Photothrombotic Ischemia: A Minimally Invasive and Reproducible Photochemical Cortical Lesion Model for Mouse Stroke Studies

The photothrombotic stroke model aims to induce an ischemic damage within a given cortical area by means of photo-activation of a previously injected ...

University of Turin 

Chiral oxazaborolidines, known as CBS catalysts after the work of Corey, Bakshi and Shibata, are used for the stereoselective reduction of prochiral ketones to secondary chiral alcohols. Due to their relative low cost, ease of use, and high selectivity, their popularity has remarkably grown in the last 15 years. Oxazaborolidine-catalyzed reductions have been much studied, both experimentally and computationally, by means of semiempirical methods. Though, a more accurate high level quantum mechanical study on the complete system, capable of elucidating reliably the origins of stereoselectivity, is still lacking. Therefore, the acetophenone (PhMK) reduction with Corey's oxazaborolidine has been modeled for the first time with ab initio and DFT-B3LYP calculations on the complete system as well as with AM1. Calculations on the complexation of BH(3) to CBS, which can occur only in a cis fashion with respect to the hydrogen on the stereogenic C-4 carbon atom, have allowed us to confirm the great rigidity of Corey's catalyst, possibly determining its excellent enantioselectivity. Acetophenone-CBS-BH(3) complexes were characterized at various levels of theory, and it was found that the picture obtained depends heavily on the method adopted. A computational strategy for identifying the hydride transfer transition states of the competing pathways was developed and tested, using a model system for which the transition state geometry was already known. The application of the TS search method to the reduction of acetophenone allowed the characterization of the TS's for the competing pathways in this reaction, making it possible to predict with good quantitative accuracy the stereochemical outcome of the reaction at all the levels of theory adopted. The characterization of the intermediate oxazadiboretane products confirmed that the highly exothermic hydride transfer provides the thermodynamical drive for the reaction.

Quantum mechanical study of stereoselectivity in the oxazaborolidine-catalyzed reduction of acetophenone.

Oxazaborolidines chiraux, connus comme catalyseurs CBS apr&egrave;s le travail de Corey, Bakshi et Shibata, sont utilis&eacute;s pour la r&eacute;duction st&eacute;r&eacute;os&eacute;lective de prochiral c&eacute;tones en alcools chiraux secondaires. En raison de leur relative faible co&ucirc;t, facilit&eacute; d&#39;utilisation et une s&eacute;lectivit&eacute; &eacute;lev&eacute;e, leur popularit&eacute; a remarquablement augment&eacute; au cours des 15 derni&egrave;res ann&eacute;es. Oxazaborolidine-catalys&eacute;e des r&eacute;ductions ont &eacute;t&eacute; beaucoup &eacute;tudi&eacute;es, tant exp&eacute;rimentalement et par le calcul, au moyen de m&eacute;thodes semi-empiriques. Cependant, une &eacute;tude plus rigoureuse de m&eacute;canique quantique de niveau &eacute;lev&eacute; sur le syst&egrave;me complet, capable d&#39;&eacute;lucider de mani&egrave;re fiable les origines de st&eacute;r&eacute;os&eacute;lectivit&eacute;, fait encore d&eacute;faut. Par cons&eacute;quent, la r&eacute;duction de l&#39;ac&eacute;toph&eacute;none (PhMK) avec oxazaborolidine de Corey a &eacute;t&eacute; mod&eacute;lis&eacute;e pour la premi&egrave;re fois avec ab initio et calculs DFT-B3LYP sur le syst&egrave;me complet, ainsi qu&#39;avec AM1. Calculs sur la complexation du BH(3) &agrave; CBS, qui peut se produire que dans un mode de cis en ce qui concerne l&#39;hydrog&egrave;ne sur l&#39;atome de carbone st&eacute;r&eacute;og&egrave;ne C-4, nous ont permis de confirmer la grande rigidit&eacute; du catalyseur de Corey, &eacute;ventuellement d&eacute;terminer son excellente &eacute;nantios&eacute;lectivit&eacute;. Acetophenone-CBS-BH(3) complexes ont &eacute;t&eacute; caract&eacute;ris&eacute;s &agrave; diff&eacute;rents niveaux de la th&eacute;orie, et il a &eacute;t&eacute; constat&eacute; que l&#39;image obtenue d&eacute;pend fortement de la m&eacute;thode adopt&eacute;e. Une strat&eacute;gie de calcul pour d&eacute;terminer les &Eacute;tats de transition hydrure transfert des voies concurrentes a &eacute;t&eacute; d&eacute;velopp&eacute; et test&eacute;, en utilisant un syst&egrave;me de mod&egrave;le dont on conna&icirc;t d&eacute;j&agrave; la g&eacute;om&eacute;trie d&#39;&eacute;tat de transition. L&#39;application du TS Rechercher la m&eacute;thode de la r&eacute;duction de l&#39;ac&eacute;toph&eacute;none a permis de caract&eacute;riser de la SF pour les voies concurrentes dans cette r&eacute;action, ce qui permet de pr&eacute;dire avec une bonne pr&eacute;cision quantitatif le r&eacute;sultat st&eacute;r&eacute;ochimique de la r&eacute;action &agrave; tous les niveaux de la th&eacute;orie adopt&eacute;e. La caract&eacute;risation des produits interm&eacute;diaires oxazadiboretane a confirm&eacute; que le transfert d&#39;hydrure fortement exothermique le lecteur thermodynamique de la r&eacute;action.

Quantum m&eacute;canique Etude de st&eacute;r&eacute;os&eacute;lectivit&eacute; dans la r&eacute;duction oxazaborolidine-catalys&eacute;e de l&#39;ac&eacute;toph&eacute;none.

Oxazaborolidines chirali, noto come catalizzatori CBS dopo il lavoro di Corey, Bianchini e Shibata, sono utilizzati per la riduzione di stereoselettive di prochiral chetoni ad alcoli secondari chirali. A causa del loro basso costo, facilit&agrave; d&#39;uso e alta selettivit&agrave;, la loro popolarit&agrave; &egrave; cresciuta notevolmente negli ultimi 15 anni. Riduzioni catalizzata da Oxazaborolidine sono stati molto studiati, sia sperimentalmente che informaticamente, tramite metodi fenomenologici. Per&ograve;, un pi&ugrave; accurato studio di alto livello quantico meccanico sul sistema completo, in grado di chiarire in modo affidabile le origini di stereoselectivity, &egrave; ancora carente. Pertanto, la riduzione di acetofenone (PhMK) con oxazaborolidine di Corey &egrave; stata modellata per la prima volta con ab initio e calcoli DFT-B3LYP sul sistema completo, nonch&eacute; con AM1. Calcoli sulla complessazione di BH(3) alla CBS, che pu&ograve; verificarsi solo in un modo cis rispetto l&#39;idrogeno sull&#39;atomo di carbonio stereogenici C-4, ci hanno permesso di confermare la grande rigidit&agrave; del catalizzatore di Corey, eventualmente determinare il enantioselectivity eccellente. Acetophenone-CBS-BH(3) complessi sono stati caratterizzati a vari livelli di teoria, e si scopr&igrave; che l&#39;immagine ottenuta dipende pesantemente il metodo adottato. Una strategia computazionale per identificare gli Stati di transizione idruro trasferimento delle vie concorrenti &egrave; stato sviluppato e testato, utilizzando un sistema di modello per il quale la geometria dello stato di transizione era gi&agrave; noto. L&#39;applicazione del TS ricerca Metodo per la riduzione di acetofenone ha permesso la caratterizzazione del TS per i percorsi concorrenti in questa reazione, rendendo possibile prevedere con buona precisione quantitativa esito stereochimica della reazione a tutti i livelli della teoria adottata. La caratterizzazione dei prodotti intermedi oxazadiboretane ha confermato che il trasferimento dell&#39;idruro esotermica fornisce l&#39;unit&agrave; termodinamico della reazione.

Meccanica quantistica studio di stereoselectivity nella riduzione oxazaborolidine-catalizzata di acetofenone.

Beta-nicotinamidedinucleotide phosphate diaphorase (NADPH-d) colocalizes with NOS in the central nervous system. Two types of NADPH-d-positive neurons are present in the primate cerebral cortex: type 1, intensely and Golgi-like labeled neurons, a subset of GABAergic interneurons; type 2, lightly labeled neurons (divided into two subclasses, a first one having a lightly stained cell body bearing only one short process, and a second one showing intense NADPH-d staining with short processes extending radially). We have analyzed the distribution of NADPH-d activity in human frontal, temporal, and occipital cortical areas, finding remarkable laminar and interareal differences in cell size and distribution of the different cell types. There was a clear bias for type 1 neurons in infragranular layers in all areas considered; both in supra- and infragranular layers, their density was highest in frontal, and lowest in temporal cortex. The density of type 2 neurons was lower supragranularly in temporal cortex and infragranularly in occipital cortex. The overall density of type 2 cells was remarkably higher in occipital cortex than in the temporal and frontal ones. Type 1 neurons were significantly larger than type 2, and were smaller in the supragranular than in the infragranular subzone in occipital and temporal cortex. Type 1 cells were significantly larger in frontal cortex than in occipital and temporal cortex, and type 2 cells were significantly smaller in occipital than in temporal and frontal cortex. These area-related differences might reflect differences between heterotypic and homotypic cortex in the regulation of cortical blood flow.

Differential distribution of NADPH-diaphorase histochemistry in human cerebral cortex.

B&ecirc;ta-nicotinamidedinucleotide phosphate diaphorase (NADPH-d) putative avec les num&eacute;ros dans le syst&egrave;me nerveux central. Deux types de neurones de NADPH-d-positif sont pr&eacute;sents dans le cortex c&eacute;r&eacute;bral primate : type 1, intens&eacute;ment et &eacute;tiquet&eacute; de Golgi-comme les neurones, un sous-ensemble des interneurones GABAergiques ; type 2, l&eacute;g&egrave;rement marqu&eacute;es de neurones (divis&eacute;es en deux sous-classes, un premier ayant un corps cellulaire l&eacute;g&egrave;rement teint&eacute;, portant seulement un processus abr&eacute;g&eacute; et un second pr&eacute;sentant une coloration intense NADPH-d avec courts processus s&#39;&eacute;tendant radialement). Nous avons analys&eacute; la distribution de l&#39;activit&eacute; de la NADPH-d dans les aires corticales humaines frontales, temps et occipitales, trouver des diff&eacute;rences remarquables laminaires et interareal dans la taille des cellules et de la distribution des types de cellules diff&eacute;rentes. Il y avait un biais &eacute;vident pour les neurones de type 1 dans les couches infragranular dans tous les domaines consid&eacute;r&eacute;s ; tous les deux en supra- et infragranular couches, leur densit&eacute; &eacute;tait plus &eacute;lev&eacute;e dans le frontal et plus faible dans le cortex temporal. La densit&eacute; de neurones de type 2 a &eacute;t&eacute; plus faible supragranularly dans le cortex temporal et infragranularly dans le cortex occipital. La densit&eacute; globale de cellules de type 2 a &eacute;t&eacute; remarquablement plus &eacute;lev&eacute;e dans le cortex occipital que dans celles temporale et frontales. Les neurones de type 1 &eacute;taient significativement plus gros que ceux de type 2 et &eacute;taient plus petits dans le supragranular que dans la sous-zone d&#39;infragranular dans le cortex occipital et temporal. Les cellules de type 1 sont significativement plus grands dans le cortex frontal que dans le cortex occipital et temporal, et les cellules de type 2 &eacute;taient significativement plus petits dans l&#39;occipital que dans le cortex temporal et frontal. Ces diff&eacute;rences de surfaces pourraient refl&eacute;ter des diff&eacute;rences entre h&eacute;t&eacute;rotypiques et homotypique cortex dans la r&eacute;gulation du d&eacute;bit sanguin cortical.

Distribution diff&eacute;rentielle de NADPH-diaphorase histochimie dans le cortex c&eacute;r&eacute;bral humain.

Beta-nicotinamidedinucleotide diaphorase fosfato (NADPH-d) colocalizza con NOS nel sistema nervoso centrale. Due tipi di neuroni NADPH-d-positivi sono presenti nella corteccia cerebrale primate: tipo 1, intensamente e Golgi-come etichettato i neuroni, un sottoinsieme di GABAergic interneurons; tipo 2, leggermente marcati neuroni (divisi in due sottoclassi, uno primo, avendo un corpo cellulare leggermente colorato recanti un solo processo breve ed una seconda mostrando colorazione intensa NADPH-d con processi brevi si estende radialmente). Abbiamo analizzato la distribuzione delle attivit&agrave; NADPH-d in umani frontale, temporale e occipitale aree corticali, trovando notevoli differenze laminare e interareal nel formato delle cellule e la distribuzione dei tipi differenti delle cellule. C&#39;&egrave; stato un chiaro pregiudizio per i neuroni di tipo 1 in strati infragranular in tutte le aree considerate; sia in sovra- e strati di infragranular, loro densit&agrave; era pi&ugrave; alta nel frontale e pi&ugrave; basso nella corteccia temporale. La densit&agrave; dei neuroni di tipo 2 era supragranularly inferiore nella corteccia temporale e infragranularly nella corteccia occipitale. La densit&agrave; complessiva delle cellule di tipo 2 era notevolmente superiore nella corteccia occipitale rispetto a quelli temporali e frontali. Neuroni di tipo 1 sono stati significativamente pi&ugrave; grandi di tipo 2 ed erano pi&ugrave; piccoli nella supragranular rispetto alla sottozona infragranular nella corteccia occipitale e temporale. Tipo 1 le cellule erano significativamente pi&ugrave; grandi nella corteccia frontale che nella corteccia occipitale e temporale, e cellule di tipo 2 sono stati significativamente pi&ugrave; piccole in occipitale che nella corteccia frontale e temporale. Queste differenze connesse alla superficie potrebbero riflettere differenze tra heterotypic e homotypic corteccia nella regolazione del flusso ematico corticale.

Distribuzione differenziale di istochimica NADPH-diaphorase nella corteccia cerebrale umana.

A series of reactions of anilines and their metabolites have been treated with density functional theory to investigate if any of the computed energy changes correlate with mutagenicity.

Reaction energies computed with density functional theory correspond with a whole organism effect; modelling the Ames test for mutagenicity.

Une s&eacute;rie de r&eacute;actions des anilines et leurs m&eacute;tabolites ont &eacute;t&eacute; trait&eacute;s avec la th&eacute;orie fonctionnelle de la densit&eacute; afin de d&eacute;terminer si les modifications d&#39;&eacute;nergie calcul&eacute;e en corr&eacute;lation avec la mutag&eacute;nicit&eacute;.

&Eacute;nergies de r&eacute;action calcul&eacute;es avec la th&eacute;orie fonctionnelle de la densit&eacute; correspondant &agrave; un effet d&#39;ensemble de l&#39;organisme ; mod&eacute;lisation du test d&#39;Ames de la mutag&eacute;nicit&eacute;.

Una serie di reazioni di aniline e loro metaboliti sono stati trattati con la teoria del funzionale della densit&agrave; di indagare se una delle modifiche di energia calcolato correlare con mutagenicit&agrave;.

Le energie di reazione calcolate con la teoria del funzionale della densit&agrave; corrispondono con un effetto di tutto l&#39;organismo; il test di Ames per mutagenicit&agrave; di modellazione.

A single-site mutant (M5) of native urokinase plasminogen activator (prouPA) induces effective thrombolysis in dogs with venous or arterial thrombosis with a reduction in bleeding complications compared to tPA. This effect, related to inhibition of two-chain M5 (tcM5) by plasma C1-inhibitor (C1I), thereby preventing non-specific plasmin generation, was augmented by the addition of exogenous C1I to plasma in vitro. In the present study, tPA, M5 or placebo +/- C1I were administered in two rat stroke models. In Part-I, permanent MCA occlusion was used to evaluate intracranial hemorrhage (ICH) by the thrombolytic regimens. In Part II, thromboembolic occlusion was used with thrombolysis administered 2 h later. Infarct and edema volumes, and ICH were determined at 24 h, and neuroscore pre (2 h) and post (24 h) treatment. In Part I, fatal ICH occurred in 57% of tPA and 75% of M5 rats. Adjunctive C1I reduced this to 25% and 17% respectively. Similarly, semiquantitation of ICH by neuropathological examination showed significantly less ICH in rats given adjunctive C1I compared with tPA or M5 alone. In Part-II, tPA, M5, and M5+C1I induced comparable ischemic volume reductions (>55%) compared with the saline or C1I controls, indicating the three treatments had a similar fibrinolytic effect. ICH was seen in 40% of tPA and 50% of M5 rats, with 1 death in the latter. Only 17% of the M5+C1I rats showed ICH, and the bleeding score in this group was significantly less than that in either the tPA or M5 group. The M5+C1I group had the best Benefit Index, calculated by dividing percent brain salvaged by the ICH visual score in each group. In conclusion, adjunctive C1I inhibited bleeding by M5, induced significant neuroscore improvement and had the best Benefit Index. The C1I did not compromise fibrinolysis by M5 in contrast with tPA, consistent with previous in vitro findings.

Mutant prourokinase with adjunctive C1-inhibitor is an effective and safer alternative to tPA in rat stroke.

Un site unique mutant (M5) de l&#39;activateur du plasminog&egrave;ne urokinase natif (prouPA) induit une thrombolyse efficace chez les chiens atteints de thrombose veineuse ou art&eacute;rielle avec une r&eacute;duction des complications par rapport au tPA de saignement. Cet effet, li&eacute; &agrave; l&#39;inhibition de deux cha&icirc;nes M5 (tcM5) par plasma C1-inhibiteur (C1I), emp&ecirc;chant ainsi la g&eacute;n&eacute;ration de plasmine non sp&eacute;cifiques, a &eacute;t&eacute; augment&eacute;e par l&#39;addition de C1I exog&egrave;ne au plasma in vitro. Dans la pr&eacute;sente &eacute;tude, tPA, M5 ou placebo +/-C1I ont &eacute;t&eacute; administr&eacute;s en deux mod&egrave;les de temps de rat. En partie-je, occlusion permanente de MCA &eacute;tais habitu&eacute; &agrave; &eacute;valuer une h&eacute;morragie intracr&acirc;nienne (ICH) par les sch&eacute;mas thrombolytiques. Dans la partie II, occlusion thrombo-embolique &eacute;tait utilis&eacute;e avec thrombolyse administr&eacute;e 2 h plus tard. Infarctus et volumes de le &oelig;d&egrave;me et ICH ont &eacute;t&eacute; d&eacute;termin&eacute;es &agrave; 24 heures et de pr&eacute; neuroscore (2 h) et de post-traitement (24h). Dans la partie I, ICH fatale s&#39;est produite dans 57 % du tPA et 75 % des rats du M5. Appoint C1I Ceci r&eacute;duit &agrave; 25 % et 17 % respectivement. De m&ecirc;me, semiquantitation du patrimoine culturel immat&eacute;riel par l&#39;examen neuropathologique a montr&eacute; nettement moins ICH in rats recevant de l&#39;appoint C1I compar&eacute;e &agrave; tPA ou M5 seul. Dans la partie II, tPA, M5 et M5 + C1I induit des r&eacute;ductions de volume isch&eacute;mique comparables (&gt; 55 %) par rapport &agrave; la solution saline ou C1I contr&ocirc;les, indiquant les trois traitements avait un effet fibrinolytique similaire. ICH voit dans 40 % du tPA et 50 % des rats du M5, dont 1 mortel dans ce dernier. Seulement 17 % des rats M5 + C1I a montr&eacute; ICH, et le score h&eacute;morragique dans ce groupe a &eacute;t&eacute; sensiblement inf&eacute;rieure &agrave; celle dans la tPA ou groupe M5. Le groupe de M5 + C1I &eacute;tait le meilleur indicateur de l&#39;indemnit&eacute;, calcul&eacute; en divisant le pourcentage cerveau r&eacute;cup&eacute;r&eacute; par la partition visuelle de ICH dans chaque groupe. En conclusion, C1I appoint inhib&eacute;e saignement par M5, induit l&#39;am&eacute;lioration significative neuroscore et avait le meilleur indicateur de la prestation. Le C1I ne compromettaient pas la fibrinolyse par M5 contrairement &agrave; tPA, conforme aux pr&eacute;c&eacute;dents r&eacute;sultats in vitro.

Mutant prourokinase avec appoint C1-inhibiteur est une alternative efficace et plus s&ucirc;re au tPA dans la course de rat.

Un unico sito mutante (M5) dell&#39;attivatore del plasminogeno urochinasi nativo (prouPA) induce trombolisi efficace nei cani con trombosi venosa o arteriosa, con una riduzione rispetto al tPA complicanze emorragiche. Questo effetto, legati all&#39;inibizione della catena di due M5 (tcM5) da plasma C1-inibitore (C1I), prevenendo la generazione di plasmina non specifico, &egrave; stata aumentata dall&#39;aggiunta di C1I esogeni al plasma in vitro. Nel presente studio, tPA, M5 o placebo + C1I sono stati somministrati in due modelli di corsa del ratto. In parte-I, occlusione permanente di MCA stavo utilizzata per valutare l&#39;emorragia intracranica (ICH) dai regimi trombolitico. Nella parte II, occlusione tromboembolica &egrave; stato utilizzato con trombolisi somministrato 2 ore pi&ugrave; tardi. Infarto ed edema volumi e ICH erano determinati a 24 h e pre neuroscore (2H) e trattamento post (24 h). In parte I, ICH fatale si &egrave; verificato nel 57% di tPA e il 75% dei ratti M5. Adiuvante C1I questo ridotto al 25% e 17% rispettivamente. Analogamente, semiquantitation di ICH da esame neuropatologico ha dimostrato significativamente meno ICH in ratti dato C1I aggiuntiva rispetto al tPA o M5 da solo. Nella parte II, tPA, M5 e M5 + C1I indotto riduzioni comparabili volume ischemico (&amp;gt; 55%) confrontato con la soluzione salina o C1I controlli, indicando i tre trattamenti aveva un effetto simile fibrinolitica. ICH &egrave; stato visto nel 40% di tPA e il 50% dei ratti M5, con 1 decesso in quest&#39;ultimo. Solo il 17% dei ratti M5 + C1I ha mostrato ICH, e il sanguinamento punteggio in questo gruppo &egrave; stato significativamente inferiore a quella nel gruppo M5 o tPA. Il gruppo M5 + C1I aveva il migliore beneficio indice, calcolato dividendo per cento cervello recuperato dal punteggio in ogni gruppo visual ICH. In conclusione, adiuvante C1I inibito sanguinamento da M5, indotta neuroscore significativo miglioramento e aveva il miglior indice di beneficio. Il C1I non compromesso fibrinolisi da M5 in contrasto con tPA, coerente con i precedenti risultati in vitro.

Mutante prourochinasi con adiuvante di C1-inibitore &egrave; un&#39;alternativa efficacia e sicura per tPA nella corsa del ratto.

Cortical areas differ in the size and distribution of neuronal cell bodies, density, and distribution of myelinated axons, connections, and functional properties. We find that they also differ in the diameter of long corticofugal axons, with the thickest axons originating from primary motor, somatosensory, and visual areas and the thinnest ones from prefrontal and temporal areas. Since diameter is proportional to axonal conduction velocity, it can be inferred that action potentials issued from the different areas will be relayed to their targets at different speed. Conduction delays also depend on conduction distance. By computing conduction velocity and conduction distances, we found the longest conduction delays for the primary visual and temporal areas and the shortest for the premotor, primary motor, and somatosensory areas, compatible with the available electrophysiological data. These findings seem to establish a new principle in cortical organization relevant to the pathophysiology of neurological or psychiatric illnesses as well as to the speed of information processing in cortical circuits.

Areal differences in diameter and length of corticofugal projections.

Aires corticales diff&egrave;rent par la taille et la distribution des corps cellulaires neurones, densit&eacute; et r&eacute;partition des axones my&eacute;linis&eacute;s, connexions et propri&eacute;t&eacute;s fonctionnelles. Nous trouvons qu&#39;ils diff&egrave;rent &eacute;galement du diam&egrave;tre du long des axones corticofugal, avec les axones plus &eacute;paisses provenant du moteur primaire, somatosensoriel et aires visuelles et ceux plus mince des zones pr&eacute;frontal et temporelles. Diam&egrave;tre est proportionnelle &agrave; la vitesse de conduction axonale, on peut d&eacute;duire que les potentiels d&#39;action issus de diff&eacute;rentes r&eacute;gions sera relay&eacute;s vers leurs cibles &agrave; des vitesses diff&eacute;rentes. Retards de conduction d&eacute;pendent aussi de distance de la conduction. En calculant la vitesse de conduction et distances de conduction, nous avons constat&eacute; les retards de conduction plus longues pour les principales aires visuelles et temporelles et la plus courte pour le pr&eacute;-motrices, moteur primaire et zones somatosensoriels, compatibles avec les donn&eacute;es &eacute;lectrophysiologiques. Ces r&eacute;sultats semblent &eacute;tablir un principe nouveau dans l&#39;organisation corticale pertinente &agrave; la physiopathologie de maladies neurologiques ou psychiatriques, ainsi qu&#39;&agrave; la vitesse de traitement dans des circuits corticaux de l&#39;information.

Diff&eacute;rences surfaciques en diam&egrave;tre et longueur des projections corticofugal.

Aree corticali differiscono nella dimensione e nella distribuzione di corpi cellulari neuronali, densit&agrave; e distribuzione degli assoni mielinizzati, collegamenti e propriet&agrave; funzionali. Troviamo che differiscono anche per il diametro di lunga corticofugal assoni, con il pi&ugrave; grossa assoni provenienti da un motore primario, somatosensoriale e aree visive e quelle pi&ugrave; sottile da aree prefrontale e temporale. Poich&eacute; il diametro &egrave; proporzionale alla velocit&agrave; di conduzione assonale, si pu&ograve; dedurre che i potenziali di azione emessi da diverse aree verranno inoltrati alle loro destinazioni a velocit&agrave; diverse. Ritardi di conduzione dipendono anche dalla distanza di conduzione. Calcolando la velocit&agrave; di conduzione e distanze di conduzione, abbiamo trovato i ritardi di conduzione pi&ugrave; lunghi per le aree principali di visual e temporali e il pi&ugrave; corto di premotor, motore primario e aree somatosensoriali, compatibile con i dati elettrofisiologici. Questi risultati sembrano stabilire un nuovo principio di organizzazione corticale pertinenti per la fisiopatologia delle malattie neurologiche o psichiatriche, cos&igrave; come la velocit&agrave; di elaborazione nei circuiti corticali delle informazioni.

Areale differenze di diametro e lunghezza delle proiezioni corticofugal.

We have investigated practical and computationally efficient methods for the quantitative prediction of regioisomer distribution in kinetically controlled nucleophilic aromatic substitution reactions. One of the methods is based on calculating the relative stabilities of the isomeric Ïƒ-complex intermediates using DFT. We show that predictions from this method can be used quantitatively both for anionic nucleophiles with F(-) as leaving group, as well as for neutral nucleophiles with HF as leaving group. The Ïƒ-complex approach failed when the leaving group was Cl/HCl or Br/HBr, both for anionic and neutral nucleophiles, because of difficulties in finding relevant Ïƒ-complex structures. An approach where we assumed a concerted substitution step and used such transition state structures gave quantitatively useful results. Our results are consistent with other theoretical works, where a stable Ïƒ-complex has been identified in some cases, whereas others have been indicated to proceed via a concerted substitution step.

Predicting regioselectivity in nucleophilic aromatic substitution.

Nous avons &eacute;tudi&eacute; la pratique et les m&eacute;thodes par le calcul efficaces de pr&eacute;vision quantitative de r&eacute;gioisom&egrave;res distribution en contr&ocirc;le cin&eacute;tique des r&eacute;actions de substitution nucl&eacute;ophile aromatique. Une des m&eacute;thodes est bas&eacute;e sur le calcul de la stabilit&eacute; relative des isom&egrave;res complexe &sigma; interm&eacute;diaires &agrave; l&#39;aide de DFT. Nous montrons que les pr&eacute;dictions de cette m&eacute;thode peuvent &ecirc;tre utilis&eacute;es quantitativement tant des nucl&eacute;ophiles anioniques avec F(-) comme quitter le groupe, ainsi que de nucl&eacute;ophiles neutres avec HF comme quitter le groupe. L&#39;approche complexe &sigma; a &eacute;chou&eacute; lorsque le nucl&eacute;ofuge est Cl/HCl ou Br/HBr, tant pour des nucl&eacute;ophiles anioniques et neutres, en raison de la difficult&eacute; &agrave; trouver les structures concern&eacute;es de complexe &sigma;. Une approche o&ugrave; l&#39;on suppose une &eacute;tape de substitution concert&eacute;e et utilis&eacute; ces structures d&#39;&eacute;tat de transition a donn&eacute; des r&eacute;sultats quantitativement utiles. Nos r&eacute;sultats concordent avec les autres &oelig;uvres th&eacute;oriques, o&ugrave; un complexe stable a &eacute;t&eacute; identifi&eacute; dans certains cas, tandis que d&#39;autres ont &eacute;t&eacute; inform&eacute;s par le biais d&#39;une &eacute;tape de substitution concert&eacute;e.

Pr&eacute;dire la r&eacute;gios&eacute;lectivit&eacute; en substitution aromatique nucl&eacute;ophile.

Abbiamo studiato pratico e computazionalmente efficienti metodi per la stima quantitativa della distribuzione regioisomer in cineticamente controllato reazioni di sostituzione nucleofila aromatica. Uno dei metodi &egrave; basato sul calcolo lo stabilit&agrave; relativo di isomerici intermedi &sigma;-complesso utilizzando asciutto. Mostriamo che le previsioni di questo metodo possono essere utilizzate quantitativamente sia per nucleofili anionici con F(-) lascia il gruppo, cos&igrave; come per nucleofili neutri con HF lascia il gruppo. L&#39;approccio complesso &sigma; fall&igrave; quando il gruppo era Cl/HCl o Br/HBr, entrambi per nucleofili anionici e neutri, a causa delle difficolt&agrave; nel trovare strutture competenti &sigma;-complesso. Un approccio dove abbiamo assunto un passo sostituzione concordata e utilizzato tali strutture dello stato di transizione ha dato risultati quantitativamente utili. I nostri risultati sono coerenti con altre opere teoriche, dove un complesso stabile di &sigma; &egrave; stato identificato in alcuni casi, mentre altri hanno indicati di procedere tramite un passaggio di sostituzione concordata.

Previsione Regioselettivit&agrave; nella sostituzione nucleofila aromatica.

The deprotonation and alkylation of 1-methylcyclohexa-2,5-diene-1-carboxylic acid has been investigated under a range of conditions. In all cases, the formation of compounds 14 was found to be completely stereoselective, although compound 14c was formed as an impurity when alkyl iodides were used as electrophiles, and doubly-alkylated compounds 17 were formed in some cases when alkyl bromides were used.

Diastereoselective alkylation reactions of 1-methylcyclohexa-2,5-diene-1-carboxylic acid.

La d&eacute;protonation et alkylation de l&#39;acide 1-methylcyclohexa-2,5-diene-1-carboxylic a &eacute;t&eacute; &eacute;tudi&eacute;e dans un &eacute;ventail de conditions. Dans tous les cas, la formation de compos&eacute;s 14 a &eacute;t&eacute; trouv&eacute;e pour &ecirc;tre compl&egrave;tement st&eacute;r&eacute;os&eacute;lective, bien que compos&eacute; de 14C a &eacute;t&eacute; form&eacute; comme une impuret&eacute; quand iodures d&#39;alkyles ont &eacute;t&eacute; utilis&eacute;s comme &eacute;lectrophiles et compos&eacute;s doublement-alkyl&eacute;s 17 ont &eacute;t&eacute; form&eacute;s dans certains cas, lorsqu&#39;ont utilisait des bromures d&#39;alkyles.

R&eacute;actions d&#39;alkylation diast&eacute;r&eacute;os&eacute;lective d&#39;acide 1-methylcyclohexa-2,5-diene-1-carboxylic.

La deprotonazione e alchilazione di acido 1-methylcyclohexa-2,5-diene-1-carboxylic &egrave; stato studiato nell&#39;ambito di una gamma di condizioni. In tutti i casi, la formazione di composti 14 &egrave; stata trovata per essere completamente stereoselettive, sebbene composto 14c &egrave; stata costituita come un&#39;impurit&agrave; quando ioduri alchilici sono stati usati come elettrofili e composti doppiamente-alchilati 17 sono stati formati in alcuni casi quando bromuri alchilici sono stati utilizzati.

Reazioni di alchilazione di diastereoselettivi di acido 1-methylcyclohexa-2,5-diene-1-carboxylic.

Perinatal hypoxia-ischemia is a major cause of acute mortality in newborns and cognitive and motor impairments in children. Cerebral hypoxia-ischemia leads to excitotoxicity and necrotic and apoptotic cell death, in which mitochondria play a major role. Increased resistance against major damage can be achieved by preconditioning triggered by subtle insults. CO, a toxic molecule that is also generated endogenously, may have a role in preconditioning as low doses can protect against inflammation and apoptosis. In this study, the role of CO-induced preconditioning on neurons was addressed in vitro and in vivo. The effect of 1 h of CO treatment on neuronal death (plasmatic membrane permeabilization and chromatin condensation) and bcl-2 expression was studied in cerebellar granule cells undergoing to glutamate-induced apoptosis. CO's role was studied in vivo in the Rice-Vannucci model of neonatal hypoxia-ischemia (common carotid artery ligature +75 min at 8% oxygen). Apoptotic cells, assessed by Nissl staining were counted with a stereological approach and cleaved caspase 3-positive profiles in the hippocampus were assessed. Apoptotic hallmarks were analyzed in hippocampal extracts by Western Blot. CO inhibited excitotoxicity-induced cell death and increased Bcl-2 mRNA in primary cultures of neurons. In vivo, CO prevented hypoxia-ischemia induced apoptosis in the hippocampus, limited cytochrome c released from mitochondria and reduced activation of caspase-3. Still, Bcl-2 protein levels were higher in hippocampus of CO pre-treated rat pups. Our results show that CO preconditioning elicits a molecular cascade that limits neuronal apoptosis. This could represent an innovative therapeutic strategy for high-risk cerebral hypoxia-ischemia patients, in particular neonates.

Preconditioning triggered by carbon monoxide (CO) provides neuronal protection following perinatal hypoxia-ischemia.

Hypoxie-isch&eacute;mie p&eacute;rinatale est une cause majeure de mortalit&eacute; aigu&euml; chez les nouveau-n&eacute;s et cognitifs et des handicaps moteurs chez les enfants. Hypoxie-isch&eacute;mie c&eacute;r&eacute;brale entra&icirc;ne l&#39;excitotoxicit&eacute; et n&eacute;crotiques et mort cellulaire par apoptose, dans lequel les mitochondries jouent un r&ocirc;le majeur. Une r&eacute;sistance accrue contre les dommages importants est possible par pr&eacute;conditionnement d&eacute;clench&eacute;e par des insultes subtiles. CO, une mol&eacute;cule toxique est &eacute;galement g&eacute;n&eacute;r&eacute;e de fa&ccedil;on endog&egrave;ne, peut-&ecirc;tre avoir un r&ocirc;le dans le pr&eacute;conditionnement que de faibles doses peuvent prot&eacute;ger contre l&#39;inflammation et l&#39;apoptose. Dans cette &eacute;tude, le r&ocirc;le du pr&eacute;conditionnement induite sur les neurones a &eacute;t&eacute; abord&eacute; in vitro et in vivo. L&#39;effet de 1 h de traitement de CO sur la mort neuronale (condensation de perm&eacute;abilisation et la chromatine de membrane plasmatique) et l&#39;expression de bcl-2 a &eacute;t&eacute; &eacute;tudi&eacute;e dans des microglies c&eacute;r&eacute;belleuses en cours &agrave; l&#39;apoptose induite par le glutamate. R&ocirc;le du commandant a &eacute;t&eacute; &eacute;tudi&eacute;e in vivo chez le mod&egrave;le riz-Vannucci d&#39;hypoxie-isch&eacute;mie n&eacute;onatale (ligature de l&#39;art&egrave;re carotide commune + 75 min &agrave; 8 % d&#39;oxyg&egrave;ne). Les cellules apoptotiques, &eacute;valu&eacute;s par coloration de Nissl &eacute;taient compt&eacute;s avec une approche st&eacute;r&eacute;ologique et cliv&eacute;s caspase 3 positives profils dans l&#39;hippocampe ont &eacute;t&eacute; &eacute;valu&eacute;es. Caract&eacute;ristiques de l&#39;apoptose ont &eacute;t&eacute; analys&eacute;s dans les extraits de l&#39;hippocampe par Western Blot. CO inhibe la mort cellulaire induite par l&#39;excitotoxicit&eacute; et augment&eacute; les ARNm de Bcl-2 dans les cultures primaires de neurones. In vivo, CO a emp&ecirc;ch&eacute; une hypoxie-isch&eacute;mie induit l&#39;apoptose dans l&#39;hippocampe, limit&eacute; le cytochrome c sorti des mitochondries et r&eacute;duit l&#39;activation de la caspase-3. Encore, les taux de prot&eacute;ines Bcl-2 &eacute;taient plus &eacute;lev&eacute;s dans l&#39;hippocampe des ratons pr&eacute;-trait&eacute;es CO. Nos r&eacute;sultats montrent que le CO pr&eacute;conditionnement provoque une cascade mol&eacute;culaire qui limite l&#39;apoptose neuronale. Cela pourrait repr&eacute;senter une strat&eacute;gie innovatrice de th&eacute;rapeutique pour les patients &agrave; haut risque l&#39;hypoxie-isch&eacute;mie c&eacute;r&eacute;brale, en particuliers chez les nouveau-n&eacute;s.

Pr&eacute;conditionnement d&eacute;clench&eacute;e par le monoxyde de carbone (CO) assure la protection neuronale apr&egrave;s une hypoxie-isch&eacute;mie p&eacute;rinatale.

Ipossia-ischemia perinatale &egrave; delle principali cause di mortalit&agrave; acuta nei neonati e cognitive e motorie in bambini. Ipossia-ischemia cerebrale conduce a eccitotossicit&agrave; e necrotico e morte cellulare apoptotica, in cui i mitocondri svolgono un ruolo importante. Maggiore resistenza contro i danni maggiori pu&ograve; essere ottenuta dal precondizionamento innescato da sottili insulti. CO, una molecola tossica che viene generata anche in modo endogeno, pu&ograve; avere un ruolo nel precondizionamento come basse dosi possono proteggere contro l&#39;infiammazione e l&#39;apoptosi. In questo studio, il ruolo di precondizionamento CO-induced sui neuroni &egrave; stato affrontato in vitro e in vivo. L&#39;effetto di 1 h di trattamento CO su morte neuronale (membrana plasmatica permeabilization e cromatina condensazione) e l&#39;espressione di bcl-2 &egrave; stato studiato nelle cellule cerebellari del granello in fase di apoptosi indotta da glutammato. Il ruolo di CO &egrave; stato studiato in vivo nel modello riso-Vannucci di ipossia-ischemia neonatale (comune legatura della carotide + 75 min a 8% di ossigeno). Le cellule apoptotic, valutate dalla colorazione di Nissl sono state contate con un approccio stereological e sono stati valutati fenduto caspase 3-positivo profili nell&#39;ippocampo. Apoptotic tratti distintivi sono stati analizzati in hippocampal estratti da Western Blot. CO inibisce la morte cellulare indotta da eccitotossicit&agrave; e aumentato mRNA di Bcl-2 in colture primarie di neuroni. In vivo, CO ha impedito l&#39;ipossia-ischemia indotta apoptosis nell&#39;ippocampo, limitata citocromo c rilasciato dai mitocondri e ridotta attivazione di caspase-3. Ancora, i livelli di proteina Bcl-2 erano pi&ugrave; elevati nell&#39;ippocampo dei cuccioli di ratto pretrattata CO. I nostri risultati mostrano che CO precondizionamento suscita una cascata molecolare che limita l&#39;apoptosi neuronale. Questo potrebbe rappresentare una strategia terapeutica innovativa per i pazienti ad alto rischio ipossia-ischemia cerebrale, in particolari nei neonati.

Precondizionamento innescato da monossido di carbonio (CO) fornisce protezione neuronale dopo ipossia-ischemia perinatale.

Urinary incontinence, defined as the complaint of any involuntary loss of urine, is a pathological condition, which affects 30% females and 15% males over 60, often following a progressive decrease of rhabdosphincter cells due to increasing age or secondary to damage to the pelvic floor musculature, connective tissue and/or nerves. Recently, stem cell therapy has been proposed as a source for cell replacement and for trophic support to the sphincter. To develop new therapeutic strategies for urinary incontinence, we studied the interaction between mesenchymal stem cells (MSCs) and muscle cells in vitro; thereafter, aiming at a clinical usage, we analyzed the supporting role of MSCs for muscle cells in vitro and in in vivo xenotransplantation. MSCs can express markers of the myogenic cell lineages and give rise, under specific cell culture conditions, to myotube-like structures. Nevertheless, we failed to obtain mixed myotubes both in vitro and in vivo. For in vivo transplantation, we tested a new protocol to collect human MSCs from whole bone marrow, to get larger numbers of cells. MSCs, when transplanted into the pelvic muscles close to the external urethral sphincter, survived for a long time in absence of immunosuppression, and migrated into the muscle among fibers, and towards neuromuscular endplates. Moreover, they showed low levels of cycling cells, and did not infiltrate blood vessels. We never observed formation of cell masses suggestive of tumorigenesis. Those which remained close to the injection site showed an immature phenotype, whereas those in the muscle had more elongated morphologies. Therefore, MSCs are safe and can be easily transplanted without risk of side effects in the pelvic muscles. Further studies are needed to elucidate their integration into muscle fibers, and to promote their muscular transdifferentiation either before or after transplantation.

Myogenic potential of whole bone marrow mesenchymal stem cells in vitro and in vivo for usage in urinary incontinence.

Incontinence urinaire, d&eacute;finie comme la plainte d&#39;une perte involontaire d&#39;urine, est un &eacute;tat pathologique, qui touche 30 % des m&acirc;les femelles et 15 % plus de 60, souvent suite &agrave; une diminution progressive des cellules rhabdosphincter en raison de l&#39;augmentation de l&#39;&acirc;ge ou secondaire aux atteintes de la musculature du plancher pelvien, les tissus conjonctifs et/ou les nerfs. R&eacute;cemment, th&eacute;rapie de cellules souches a &eacute;t&eacute; propos&eacute;e comme source pour cellule remplacement et soutien trophique pour le sphincter. Pour d&eacute;velopper de nouvelles strat&eacute;gies th&eacute;rapeutiques pour l&#39;incontinence urinaire, nous avons &eacute;tudi&eacute; l&#39;interaction entre les cellules souches m&eacute;senchymateuses (CSM) et les cellules de muscle in vitro ; par la suite, visant &agrave; une utilisation clinique, nous avons analys&eacute; le r&ocirc;le secondaire de MSCs pour in vitro des cellules musculaires et dans la x&eacute;notransplantation in vivo. MSCs peuvent exprimer des marqueurs des lign&eacute;es cellulaires myog&egrave;ne et donner lieu, dans des conditions de culture cellulaire sp&eacute;cifique, &agrave; structures ressemblant &agrave; des myotubes. N&eacute;anmoins, nous n&#39;a pas obtenu les myotubes mixtes in vitro et in vivo. Destin&eacute;s &agrave; la transplantation in vivo, nous avons test&eacute; un nouveau protocole pour collecter les MSCs humaines de toute la moelle osseuse, pour obtenir un plus grand nombre de cellules. MSCs, lorsque transplant&eacute;s dans les muscles pelviens &agrave; proximit&eacute; du sphincter ur&eacute;tral externe, ont surv&eacute;cu pendant une longue p&eacute;riode, en l&#39;absence d&#39;immunod&eacute;pression et ont migr&eacute; dans le muscle entre les fibres et vers les plateaux neuromusculaires. De plus, ils ont montr&eacute; de faibles niveaux de cellules cyclisme et ne pas infiltrer les vaisseaux sanguins. Jamais, nous avons observ&eacute; la formation des masses de cellules suggestive de la tumorigen&egrave;se. Ceux qui sont rest&eacute;s &agrave; proximit&eacute; du site d&#39;injection ont montr&eacute; un ph&eacute;notype immature, tandis que ceux dans le muscle avaient plus allong&eacute;es morphologies. Par cons&eacute;quent, MSCs sont s&ucirc;rs et peuvent &ecirc;tre repiqu&eacute;es facilement sans risque d&#39;effets secondaires dans les muscles pelviens. D&#39;autres &eacute;tudes sont n&eacute;cessaires pour &eacute;lucider leur int&eacute;gration dans les fibres musculaires et de promouvoir leur transdiff&eacute;renciation musculaire avant ou apr&egrave;s la transplantation.

Potentiel myog&egrave;ne toute la moelle osseuse des cellules souches m&eacute;senchymateuses in vitro et in vivo pour utilisation dans l&#39;incontinence urinaire.

Incontinenza urinaria, definita come la denuncia di qualsiasi perdita involontaria di urina, &egrave; una condizione patologica, che colpisce i maschi femmine e 15% 30% over 60, spesso seguendo una progressiva diminuzione delle cellule rhabdosphincter a causa della crescente et&agrave; o secondaria a danni alla muscolatura del pavimento pelvico, tessuto connettivo e/o nervi. Recentemente, la terapia della cellula formativa &egrave; stato proposto come una fonte per la sostituzione delle cellule e per il supporto trofico per lo sfintere. Per sviluppare nuove strategie terapeutiche per l&#39;incontinenza urinaria, abbiamo studiato l&#39;interazione tra cellule staminali mesenchimali (MSCs) e cellule muscolari in vitro; da allora in poi, puntando a un utilizzo clinico, abbiamo analizzato il ruolo di MSCs per in vitro di cellule muscolari e nei xenotrapianti in vivo. MSCs possono esprimere marcatori dei lignaggi cella miogena e danno luogo, sotto condizioni di coltura delle cellule specifiche, a myotube-come le strutture. Tuttavia, abbiamo fallito ottenere myotubes miste sia in vitro che in vivo. Per trapianti in vivo, abbiamo testato un nuovo protocollo per raccogliere MSCs umane da midollo osseo tutto, per ottenere un numero maggiore di cellule. MSCs, quando trapiantate in muscoli pelvici nei pressi dello sfintere uretrale esterno, sopravvisse per lungo tempo in assenza di immunosoppressione e migrarono verso il muscolo tra le fibre e verso piastre neuromuscolare. Inoltre, hanno mostrato bassi livelli di cellule in bicicletta e non ha fatto infiltrare i vasi sanguigni. Abbiamo mai osservato formazione di masse di cellule suggestivi di tumorigenesi. Quelli che rimasero vicino al sito di iniezione hanno mostrato un fenotipo immaturo, mentre quelli nel muscolo aveva pi&ugrave; allungata morfologie. Pertanto, MSCs sono sicuri e possono facilmente essere trapiantate senza rischio di effetti collaterali nei muscoli pelvici. Sono necessari ulteriori studi per chiarire la loro integrazione nelle fibre muscolari e per promuovere la loro transdifferentiation muscolare prima o dopo il trapianto.

Simone Tomasi

Neuroscience Institute of Turin (NIT),
Neuroscience Institute Cavalieri-Ottolenghi (NICO),
Department of Anatomy,
Pharmacology and Forensic Medicine,
Department of Anatomy, Pharmacology and Forensic Medicine

University of Turin

Photothrombotic Ischemia: A Minimally Invasive and Reproducible Photochemical Cortical Lesion Model for Mouse Stroke Studies

Simone Tomasi

.css-o250i3{font-size:18px;font-family:Open Sans,sans-serif;line-height:21.6px;}Neuroscience Institute of Turin (NIT),Neuroscience Institute Cavalieri-Ottolenghi (NICO),Department of Anatomy,Pharmacology and Forensic Medicine,Department of Anatomy, Pharmacology and Forensic Medicine

University of Turin

Photothrombotic Ischemia: A Minimally Invasive and Reproducible Photochemical Cortical Lesion Model for Mouse Stroke Studies

Neuroscience Institute of Turin (NIT),
Neuroscience Institute Cavalieri-Ottolenghi (NICO),
Department of Anatomy,
Pharmacology and Forensic Medicine,
Department of Anatomy, Pharmacology and Forensic Medicine