José Antonio Arias Montaño

Investigador Cinvestav 3E. SNI III

• Médico Cirujano (1985). Universidad Autónoma Metropolitana
• Doctor en Ciencias (1990). Depto. de Fisiología, Biofísica y Neurociencias. CINVESTAV
• Research Fellow (1991-1994). Departamento de Farmacología, Universidad de Cambridge


• Teléfono: (+52) 55 5747 3800 +3964
• Correo electrónico: antonio.arias@cinvestav.mx

Línea de Investigación:

Neurofarmacología Celular y Molecular:

• Modulación por histamina y dopamina de la transmisión sináptica
• Control por receptores presinápticos de la liberación de neurotransmisores
• Regulación de la actividad neuronal por receptores acoplados a proteínas G
• Efecto de la contaminación ambiental en la función del sistema. dopaminérgico cerebral

El objetivo central de nuestro laboratorio es generar información novedosa sobre la participación del sistema histaminérgico neural en la regulación de la excitabilidad neuronal y en la función de las células gliales, así como de los mecanismos celulares y moleculares involucrados.
Un grupo de neuronas, localizadas en el hipotálamo, sintetiza histamina e inerva a prácticamente todo el Sistema Nervioso Central (SNC). En las dos últimas décadas se ha descrito una importante acción neuromoduladora de la histamina en funciones como el ciclo vigilia-sueño, la circulación cerebral, la temperatura corporal, la actividad locomotora, la memoria y el aprendizaje, la nocicepción y la ingestión de agua y alimentos. Estos efectos se ejercen mediante la activación de tres receptores (H₁, H₂ y H₃), y en nuestros proyectos nos enfocamos en tres aspectos principales: 1) la regulación por el receptor H₃ de la transmisión sináptica GABAérgica y glutamatérgica en los ganglios basales, núcleos neuronales críticos para el control de la actividad motora; 2) los efectos de la activación de los receptores H₁, H₂ y H₃ en la función de las células gliales; y 3) los mecanismos que controlan la función del receptor H₃, como la desensibilización homóloga y heteróloga, y la expresión diferencial de isoformas del receptor.

Nuestro trabajo pretende contribuir a la comprensión de la función de la histamina en el SNC, lo que conduciría al diseño de abordajes terapéuticos farmacológicos de diversos trastornos en los que se ha involucrado a la transmisión histaminérgica, como narcolepsia, obesidad, anorexia, epilepsia, depresión, esquizofrenia, adicción al alcohol, esclerosis múltiple, las enfermedades de Alzheimer y de Parkinson, y el síndrome de Gilles de la Tourette.

En colaboración con otros grupos de investigación, hemos extendido nuestro trabajo a otras áreas y temas, siendo ejemplos los siguientes:

• En colaboración con la Dra. Anayansi Molina Hernández (Instituto Nacional de Perinatología, Secretaría de Salud), estudiamos la función de la histamina en el neurodesarrollo, en particular de la corteza cerebral y del neoestriado.
• En colaboración con la Dra. Angélica Rueda y el Dr. Alberto Olivares, ambos del Departamento de Bioquímica del Cinvestav, estudiamos el efecto del Síndrome Metabólico en la función de diversos receptores acoplados a proteínas G (GPCRs) expresados en los sistemas cardiovascular, endócrino y nervioso.
• En colaboración con la Dra. Andrea de Vizcaya Ruiz (Departamento de Toxicología, Cinvestav) evaluamos el efecto de la exposición a contaminantes ambientales (partículas finas y ultrafinas) en la transmisión dopaminérgica y serotoninérgica cerebral.
• En colaboración con el Dr. Jaime Barral Caballero (Facultad de Estudios Superiores Iztacala, UNAM) estudiamos la participación de los receptores a histamina H₃ en la excitabilidad de las neuronas espinosas medianas del neoestriado, un núcleo cerebral involucrado de manera crítica en el control de la conducta motora.
• Utilizando un modelo de parkinsonismo en la rata, en colaboración con el Dr. Antonio Bueno Nava (Instituto Nacional de Rehabilitación, Secretaría de Salud) estudiamos el efecto de la activación de los receptores a histamina H₃ en las discinesias motoras inducidas por la administración de L-DOPA, así como la interacción en la señalización intracelular de dichos receptores y los receptores a dopamina D₁.

Metodología

Las técnicas de uso común en el laboratorio comprenden:

1. Cultivo de líneas celulares y cultivo primario de neuronas y astrocitos.
2. Expresión heteróloga de GPCRs.
3. Mutagénesis dirigida en GPCRs.
4. Captura de neurotransmisores por terminales nerviosas aisladas (sinaptosomas).
5. Análisis de la liberación de neurotransmisores en tejidos cerebrales (rebanadas y sinaptosomas) utilizando moléculas marcadas.
6. Determinación de la densidad y afinidad de receptores mediante la unión de radioligandos (binding).
7. Determinación de la formación de segundos mensajeros utilizando precursores radiactivos (fosfoinósitidos y AMPc) y biosensores.
8. Análisis de la concentración intracelular de calcio utilizando espectrofotometría y colorantes sensibles a cationes divalentes.
9. Lesión de núcleos neuronales por cirugía estereotáxica.
10. Análisis de la conducta motora.
11. Inmunodetección: Western blot e inmunohistoquímica.

Publicaciones Recientes:

• Tale of two kinases: Protein kinase A and Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II in pre-diabetic cardiomyopathy.
  Gaitán-González, P., Sánchez-Hernández, R., Arias-Montaño, J.-A., Rueda, A.
  World Journal of Diabetes (2021).


• Histamine H₃ receptor activation modulates glutamate release at the corticostriatal synapse by a dual action at Ca_V2.1 calcium channels and K_IR3 potassium channels. Vázquez-Vázquez, H., Robles-Gómez, A., Vega, A.V., Arias-Montaño, J.-A., Barral, J. .
  Cellular and Molecular Neurobiology (2020).


• In vitro exposure to ambient fine and ultrafine particles alters dopamine uptake and release, and D2 receptor affinity and signaling. Andrade-Oliva, M.A., Escamilla, J., Debray-García, Y., Morales-Rubio, R.A., González-Pantoja, R., Uribe-Ramírez, M., Amador-Muñoz, O., Dáz-Godoy, R.V., De Vizcaya-Ruiz, A., Arias-Montaño, J.A.
  Environmental Toxicology and Pharmacology (2020) 80: 103484.


• Impaired cortical cytoarchitecture and reduced excitability of deep layer neurons in the offspring of diabetic rats.
  Valle-Bautista, R. Márquez-Valadez, B., Fragoso-Cabrera, A.D., García-López, G., Díaz, N.-F., Herrera-López, G., Griego, E., Galván, E.J., Arias-Montaño, J.-A., Molina-Hernández, A.
  Frontiers in Cell and Developmental Biology (2020) 8:564561.


• Activation of α-adrenoceptors depresses synaptic transmission of myelinated afferents and inhibits pathways mediating primary afferent depolarization (PAD) in the in vitro mouse spinal cord.
  Mena-Avila, E., Milla-Cruz, J.J., Calvo, J.R., Hochman, S., Villalón, C.M., Arias-Montaño, J.-A., Quevedo, J.N.
  Experimental Brain Research (2020) 238: 1293-1303.


• In silico and in vitro studies of two non-imidazole multiple targeting agents at histamine H3 receptors and cholinesterase enzymes.
  Ghamari, N., Dastmalchi, S., Zarei, O., Arias-Montaño, J.-A., Reiner, D., Ustun-Alkan, F., Stark, H., Hamzeh-Mivehroud, M..
  Chemical Biology & Drug Design (2020) 95: 279–290.


• Hypoxia increases chemoresistance in human medulloblastoma DAOY cells via hypoxia-inducible factor 1α (HIF-1α)-mediated downregulation of the CYP2B6, CYP3A4 and CYP3A5 enzymes and inhibition of cell proliferation.
  Valencia-Cervantes, J., Huerta-Yepez, S., Aquino-Jarquín, G., Rodríguez-Enriquez, S., Martínez-Fong, D., Arias-Montaño, J.-A., Dávila-Borja, V.-M.
  Oncology Reports (2019)  41: 178-190.


• Cell-based assays and MD analysis of a boron-containing agonist with different profiles on human and guinea pig β₂ adrenoceptor.
  Soriano-Ursúa, M.A., Bello, M., Hernández-Martínez, C.F., Santillán-Torres, I., Guerrero-Ramírez, R., Correa-Basurto, J., Arias-Montaño, J.-A.,Trujillo-Ferrara, J.-G.
  European Biophysics Journal (2019)  48: 83-97.


• Adenosine A_2A and histamine H₃ receptors interact at the cAMP/PKA pathway to modulate depolarization-evoked [³H]-GABA release from rat striato-pallidal terminals.
  Morales-Figueroa, G.-E., Rivera-Ramírez, N., González-Pantoja, R., Escamilla-Sánchez, J., García-Hernández, U., Arias-Montaño, J.A.
  Purinergic Signalling (2019)  15: 85-93.


• Chronic administration of the histamine H₃ receptor agonist immepip decreases L-Dopa-induced dyskinesias in 6-hydroxydopamine-lesioned rats.
  Avila-Luna, A., Ríos, C., Gálvez-Rosas, A., Montes, S., Arias-Montaño, J.-A., Bueno-Nava, A.
  Psychopharmacology (2019) 236: 1937-1948.


• The systemic administration of the histamine H1 receptor antagonist/inverse agonist chlorpheniramine to pregnant rats impairs the development of nigro-striatal dopaminergic neurons.
  Márquez-Valadez, B., Aquino-Miranda, G., Quintero-Romero, M.-O., Papacostas-Quintanilla. H., Bueno-Nava, A., López-Rubalcava, C., Díaz, N.-F., Arias-Montaño, J.-A., Molina-Hernández, A.
  Frontiers in Neuroscience, Neurogenesis (2019) 13: 360.


• Histamine H₃ receptor activation reduces the impairment in prepulse inhibition (PPI) of the acoustic startle response and Akt phosphorylation induced by MK-801, antagonist at N-Methyl-D-Aspartate (NMDA) receptors.
  Aquino-Miranda, G., Rivera-Ramírez, N., Márquez-Gómez, R., Escamilla-Sánchez,J., González-Pantoja, R., Ramos-Languren, L.-E., Perez-Neri, I., Bueno-Nava, A., Ríos, C., Arias-Montaño, J.-A.
  Progress in Neuropsychopharmacology & Biological Psychiatry (2019) 94: 109653.


• Histamine H₃ receptor antagonists/inverse agonists: Where do they go?
  Ghamari, N., Zarei, O., Arias-Montaño, J.-.A., Reiner, D., Dastmalchi, S., Stark, H., Hamzeh-Mivehroud, M.
  Pharmacology and Therapeutics (2019) 200: 69-84.


• Histamine H₁ and H₃ receptor activation increases the expression of Glucose Transporter 1 (GLUT-1) in rat cerebro-cortical astrocytes in primary culture.
  Parra-Abarca, J., Rivera-Ramírez, N., Villa-Maldonado, L.F., García-Hernández, U., Aguilera, P., Arias-Montaño, J.-A.
  Neurochemistry International (2019) 131: 104565.


• Alternative splicing event modifying ADGRL/Latrophilin-1 cytoplasmic tail promotes both opposing and dual cAMP signaling pathways.
  Ovando-Zambrano, J.-C., Arias-Montaño, J.-.A., Boucard A. A.
  Annals of the New York Academy of Sciences (2019) 1456: 168-185.


• Clobenpropit, a histamine H₃ receptor antagonist/inverse agonist, inhibits [³H]-dopamine uptake by human neuroblastoma SH-SY5Y cells and rat brain synaptosomes.
  Mena-Avila, E., Márquez-Gómez, R., Aquino-Miranda, G., Nieto-Alamilla, G., Arias-Montaño, J.A.
  Pharmacological Reports (2018) 70: 146-155.


• Differential homologous desensitization of the human histamine H₃ receptors of 445 and 365 amino acids expressed in CHO-K1 cells.
  García-Gálvez, A.-M., Escamilla-Sánchez, J., Flores-Maldonado, C., Contreras, R.G., Arias, J.-M., Arias-Montaño, J.-A.
  Neurochemistry International (2018)  112: 114-123.


• Dopamine D₁ receptor activation maintains motor coordination and balance in rats.
  Avila-Luna, A., Gálvez-Rosas, A., Durand-Rivera, A., Ramos-Languren, L.E., Ríos, C., Arias-Montaño, J.A., Bueno-Nava, A.
  Metabolic Brain Disease (2018) 33: 99-105.


• Functional histamine H₃ and adenosine A_2A receptor heteromers in recombinant cells and rat striatum.
  Márquez-Gómez, R., Gutiérrez-Rodelo, C., Robins, M.T., Arias, J.M., Olivares-Reyes, J.A., van Rijn, R.M., Arias-Montaño, J.A.
  Pharmacological Research (2018) 129: 515-525.


• Differential expression and signaling of the human histamine H₃ receptor isoforms of 445 and 365 amino acids expressed in human neuroblastoma SH-SY5Y cells.
  Nieto-Alamilla, G., Escamilla-Sánchez, J., López-Méndez, M.C., Molina-Hernández, A., Guerrero-Hernández, A., Arias-Montaño, J.A.
  Journal of Receptors and Signal Transduction (2018) 38: 141-150.


• Effect of the in vivo exposure to ambient fine particles (PM_2.5) on the density of dopamine D₂-like receptors and dopamine-induced [³⁵S]-GTPγS binding in rat prefrontal cortex and striatum membranes.
  Andrade-Oliva, M.A., Aztatzi-Aguilar, O.G., García-Sierra, F., De Vizcaya-Ruiz, A., Arias-Montaño, J.A.
  Environmental Toxicology and Pharmacology (2018) 60: 58-65.


• The naturally occurring mutation Y197C does not affect the expression or signaling of the human histamine H3 receptor expressed in CHO-K1 cells.
  Flores-Clemente, C., Escamilla-Sánchez, J., Arias, J.M., Arias-Montaño, J.-A.
  Neuroscience Letters (2017) 641: 77-80.


• pVHL suppresses Akt/β-catenin-mediated cell proliferation by inhibiting 14-3-3ζ expression.
  Castañeda, A., Serrano, C., Hernández-Trejo, J.A., Gutiérrez-Martínez, I.Z., Montejo-López, W., Gómez-Suárez, M., Hernández-Ruiz, M., Betanzos, A., Candelario-Martínez, A., Romo-Parra, H., Arias-Montaño, J.A., Schnoor, M., Meraz-Ríos, M.A., Gutierrez-Castillo, M.E., Martínez-Dávila, I.A., Villegas-Sepúlveda, N., Martinez-Fong, D., Nava, P.
  Biochemical Journal (2017)  474: 2679-2689.

Jorge Aceves Ruíz Marcelino Cereijido Mattiioli