Mastic essential oil exhibits anti-bacterial, anti-inflammatory, and anti-oxidant properties. With the growing interest of the use of mastic oil in the food and pharmaceutical industry, systematic in vivo studies are needed to address controlled usage and safety issues. In the present work we evaluated the safety of mastic oil using as a model the zebrafish lateral line system. In addition, we studied the gene expression profile of zebrafish fed with mastic oil-supplemented diet using microarray analysis. Our results showed that the hair cells of lateral line neuromasts are functional upon exposure of zebrafish larvae up to 20 ppm of mastic essential oil, while treatment with higher concentrations, 100 and 200 ppm, resulted in increased larvae mortality. Dietary supplementation of zebrafish with mastic essential oil led to differential expression of interferon response-related genes as well as the immune responsive gene 1 (irg1) that links cellular metabolism with immune defense. Notably, mucin 5.2, a constituent of the mucus hydrogel that protects the host against invading pathogens, was up-regulated. Our in vivo work provides information concerning the safety of mastic essential oil use and suggests dietary effects on gene expression related with the physical and immunochemical properties of the gastrointestinal system.
The oncoprotein SET/I2PP2A (protein phosphatase 2A inhibitor 2) participates in various cellular mechanisms such as transcription, cell cycle regulation and cell migration. SET is also an inhibitor of the serine/threonine phosphatase PP2A, which is involved in the regulation of cell homeostasis. In zebrafish, there are two paralogous set genes that encode Seta (269 amino acids) and Setb (275 amino acids) proteins which share 94% identity. We show here that seta and setb are similarly expressed in the eye, the otic vesicle, the brain and the lateral line system, as indicated by in situ hybridization labeling. Whole-mount immunofluorescence analysis revealed the expression of Seta/b proteins in the eye retina, the olfactory pit and the lateral line neuromasts. Loss-of-function studies using antisense morpholino oligonucleotides targeting both seta and setb genes (MOab) resulted in increased apoptosis, reduced cell proliferation and morphological defects. The morphant phenotypes were partially rescued when MOab was co-injected with human SET mRNA. Knockdown of setb with a transcription-blocking morpholino oligonucleotide (MOb) resulted in phenotypic defects comparable with those induced by setb gRNA (guide RNA)/Cas9 [CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)-associated 9] injections. In vivo labeling of hair cells showed a significantly decreased number of neuromasts in MOab-, MOb- and gRNA/Cas9-injected embryos. Microarray analysis of MOab morphant transcriptome revealed differential expression in gene networks controlling transcription in the sensory organs, including the eye retina, the ear and the lateral line. Collectively, our results suggest that seta and setb are required during embryogenesis and play roles in the zebrafish sensory system development.
Microcystins are cyclic heptapeptides that constitute a diverse group of toxins produced by cyanobacteria. One of the most toxic variants of this family is microcystin-LR (MCLR) which is a potent inhibitor of protein phosphatase 2A (PP2A) and induces cytoskeleton alterations. In this study, zebrafish larvae exposed to 500 μg/L of MCLR for four days exhibited a 40% reduction of PP2A activity compared to the controls, indicating early effects of the toxin. Gene expression profiling of the MCLR-exposed larvae using microarray analysis revealed that keratin 96 (krt96) was the most downregulated gene, consistent with the well-documented effects of MCLR on cytoskeleton structure. In addition, our analysis revealed upregulation in all genes encoding for the enzymes of the retinal visual cycle, including rpe65a (retinal pigment epithelium-specific protein 65a), which is critical for the larval vision. Quantitative real-time PCR (qPCR) analysis confirmed the microarray data, showing that rpe65a was significantly upregulated at 50 μg/L and 500 μg/L MCLR in a dose-dependent manner. Consistent with the microarray data, MCLR-treated larvae displayed behavioral alterations such as weakening response to the sudden darkness and hypoactivity in the dark. Our work reveals new molecular targets for MCLR and provides further insights into the molecular mechanisms of MCLR toxicity during early development.
The Hedgehog (Hh)/Gli signaling pathway controls cell proliferation and differentiation, is critical for the development of nearly every tissue and organ in vertebrates and is also involved in tumorigenesis. In this study, we characterize the oncoprotein SET/I2PP2A as a novel regulator of Hh signaling. Our previous work has shown that the zebrafish homologs of SET are expressed during early development and localized in the ciliated organs. In the present work, we show that CRISPR/Cas9-mediated knockdown of setb gene in zebrafish embryos resulted in cyclopia, a characteristic patterning defect previously reported in Hh mutants. Consistent with these findings, targeting setb gene using CRISPR/Cas9 or a setb morpholino, reduced Gli1-dependent mCherry expression in the Hedgehog reporter zebrafish line Tg(12xGliBS:mCherry-NLS). Likewise, SET loss of function by means of pharmacological inhibition and gene knockdown prevented the increase of Gli1 expression in mammalian cells in vitro. Conversely, overexpression of SET resulted in an increase of the expression of a Gli-dependent luciferase reporter, an effect likely attributable to the relief of the Sufu-mediated inhibition of Gli1. Collectively, our data support the involvement of SET in Gli1-mediated transcription and suggest the oncoprotein SET/I2PP2A as a new modulator of Hedgehog signaling.
Η ογκοπρωτεΐνη SET είναι μια εξελικτικά συντηρημένη πρωτεΐνη η οποία εκφράζεται σε όλους τους ιστούς και τους τύπους κυττάρων. Είναι πολυλειτουργική, με ρόλο στην αναδιοργάνωση της χρωματίνης, στη γονιδιακή έκφραση, στη ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου, στην απόπτωση και στην κυτταρική μετανάστευση. Χαρακτηριστική είναι η δράση της ως αναστολέας της πρωτεϊνικής φωσφατάσης 2A (ΡΡ2Α). Επιπλέον, εμπλέκεται στην ανάπτυξη της νόσου Alzheimer όπως και διαφόρων τύπων καρκίνου, γεγονός που έχει πυροδοτήσει μελέτες για την αξιοποίησή της ως μόριο- στόχο στη θεραπεία αυτών των ασθενειών. Σκοπός της εργασίας ήταν η διερεύνηση του φυσιολογικού ρόλου της SET σε επίπεδο οργανισμού. Συγκεκριμένα, αξιοποιήθηκε το zebrafish όπου εκφράζονται δύο παράλογες πρωτεΐνες, οι Seta και Setb. Οι Seta/b παρουσιάζουν εξαιρετικά υψηλό ποσοστό ομολογίας τόσο μεταξύ τους όσο και με την ανθρώπινη ορθόλογη. Η ανάλυση του προτύπου έκφρασης των seta/b έδειξε ότι τα μετάγραφα κατανέμονται στο όριο μεσεγκεφάλου-οπίσθιου εγκεφάλου, στο μελάχρουν επιθήλιο του αμφιβληστροειδούς, στη στιβάδα των γαγγλιακών κυττάρων και την ακτινωτή οριακή ζώνη των οφθαλμών, στις αισθητήριες δομές του αυτιού και στους νευρομαστούς της πλευρικής γραμμής. Όμοια αποτελέσματα προήλθαν από πειράματα ανοσοφθορισμού αναδεικνύοντας την έκφραση των γονιδίων set στα αισθητήρια όργανα του zebrafish. Ο λειτουργικός χαρακτηρισμός των γονιδίων έγινε μέσω πειραμάτων καταστολής έκφρασης. Η στόχευση των δύο γονιδίων seta/b μέσω χρήσης ειδικού αντινοηματικού ολιγομερούς (morpholino MOab), προκάλεσε αύξηση της απόπτωσης, μείωση του κυτταρικού πολλαπλασιασμού και οδήγησε στην ανάπτυξη μορφολογικών αλλαγών. Μέσω συνδυαστικής έγχυσης ΜΟab και mRNA του ανθρώπινου γονιδίου SET επετεύχθη μερική ανάκτηση του φαινοτύπου. Αντίστοιχες παρατηρήσεις προήλθαν τόσο από τη χρήση ενός αντινοηματικού ολιγομερούς με διαφορετικό μηχανισμό δράσης (morpholino ΜΟb) όσο και μέσω του συστήματος CRISPR-Cas9. Επιπλέον, η μείωση της έκφρασης των πρωτεϊνών Seta/b οδήγησε σε μείωση του αριθμού των ενεργών νευρομαστών, όπως διαπιστώθηκε έπειτα από in vivo χρώση των morphants με τη φθορίζουσα ουσία FM1-43. Στο ίδιο αποτέλεσμα οδήγησε η καταστολή του setb μέσω έγχυσης του ΜΟb ή του gRNA/Cas9. Η παραπάνω παρατήρηση επιβεβαιώθηκε και μέσω φαρμακολογικής αναστολής των Seta/b, έπειτα από έκθεση των εμβρύων στο φάρμακο FTY720. Συνδυαστικά, μέσω εναλλακτικών μεθόδων, αποδείχθηκε η λειτουργική συσχέτιση των Seta/b με τα κροσσωτά κύτταρα των νευρομαστών. H ανάλυση του προτύπου γονιδιακής έκφρασης των morphants ανέδειξε την ύπαρξη διαφορικά εκφραζόμενων γονιδίων τα οποία, μέσω ρύθμισης της μεταγραφής, επηρεάζουν τη διαφοροποίηση και την ανάπτυξη των οργάνων του αισθητήριου συστήματος. Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τη συγκεκριμένη εργασία, συνδέουν για πρώτη φορά την δράση των γονιδίων seta και setb με την εμβρυογένεση και την ανάπτυξη των οργάνων του αισθητήριου συστήματος.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.