicylic acid metabolite suggest that the observed lack of effects of NDGA or aspirin on life span in females could be related to gender differences in drug disposition or metabolism. Further studies are warranted to find whether NDGA or aspirin, over a range of doses,might prove to postpone death and various age-related outcomes reproducibly in mice.     

Half-sandwich Ru[9]aneS3 complexes structurally similar to antitumor-active organometallic piano-stool compounds: Preparation, structural characterization and in vitro cytotoxic activity

The preparation, structural characterization, and chemical behavior in aqueous solution of a series of new Ru[9]aneS₃ half-sandwich complexes of the type [Ru([9]aneS₃)Cl(NN)][CF₃SO₃] and [Ru([9]aneS₃)(dmso-S)(NN)][CF₃SO₃]₂ (5–15, NN = substituted bpy or 2 × 1-methylimidazole) are described. The X-ray structures of [Ru([9]aneS₃)Cl(3,3′-H₂dcbpy)][CF₃SO₃] (9) (3,3′-H₂dcbpy = 3,3′-dicarboxy-2,2′-bipyridine), [Ru([9]aneS₃)Cl(4,4′-dmobpy)][CF₃SO₃] (13) (4,4′-dmobpy = 4,4′-dimethoxy-2,2′-bipyridine), and [Ru([9]aneS₃)Cl(1-MeIm)₂][CF₃SO₃] (15) (1-MeIm = 1-methylimidazole) were also determined. The new compounds are structurally similar to anticancer-active organometallic half-sandwich complexes of formula [Ru(η⁶-arene)Cl(NN)][PF₆]. Three chloro compounds (5, 9, 15) were tested in vitro for cytotoxic activity against two human cancer cell lines in comparison with the previously described [Ru([9]aneS₃)Cl(en)][CF₃SO₃] (1, en = ethylenediamine), [Ru([9]aneS₃)Cl(bpy)][CF₃SO₃] (2), and with their common dmso precursor [Ru([9]aneS₃)Cl(dmso-S)₂][CF₃SO₃] (3). Only the ethylenediamine complex 1 showed some antiproliferative activity, ca. one order of magnitude lower than the reference organometallic half-sandwich compound RM175 that contains biphenyl instead of [9]aneS₃. This compound was further tested against a panel of human cancer cell lines (including one resistant to cisplatin).     

Intracellular localization of the cyclin-dependent kinase inhibitor p21<Superscript>CDKN1A</Superscript>-GFP fusion protein during cell cycle arrest

The cyclin-dependent kinase (CDK) inhibitor p21^CDKN1A is known to induce cell cycle arrest by inhibiting CDK activity and by interfering with DNA replication through binding to proliferating cell nuclear antigen. Although the molecular mechanisms have been elucidated, the temporal dynamics, as well as the intracellular sites of the activity of p21 bound to cyclin/CDK complexes during cell cycle arrest, have not been fully investigated. In this study we have induced the expression of p21^CDKN1A fused to green fluorescent protein (GFP) in HeLa cells, in order to visualize the intracellular localization of the inhibitor during the cell cycle arrest. We show that p21-GFP is preferentially expressed in association with cyclin E in cells arrested in G1 phase, and with cyclin A more than with cyclin B1 in cells arrested in the G2/M compartment. In addition, we show for the first time that p21-GFP colocalizes with cyclin E in the nucleolus of HeLa cells during the G1 phase arrest.O. Cazzalini and P. Perucca contributed equally to this work     

p21CDKN1A does not interfere with loading of PCNA at DNA replication sites, but inhibits subsequent binding of DNA polymerase delta at the G1/S phase transition

The ability of the cyclin-dependent kinase (CDK) inhibitor p21CDKN1A to interact with PCNA recruited to DNA replication sites was investigated to elucidate the relevance of this interaction in cell cycle arrest. To this end, expression of p21 protein fused to green fluorescent protein (GFP) was induced in HeLa cells. G1 phase cell cycle arrest induced by p21GFP occurred also at the G1/S transition, as shown by cyclin A immunostaining of GFP-positive cells. Confocal microscopy analysis and co-immunoprecipitation studies showed that p21GFP co-localized and interacted with chromatin-bound PCNA and CDK2. GFP-p21 mutant forms unable to bind to PCNA (p21PCNA-) or CDK (p21CDK-) induced cell cycle arrest, although immunoprecipitation experiments showed these mutants to be unstable. Expression of HA-tagged p21wt or mutant proteins confirmed the ability of both mutants to arrest cell cycle. p21(wt)HA and p21CDK-HA, but not p21PCNA-, co-localized and co-immunoprecipitated with chromatin-bound PCNA. Association of p21 to chromatin-bound PCNA resulted in the loss of interaction with the p125 catalytic subunit of DNA polymerase delta (pol delta). These results suggest that in vivo p21 does not interfere with loading of PCNA at DNA replication sites, but prevents, or displaces subsequent binding of pol delta to PCNA at the G1/S phase transition.     

Nuclear receptor peroxisome proliferator-activated receptor-gamma is activated in rat microglial cells by the anti-inflammatory drug HCT1026, a derivative of flurbiprofen

The peroxisome proliferator-activated receptor-gamma (PPAR-gamma) is constitutively expressed in primary cultures of rat microglia, the main population of brain resident macrophages, and its ligand-dependent activation leads to the repression of several microglial functions. A few non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), e.g. indomethacin and ibuprofen, show PPAR-gamma agonistic properties. It has been proposed that PPAR-gamma activation contributes to the potential benefits of the long-term use of certain NSAIDs in delaying the progression of Alzheimer's disease (AD). Previous data have shown that the NSAID HCT1026 [2-fluoro-alpha-methyl(1,1'-biphenyl)4-acetic acid-4-(nitrooxy)butyl ester], a derivative of flurbiprofen which releases nitric oxide (NO), reduces the number of reactive microglial cells in a variety of models. This evidence together with the chemical analogy with ibuprofen led us to investigate whether flurbiprofen and HCT1026 interact with PPAR-gamma and interfere with microglial activation. We found that a low concentration (1 microm) of HCT1026, but not flurbiprofen, activated PPAR-gamma in primary cultures of rat microglia, with kinetics similar to those of the synthetic agonist ciglitazone. The PPAR-gamma antagonist GW9662 (2-chloro-5-nitrobenzanilide) prevented the activation of PPAR-gamma by HCT1026. Interestingly, unlike other NSAIDs that activate PPAR-gamma at concentrations higher than those required for cyclooxygenase inhibition, HCT1026 activated PPAR-gamma and inhibited prostaglandin E2 synthesis at the same low concentration (1 microm). The results suggest that HCT1026 may exert additional anti-inflammatory actions through PPAR-gamma activation, allowing a more effective control of microglial activation and brain inflammation.     

Investigations on the ultrastructural changes of the spinal ganglion neurons in the course of axon regeneration and cell hypertrophy

Zusammenfassung Die morphologischen Veränderungen, die an den Spinalganglienzellen nach Durchtrennung ihres afferenten Axons auftreten, wurden bei Lacerta muralis untersucht. Die den Spinalganglien angehörenden Nerven wurden durch Schwanzamputation durchtrennt. Die licht- und elektronenmikroskopischen Befunde wurden systematisch verglichen.Bald nach Nervendurchtrennung kommt es an fast allen Spinalganglienzellen vorübergehend zu Schwellung des Zelleibes und — geringgradig — der Mitochondrien.Nach 7 Tagen sind zwei Nervenzellgruppen erkennbar, die eine sehr verschiedene Struktur aufweisen. Das endoplasmatische Reticulum der Neurone der ersten Gruppe, die ungefähr 12% der Nervenzellen des Ganglions ausmachen, hat ein normales Aussehen, die Neurofilamente sind zu dicken Bündeln zusammengeschlossen. Eine Deutung dieser Reaktionsweise war nicht möglich.Die Neurone der zweiten Gruppe — sie sind zahlreicher als die der Gruppe I — erscheinen unter dem Lichtmikroskop deutlich chromatolytisch. Elektronenmikroskopisch läßt sich ihr Zytoplasma folgendermaßen charakterisieren: Fehlen der parallel orientierten ergastoplasmatischen Strukturen und der Neurofilamente, Auftreten von geschlossenen Bläschen und von vorwiegend freien Ribosomen, Anhäufung von Mitochondrien um den Kern. Durch Aufschwellung und Fragmentierung der Tubuli und der Zisternen des endoplasmatischen Reticulums bilden sich die erwähnten geschlossenen Bläschen. Für eine Beteiligung des Kernkörperchens an diesem Vorgang spricht seine Volumenzunahme und seine Strukturveränderung. Während der Chromatolyse, die der Durchtrennung des Axons folgt, zeigt das Neuron eine vorübergehende Umdifferenzierung, so daß seine Struktur der des Neuroblasten weitgehend ähnelt.Nur wenige Neurone degenerieren infolge von Chromatolyse, die Mehrzahl gewinnt wiederum normale Struktur. Ihre Wiederherstellung beginnt mit der Fältelung der Kernmembran und Vergrößerung der Kernoberfläche und setzt sich mit dem Auftreten von ergastoplasmatischen Strukturen und zahlreichen Ribosomen vorerst in der Kerngegend, später auch im übrigen Teil des Zytoplasmas fort. Gleichzeitig treten die Neurofilamente wieder auf.Aufgrund der geschilderten Beobachtungen und bekannter biochemischer und histochemischer Angaben wird die Chromatolyse nicht als Ausdruck regressiver Erscheinungen aufgefaßt. Im wesentlichen handelt es sich um strukturelle Phänomene, die mit der Regeneration des Axons in Zusammenhang stehen.Wie bekannt, regenerieren bei der Eidechse nach der Schwanzamputation Haut, Muskeln und knorpeliges Skelett, während die Spinalganglien nicht regenerieren. Die letzten im Stumpf verbliebenen drei Spinalganglien-Paare innervieren den regenerierten Schwanzteil. Die Nervenzellen dieser Ganglien vermehren sich nicht, so daß sich durch die Schwanzregenerierung das Innervationsgebiet der einzelnen Zellen erheblich ausdehnt: in solchem Zustand hypertrophieren die Spinalganglienzellen.Während der Anfangsstadien der Hypertrophie beobachtet man im Zelleibe der Neurone ein stark entwickeltes Ergastoplasma und eine große, gut abgegrenzte Menge von sehr wahrscheinlich neugebildeten Neurofilamenten. Später findet eine allmähliche Vermischung der verschiedenen zytoplasmatischen Bestandteile statt. Dadurch erscheint der anfangs einheitliche, zytoplasmatische Sektor, welcher Neurofilamente enthält, in immer kleinere Zonen verteilt. Die Zahl der Mitochondrien in dem hypertrophierenden Zelleib steigt langsam und allmählich; aus der Volumenvergrößerung des Zelleibes resultiert jedoch, daß die Dichte der Mitochondrien verglichen mit der der Kontrollneurone stets geringer ist. Ist die Hypertrophie beendet, so erreichen die zytoplasmatischen Bestandteile wieder eine gleichmäßige Ausbildung und Verteilung, wie sie in den normalen Ganglienzellen vorhanden ist. Das hypertrophierte Neuron weist also am Schluß des Vorganges die gleiche Struktur wie die Normalneurone auf.In den hypertrophierenden Neuronen beobachtet man eine Vergrößerung der Kernkörperchen und eine Veränderung ihrer Struktur. Diese Veränderungen sind dieselben, die während der Axonregeneration vorkommen (vgl. vorhergehende Arbeit).Die Hypertrophie der Spinalganglienzellen bei Lacerta muralis besteht also hauptsächlich in der Vermehrung der Zellstrukturen (Neurofilamente, Zisternen des endoplasmatischen Reticulums, Mitochondrien).Durch Zunahme des peripheren Innervationsgebietes hypertrophieren vorwiegend die Spinalganglienzellen, die ein Volumen bis 4000 ³ aufweisen, und zwar solche, die ein höheres Oberflächen/Volumen-Verhältnis besitzen und sich wahrscheinlich später differenzierten. Die Nervenzellen, welche ein Volumen von mehr als 4000 ³ haben, hypertrophieren nicht. Im letzten Abschnitt dieser Arbeit wird die Ultrastruktur von Spinalganglienzellen verglichen, die sich in verschiedenen funktioneilen Zuständen befinden, nämlich Kontrollganglienzellen, chromatolytische Ganglienzellen, die das Axon regenerieren und keine spezifische funktioneile Tätigkeit ausüben, Ganglienzellen, die hypertrophieren und nicht spezifisch fähig sind. In den Ganglienzellen, die keine spezifische Funktion ausüben, liegen die Ribosomen überwiegend frei; das endoplasmatische Reticulum ist schwach entwickelt und äußerst einfach organisiert. Es wird von wenigen geschlossenen Bläschen gebildet. Dagegen ist das endoplasmatische Reticulum in den Ganglienzellen, welche eine spezifische funktionelle Tätigkeit ausüben, sehr entwickelt und sehr kompliziert gebaut; ergastoplasmatische Strukturen sind vorhanden. Es wird daher vermutet, daß in den freien Ribosomen des Zelleibes die zytoplasmatischen Proteine synthetisiert werden, in den ergastoplasmatischen Strukturen (Nissl-Schollen) dagegen hoch spezialisierte Proteine, die wahrscheinlich an einigen spezifischen Funktionen der Neuronen beteiligt sind.     

[3H]SCH 58261, a Selective Adenosine A2A Receptor Antagonist, Is a Useful Ligand in Autoradiographic Studies

Abstract: We have characterized the new potent and selective nonxanthine adenosine A_2A receptor antagonist SCH 58261 as a new radioligand for receptor autoradiography. In autoradiographic studies using agonist radioligands for A_2A receptors ([³H]CGS 21680) or A₁ receptors ( N ⁶-[³H]cyclohexyladenosine), it was found that SCH 58261 is close to 800-fold selective for rat brain A_2A versus A₁ receptors ( K _i values of 1.2 n M versus 0.8 µ M ). Moreover, receptor autoradiography showed that [³H]SCH 58261, in concentrations below 2 n M , binds only to the dopamine-rich regions of the rat brain, with a K _D value of 1.4 (0.8–1.8) n M . The maximal number of binding sites was 310 fmol/mg of protein in the striatum. Below concentrations of 3 n M , the nonspecific binding was <15%. Three adenosine analogues displaced all specific binding of [³H]SCH 58261 with the following estimated K _i values (n M ): 2-hex-1-ynyl-5'- N -ethylcarboxamidoadenosine, 3.9 (1.8–8.4); CGS 21680, 130 (42–405); N ⁶-cyclohexyladenosine, 9,985 (3,169–31,462). The binding of low concentrations of SCH 58261 was not influenced by either GTP (100 µ M ) or Mg²⁺ (10 m M ). The present results show that in its tritium-labeled form, SCH 58261 appears to be a good radioligand for autoradiographic studies, because it does not suffer from some of the problems encountered with the currently used agonist radioligand [³H]CGS 21680.     

Transforming growth factor ß1 acid interaction

Chick embryo skin fibroblasts release transforming growth factor ₁ that is able to modulate glycosaminoglycan synthesis and secretion. When incubated with individual classes of glycosaminoglycans, the factor's modulatory activity was altered. To determine whether direct interactions between transforming growth factor ₁ and glycosaminoglycans occur, we have assessed the activity of the growth factor after pre-incubation with single classes of glycosaminoglycans by assaying its inhibitory effect upon the proliferative response of thymocytes stimulated with interleukin-1. Untreated transforming growth factor ₁ suppressed the proliferative response of thymocytes to interleukin-1, as did transforming growth factor ₁ pre-incubated with sulphated glycosaminoglycans. By contrast, transforming growth factor ₁ lost its inhibitory capacity when preincubated with high molecular weight hyaluronic acid. Digestion of transforming growth factor ₁-hyaluronic acid complex with hyaluronidase released active transforming growth factor ₁. Trypsin degraded transforming growth factor ₁ alone, but did not degrade the transforming growth factor ₁-hyaluronic acid complex. These results suggest that hyaluronic acid interacts with transforming growth factor ₁, thus protecting the factor from tryptic degradation and may be a means of concentrating growth factor activity.     

Selective inhibition of serotonin uptake by trazodone,a new antidepressant agent

The inhibitory effect of trazodone, a non tricyclic antidepressant, on 5-HT and catecholamine uptake into the synaptosomal preparation from the rat brain was compared with that of chlorimipramine. The inhibition of 5-HT uptake by trazodone is competitive with a K_i of 1.6 × 10^?6 M. Trazodone inhibits ³H-5-HT, ³H-NE and ³H-DA uptake with an IC₅₀ of 1.4 × 10^?6, 3.1 × 10^?4 and 5.2 × 10^?4 M, respectively. Therefore trazodone is 220 and 370 times more potent in inhibiting 5-HT than NE and DA uptake, respectively. The respective IC₅₀ values of chlorimipramine were 0.9 × 10^?7, 3.6 × 10^?6 and 4.0 × 10^?6 M for ³H-5-HT, ³H-NE and ³H-DA.