scholarly journals Hyperglycaemia up-regulates placental growth factor (PlGF) expression and secretion in endothelial cells via suppression of PI3 kinase-Akt signalling and activation of FOXO1

2021 ◽  
Vol 11 (1) ◽  
Author(s):  
Samir Sissaoui ◽  
Stuart Egginton ◽  
Ling Ting ◽  
Asif Ahmed ◽  
Peter W. Hewett
Keyword(s):  
Endothelial Cells ◽  
Growth Factor ◽  
Endothelial Dysfunction ◽  
Akt Activation ◽  
Forkhead Box ◽  
Pi3k Activity ◽  
Binding Sequence

AbstractPlacenta growth factor (PlGF) is a pro-inflammatory angiogenic mediator that promotes many pathologies including diabetic complications and atherosclerosis. Widespread endothelial dysfunction precedes the onset of these conditions. As very little is known of the mechanism(s) controlling PlGF expression in pathology we investigated the role of hyperglycaemia in the regulation of PlGF production in endothelial cells. Hyperglycaemia stimulated PlGF secretion in cultured primary endothelial cells, which was suppressed by IGF-1-mediated PI3K/Akt activation. Inhibition of PI3K activity resulted in significant PlGF mRNA up-regulation and protein secretion. Similarly, loss or inhibition of Akt activity significantly increased basal PlGF expression and prevented any further PlGF secretion in hyperglycaemia. Conversely, constitutive Akt activation blocked PlGF secretion irrespective of upstream PI3K activity demonstrating that Akt is a central regulator of PlGF expression. Knock-down of the Forkhead box O-1 (FOXO1) transcription factor, which is negatively regulated by Akt, suppressed both basal and hyperglycaemia-induced PlGF secretion, whilst FOXO1 gain-of-function up-regulated PlGF in vitro and in vivo. FOXO1 association to a FOXO binding sequence identified in the PlGF promoter also increased in hyperglycaemia. This study identifies the PI3K/Akt/FOXO1 signalling axis as a key regulator of PlGF expression and unifying pathway by which PlGF may contribute to common disorders characterised by endothelial dysfunction, providing a target for therapy.

Nitric oxide mediates mitogenic effect of VEGF on coronary venular endothelium

1996 ◽  
Vol 270 (1) ◽  
pp. H411-H415 ◽  
Author(s):  
L. Morbidelli ◽  
C. H. Chang ◽  
J. G. Douglas ◽  
H. J. Granger ◽  
F. Ledda ◽  
...  
Keyword(s):  
Nitric Oxide ◽  
Endothelial Cells ◽  
Growth Factor ◽  
No Synthase ◽  
Mitogenic Effect ◽  
Microvascular Endothelium ◽  
Proliferative Effect

Vascular endothelial growth factor (VEGF) is a secreted protein that is a specific growth factor for endothelial cells. We have recently demonstrated that nitric oxide (NO) donors and vasoactive peptides promoting NO-mediated vasorelaxation induce angiogenesis in vivo as well as endothelial cell growth and motility in vitro; in contrast, inhibitors of NO synthase suppress angiogenesis. In this study we investigated the role of NO in mediating the mitogenic effect of VEGF on cultured microvascular endothelium isolated from coronary postcapillary venules. VEGF induced a dose-dependent increase in cell proliferation and DNA synthesis. The role of NO was determined by monitoring proliferation or guanosine 3',5'-cyclic monophosphate (cGMP) levels in the presence and absence of NO synthase blockers. The proliferative effect evoked by VEGF was reduced by pretreatment of the cells with NO synthase inhibitors. Exposure of the cells to VEGF induced a significant increment in cGMP levels. This effect was potentiated by superoxide dismutase addition and was abolished by NO synthase inhibitors. VEGF stimulates proliferation of postcapillary endothelial cells through the production of NO and cGMP accumulation.

scholarly journals Generation of a Novel In Vitro Model to Study Endothelial Dysfunction from Atherothrombotic Specimens

2021 ◽  
Author(s):  
Susan Gallogly ◽  
Takeshi Fujisawa ◽  
John D. Hung ◽  
Mairi Brittan ◽  
Elizabeth M. Skinner ◽  
...  
Keyword(s):  
Endothelial Cells ◽  
Endothelial Dysfunction ◽  
In Vitro Model ◽  
Umbilical Vein ◽  
Coronary Syndrome ◽  
Coronary Endothelial Cells ◽  
Vitro Model ◽  
Umbilical Vein Endothelial Cells

Abstract Purpose Endothelial dysfunction is central to the pathogenesis of acute coronary syndrome. The study of diseased endothelium is very challenging due to inherent difficulties in isolating endothelial cells from the coronary vascular bed. We sought to isolate and characterise coronary endothelial cells from patients undergoing thrombectomy for myocardial infarction to develop a patient-specific in vitro model of endothelial dysfunction. Methods In a prospective cohort study, 49 patients underwent percutaneous coronary intervention with thrombus aspiration. Specimens were cultured, and coronary endothelial outgrowth (CEO) cells were isolated. CEO cells, endothelial cells isolated from peripheral blood, explanted coronary arteries, and umbilical veins were phenotyped and assessed functionally in vitro and in vivo. Results CEO cells were obtained from 27/37 (73%) atherothrombotic specimens and gave rise to cells with cobblestone morphology expressing CD146 (94 ± 6%), CD31 (87 ± 14%), and von Willebrand factor (100 ± 1%). Proliferation of CEO cells was impaired compared to both coronary artery and umbilical vein endothelial cells (population doubling time, 2.5 ± 1.0 versus 1.6 ± 0.3 and 1.2 ± 0.3 days, respectively). Cell migration was also reduced compared to umbilical vein endothelial cells (29 ± 20% versus 85±19%). Importantly, unlike control endothelial cells, dysfunctional CEO cells did not incorporate into new vessels or promote angiogenesis in vivo. Conclusions CEO cells can be reliably isolated and cultured from thrombectomy specimens in patients with acute coronary syndrome. Compared to controls, patient-derived coronary endothelial cells had impaired capacity to proliferate, migrate, and contribute to angiogenesis. CEO cells could be used to identify novel therapeutic targets to enhance endothelial function and prevent acute coronary syndromes.

scholarly journals Synthesis and physiological activity of heterodimers comprising different splice forms of vascular endothelial growth factor and placenta growth factor

1996 ◽  
Vol 316 (3) ◽  
pp. 703-707 ◽  
Author(s):  
Ralf BIRKENHÄGER ◽  
Bernard SCHNEPPE ◽  
Wolfgang RÖCKL ◽  
Jörg WILTING ◽  
Herbert A. WEICH ◽  
...  
Keyword(s):  
Endothelial Cells ◽  
Growth Factor ◽  
Vascular Endothelial Cells ◽  
Physiological Activity ◽  
Expression System ◽  
Vascular Endothelial ◽  
Placenta Growth Factor ◽  
Splice Forms

Vascular endothilial growth factor (VEGF) and placenta growth factor (PIGF) are members of a dimeric-growth-factor family with angiogenic properties. VEGF is a highly potent and specific mitogen for endothelial cells, playing a vital role in angiogenesis in vivo. The role of PIGF is less clear. We expressed the monomeric splice forms VEGF-165, VEGF-121, PIGF-1 and PlGF-2 as unfused genes in Escherichia coli using the pCYTEXP expression system. In vitro dimerization experiments revealed that both homo- and hetero-dimers can be formed from these monomeric proteins. The dimers were tested for their ability to promote capillary growth in vivo and stimulate DNA synthesis in cultured human vascular endothelial cells. Heterodimers comprising different VEGF splice forms, or combinations of VEGF/PlGF splice forms, showed mitogenic activity. The results demonstrate that four different heterodimeric growth factors are likely to have as yet uncharacterized functions in vivo.

scholarly journals Yanghe Huayan decoction inhibits the capability of trans-endothelium and angiogenesis of HER2+ breast cancer via pAkt signaling

2019 ◽  
Vol 39 (2) ◽  
Author(s):  
Xiao-Fei Liu ◽  
Jing-Wei Li ◽  
Hong-Zhi Chen ◽  
Zi-Yuan Sun ◽  
Guang-Xi Shi ◽  
...  
Keyword(s):  
Breast Cancer ◽  
Chinese Medicine ◽  
Precancerous Lesion ◽  
Tumor Development ◽  
Akt Activation ◽  
Her2 Breast Cancer ◽  
Prevention And Treatment

Abstract Background: Yanghe Huayan Decoction (YHD), a traditional Chinese medicine, is one of the most common complementary medicine currently used in the treatment of breast cancer (BC). It has been recently linked to suppress precancerous lesion and tumor development. The current study sought to explore the role of YHD on trans-endothelium and angiogenesis of BC. Methods: HER2+ BC cells were treated with YHD, Trastuzumab, or the combination in vitro and in vivo to compare the effects of them on trans-endothelium and angiogenesis features. The present study also investigated the potential molecular mechanism of YHD in inhibiting angiogenesis of BC. Results: YHD significantly suppressed the invasion and angiogenesis of BC cells via elevated pAkt signaling. Administration of YHD in vivo also strikingly repressed angiogenesis in tumor grafts. Conclusion: YHD could partially inhibit and reverse tumorigenesis of BC. It also could inhibit Akt activation and angiogenesis in vitro and in vivo. Its effect was superior to trastuzumab. Thus it was suitable for prevention and treatment of BC.

scholarly journals The role of ProMyelocytic Leukemia (PML) protein in breast cancer and breast cancer stem cells

2018 ◽  
Author(s):  
Νικολέτα-Νίκη Σαχίνη
Keyword(s):  
Breast Cancer ◽  
Stem Cells ◽  
Cancer Stem Cells ◽  
Promyelocytic Leukemia ◽  
Breast Cancer Stem Cells ◽  
Forkhead Box ◽  
Forkhead Box M1

Ο καρκίνος του μαστού αποτελεί την πιο συχνή μορφή καρκίνου στις γυναίκες. Πρόκειται για μια ετερογενή ασθένεια όσον αφορά το φαινότυπό της και το γενετικό της υπόβαθρο. Καρκινικά χαρακτηριστικά, όπως ο ρυθμός πολλαπλασιασμού, η διεισδυτικότητα, η μεταστατικότητα, η ανθεκτικότητα στα φάρμακα και συγκεκριμένες ογκογόνες μεταλλαγές διαφέρουν μεταξύ περιπτώσεων καρκίνου του μαστού. Τέτοιου είδους ετερογένεια (ενδο-ογκική και δι-ογκική) μεταξύ των όγκων προκύπτει από στοχαστικές γενετικές και επιγενετικές αλλαγές οι οποίες προσδίδουν κληρονομήσιμες φαινοτυπικές και λειτουργικές διαφορές μεταξύ των καρκινικών κυττάρων. Παρ’ όλο που υπάρχουν θεραπευτικά σχήματα που αντιμετωπίζουν επιτυχώς την ασθένεια, η ετερογενής της φύση την καθιστά δύσκολο θεραπευτικό στόχο. Επομένως, η κατανόηση των παθογενετικών και μοριακών μηχανισμών οι οποίοι διέπουν τη νόσο και τους διαφορετικούς υποτύπους της είναι απαραίτητη για την ανακάλυψη νέων φαρμακευτικών στόχων και το σχεδιασμό εξατομικευμένης θεραπείας.Η πρωτεΐνη της προμυελοκυτταρικής λευχαιμίας (PML) περιγράφεται συνήθως ως ογκοκατασταλτικός παράγοντας λόγω των προ-αποπτωτικών, ανασταλτικών του κυτταρικού κύκλου και προγηραντικών ιδιοτήτων της. Συνεπώς, η έκφρασή της απουσιάζει από πρωτοπαθή δείγματα διαφόρων νεοπλασιών, συμπεριλαμβανομένου και του καρκίνου του μαστού. Παρ’ όλα αυτά σε πρόσφατες βιβλιογραφικές αναφορές η PML χαρακτηρίζεται ως ογκογόνος παράγοντας. Συγκεκριμένα, στη χρόνια μυελογενή λευχαιμία, σε γλοιοβλαστώματα και σε ορισμένες περιπτώσεις τριπλά αρνητικού καρκίνου του μαστού η PML εκφράζεται σε υψηλά επίπεδα. Οι προ-ογκογόνες ιδιότητες της PML φαίνεται να σχετίζονται με τη ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου των φυσιολογικών και καρκινικών βλαστοκυττάρων αλλά και τη διατήρηση της αυτο-ανανέωσης, μέσω μεταβολικών οδών π.χ. οξείδωση των λιπαρών οξέων. Επομένως, προκύπτει ότι υπό συγκεκριμένες συνθήκες η PML έχει διττό ρόλο στην ογκογένεση εκδηλώνοντας ογκοκατασταλτική ή ογκογόνα δράση.Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η αποσαφήνιση των μοριακών και επιγενετικών μηχανισμών με τους οποίους η PML ρυθμίζει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και τα μονοπάτια αυτό-ανανέωσης στον καρκίνο του μαστού. Τα πειραματικά μας δεδομένα υποστηρίζουν ότι η υπερέκφραση (ΥΕ) της PML αναστέλλει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και μπλοκάρει τον κυτταρικό κύκλο της τριπλά αρνητικά κυτταρικής σειράς καρκίνου του μαστού, MDA-MB-231. Από την ανάλυση του μεταγραφικού προφίλ αυτών των κυττάρων προκύπτει ότι σημαντικά σηματοδοτικά μονοπάτια και βιολογικές λειτουργίες, όπως και οι ρυθμιστές τους, διαταράσσονται μετά από ΥΕ PML. Ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι πολλά από τα γονίδια σχετιζόμενα με τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό των οποίων η έκφραση μειώνεται μετά από ΥΕ PML είναι και, θετικά, ρυθμιζόμενοι στόχοι του μεταγραφικού παράγοντα FOXM1 (Forkhead Box M1). Η λειτουργική αλληλεπίδραση της PMLIV με την επικράτεια πρόσδεσης του FOXM1 στο DNA, καθώς και η μείωση του FOXM1 σε επίπεδο mRNA και πρωτεΐνης, υποδεικνύουν ότι η PMLIV είναι ένας καταστολέας του FOXM1. Επιπλέον, δείξαμε ότι η PMLIV YE επηρεάζει το μεταγραφικό πρόγραμμα του μεταγραφικού παράγοντα, FOXO3, o οποίος δρα ανοδικά του FOXM1. Συμπερασματικά, προτείνουμε ότι η PML επηρεάζει την ισορροπία των FOXO3 και FOXM1 μεταγραφικών προγραμμάτων στοχεύοντας διακριτά υποσύνολα γονιδίων. Τα αποτελέσματα μας δείχνουν ότι υψηλά επίπεδα PML μπορούν να επηρεάσουν ταυτόχρονα ποικίλα σηματοδοτικά μονοπάτια στοχεύοντας τον άξονα FOXO3-FOXM1, ο οποίος συνδέει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό (FOXM1) με την απόπτωση, διακοπή του κυτταρικού κύκλου και μηχανισμούς επιβίωσης (FOXO3). Βρήκαμε ακόμη ότι εκτός από τους FOXO3 και FOXM1, η ΥΕ PML στοχεύει κι άλλους καίριους μεταγραφικούς παράγοντες (NFYA,E2F,TBP) με γενικό ρόλο στη μεταγραφή και στον κυτταρικό πολλαπλασιασμό. Συνεπώς, θεωρούμε ότι η PMLIV ΥΕ επιδρά σε σημαντικές βιολογικές διεργασίες μέσω ενός σύνθετου δικτύου μεταγραφικών παραγόντων και επιγενετικών αλλαγών. Αρχικά πειράματα PMLIV YE σε κύτταρα διαφορετικού τύπου καρκίνου του μαστού, τα Τ47D, έδειξαν ότι η PMLIV YE οδηγεί σε αναστολή του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, αλλά προκαλεί και διαφορετικές αποκρίσεις σε σχέση με τα MDA-MB-231 κύτταρα.Μελετήσαμε ακόμη το ρόλο της PMLIV σε βλαστικά καρκινικά κύτταρα του μαστού. Παρατηρήσαμε ότι η PMLIV YE μειώνει την ικανότητα σχηματισμού ογκοσφαιρών στην καρκινική σειρά MDA-MB-231, υποδηλώνοντας ότι η PMLIV μειώνει την αυτό-ανανέωση των βλαστικών καρκινικών κυττάρων. Επιπλέον, ερευνήσαμε την επίδραση της PMLIV σε απομονωμένους, με βάση την έκφραση των επιφανειακών δεικτών EpCAM/CD24, υποπληθυσμούς καρκινικών κυττάρων και διαπιστώσαμε ότι η PMLIV YE επηρεάζει με διαφορετικό τρόπο την έκφραση γονιδίων που εμπλέκονται στη διαφοροποίηση του επιθηλίου, στην επιθηλιακή προς μεσεγχυματική μετάβαση, στον πολλαπλασιασμό και στη βλαστικότητα του κάθε υποπληθυσμού, καθώς και την ικανότητα αυτο-ανανέωσης η οποία καθορίστηκε in vitro με τη δοκιμασία σφαιρογένεσης και in vivo με ξενομοσχεύματα. Επομένως, τα αρχικά μας δεδομένα, σε αντίθεση με προηγούμενες αναφορές, υποστηρίζουν την άποψη ότι πολύ ογκογόνοι κυτταρικοί υποπληθυσμοί εμπίπτουν σε περισσότερους από έναν EpCAM/CD24 υπότυπους οι οποίοι επηρεάζονται από την PMLIV με διαφορετικό τρόπο.Συμπερασματικά, η ερευνά μας δίνει πληροφορίες για τη ρύθμιση της ανάπτυξης των όγκων από την PML στον καρκίνο του μαστού. Προσδιορίσαμε τους FOXO3 και FOXM1 σαν αλληλεπιδρώντες παράγοντες της PML, οι οποίοι προσδιορίζουν και το λειτουργικό αποτέλεσμα της PML στο κυτταρικό υπόβαθρο των MDA-MB-231 κυττάρων και αναδείξαμε έναν καινούριο, ρυθμιστικό άξονα στον πολλαπλασιασμό του καρκίνου του μαστού, PML/FOXO3/FOXM1, ο οποίος μπορεί να είναι θεραπευτικός στόχος. Επιπλέον, οι αρχικές παρατηρήσεις στα T47D κύτταρα, ενισχύουν την άποψη περί κυτταρικού υποβάθρου εξαρτώμενης δράσης της PML. Η PMLIV YE επηρέασε πολύ λιγότερο τη δημιουργία σφαιρών, ένδειξη αυτο-ανανέωσης, στα T47D σε σχέση με τα MDA-MB-231. Επιπλέον, συγκρίνοντας το μεταγραφικό προφίλ των δύο κυτταρικών σειρών, οι οποίες αντιπροσωπεύουν διαφορετικούς μοριακούς υποτύπους του καρκίνου του μαστού, μετά από PMLIV YE διαπιστώσαμε ότι η PMLIV επηρεάζει τόσο κοινές αλλά και διακριτές ομάδες γονιδίων. Προτείνουμε ότι η PML ευνοεί τόσο την αναστολή της ανάπτυξης του όγκου όσο και μηχανισμούς επιβίωσης σε διαφορετικό βαθμό, ο οποίος καθορίζεται από το εκάστοτε γενετικό και επιγενετικό υπόβαθρο των κυττάρων.

scholarly journals Metformin-stimulated AMPK-α1 promotes microvascular repair in acute lung injury

2013 ◽  
Vol 305 (11) ◽  
pp. L844-L855 ◽  
Author(s):  
Ming-Yuan Jian ◽  
Mikhail F. Alexeyev ◽  
Paul E. Wolkowicz ◽  
Jaroslaw W. Zmijewski ◽  
Judy R. Creighton
Keyword(s):  
Endothelial Cells ◽  
Acute Lung Injury ◽  
Lung Injury ◽  
Ex Vivo ◽  
Endothelial Permeability ◽  
Beneficial Effects ◽  
Isolated Lung

Acute lung injury secondary to sepsis is a leading cause of mortality in sepsis-related death. Present therapies are not effective in reversing endothelial cell dysfunction, which plays a key role in increased vascular permeability and compromised lung function. AMP-activated protein kinase (AMPK) is a molecular sensor important for detection and mediation of cellular adaptations to vascular disruptive stimuli. In this study, we sought to determine the role of AMPK in resolving increased endothelial permeability in the sepsis-injured lung. AMPK function was determined in vivo using a rat model of endotoxin-induced lung injury, ex vivo using the isolated lung, and in vitro using cultured rat pulmonary microvascular endothelial cells (PMVECs). AMPK stimulation using N1-(α-d-ribofuranosyl)-5-aminoimidizole-4-carboxamide or metformin decreased the LPS-induced increase in permeability, as determined by filtration coefficient ( Kf) measurements, and resolved edema as indicated by decreased wet-to-dry ratios. The role of AMPK in the endothelial response to LPS was determined by shRNA designed to decrease expression of the AMPK-α1 isoform in capillary endothelial cells. Permeability, wounding, and barrier resistance assays using PMVECs identified AMPK-α1 as the molecule responsible for the beneficial effects of AMPK in the lung. Our findings provide novel evidence for AMPK-α1 as a vascular repair mechanism important in the pulmonary response to sepsis and identify a role for metformin treatment in the management of capillary injury.

The recombinant lectin-like domain of thrombomodulin inhibits angiogenesis through interaction with Lewis Y antigen

Blood ◽  
2012 ◽  
Vol 119 (5) ◽  
pp. 1302-1313 ◽  
Author(s):  
Cheng-Hsiang Kuo ◽  
Po-Ku Chen ◽  
Bi-Ing Chang ◽  
Meng-Chen Sung ◽  
Chung-Sheng Shi ◽  
...  
Keyword(s):  
Endothelial Cells ◽  
Egf Receptor ◽  
Tube Formation ◽  
Endothelial Tube Formation ◽  
A Cell ◽  
Lewis Y ◽  
Tm Domain

AbstractLewis Y Ag (LeY) is a cell-surface tetrasaccharide that participates in angiogenesis. Recently, we demonstrated that LeY is a specific ligand of the recombinant lectin-like domain of thrombomodulin (TM). However, the biologic function of interaction between LeY and TM in endothelial cells has never been investigated. Therefore, the role of LeY in tube formation and the role of the recombinant lectin-like domain of TM—TM domain 1 (rTMD1)—in antiangiogenesis were investigated. The recombinant TM ectodomain exhibited lower angiogenic activity than did the recombinant TM domains 2 and 3. rTMD1 interacted with soluble LeY and membrane-bound LeY and inhibited soluble LeY-mediated chemotaxis of endothelial cells. LeY was highly expressed on membrane ruffles and protrusions during tube formation on Matrigel. Blockade of LeY with rTMD1 or Ab against LeY inhibited endothelial tube formation in vitro. Epidermal growth factor (EGF) receptor in HUVECs was LeY modified. rTMD1 inhibited EGF receptor signaling, chemotaxis, and tube formation in vitro, and EGF-mediated angiogenesis and tumor angiogenesis in vivo. We concluded that LeY is involved in vascular endothelial tube formation and rTMD1 inhibits angiogenesis via interaction with LeY. Administration of rTMD1 or recombinant adeno-associated virus vector carrying TMD1 could be a promising antiangiogenesis strategy.

Abstract 140: Anti-inflammatory and Anti-atherogenic Role of Bmp Receptor II In Endothelial Cells

2013 ◽  
Vol 33 (suppl_1) ◽  
Author(s):  
Chanwoo Kim ◽  
Hannah Song ◽  
Sandeep Kumar ◽  
Douglas Nam ◽  
Hyuk Sang Kwon ◽  
...  
Keyword(s):  
Endothelial Dysfunction ◽  
Intracellular Signaling ◽  
Independent Manner ◽  
Disturbed Flow ◽  
Bmp Receptors ◽  
Endothelial Inflammation ◽  
Anti Inflammatory

Atherosclerosis is a multifactorial disease that arises from a combination of endothelial dysfunction and inflammation, occurring preferentially in arterial regions exposed to disturbed flow. Bone morphogenic protein-4 (BMP4) produced by disturbed flow induces inflammation, endothelial dysfunction and hypertension, suggesting the importance of BMPs in vascular biology and disease. BMPs bind to two different types of BMP receptors (BMPRI and II) to instigate intracellular signaling. Increasing evidences suggest a correlative role of BMP4 and atherosclerosis, but the role of BMP receptors especially BMPRII in atherosclerosis is still unclear and whether knockdown of BMPRII is the cause or the consequence of atherosclerosis is still not known. It is therefore, imperative to investigate the mechanisms by which BMPRII expression is modulated and its ramifications in atherosclerosis. Initially, we expected that knockdown of BMPRII will result in loss of pro-atherogenic BMP4 signaling and will thereby prevent atherosclerosis. Contrarily, we found that loss of BMPRII expression causes endothelial inflammation and atherosclerosis. Using BMPRII siRNA and BMPRII +/- mice, we found that BMPRII knockdown induces endothelial inflammation in a BMP-independent manner via mechanisms involving reactive oxygen species (ROS), NFκB, and NADPH oxidases. Further, BMPRII +/- ApoE -/- mice develop accelerated atherosclerosis compared to BMPRII +/+ ApoE -/- mice, suggesting loss of BMPRII may induce atherosclerosis. Interestingly, we found that multiple pro-atherogenic stimuli such as hypercholesterolemia, disturbed flow, pro-hypertensive angiotensin II, and pro-inflammatory cytokine, TNFα, downregulate BMPRII expression in endothelium, while anti-atherogenic stimuli such as stable flow and statin treatment upregulate its expression, both in vivo and in vitro . Moreover, we found that BMPRII expression is significantly diminished in human coronary advanced atherosclerotic lesions. These results suggest that BMPRII is a critical, anti-inflammatory and anti-atherogenic protein that is commonly targeted by multiple pro- and anti-atherogenic factors. BMPRII could be used as a novel diagnostic and therapeutic target in atherosclerosis.

The role of 5-HT7 receptors on isoproterenol-induced myocardial infarction in rats with high-fat diet exacerbated coronary endothelial dysfunction

2020 ◽  
Vol 39 (8) ◽  
pp. 1005-1018 ◽  
Author(s):  
I Cinar ◽  
Z Halici ◽  
B Dincer ◽  
B Sirin ◽  
E Cadirci
Keyword(s):  
Myocardial Infarction ◽  
Endothelial Dysfunction ◽  
High Fat Diet ◽  
Density Lipoprotein ◽  
Heart Tissue ◽  
High Fat ◽  
Inflammatory Status

The presence of 5-HT7r’s in both human and rat cardiovascular and immune tissues and their contribution to inflammatory conditions prompted us to hypothesize that these receptors contribute in acute myocardial infarction (MI) with underlying chronic endothelial dysfunction. We investigated the role of 5-HT7 receptors on heart tissue that damaged by isoproterenol (ISO)-induced MI in rats with high-fat diet (HFD). In vitro and in vivo effects of 5-HT7r agonist (LP44) and antagonist (SB269970) have been investigated on the H9C2 cell line and rats, respectively. For in vivo analyses, rats were fed with HFD for 8 weeks and after this period ISO-induced MI model has been applied to rat. To investigate the role of 5-HT7r’s, two different doses of LP44 and SB269970 were evaluated and compared with standard hypolipidemic agent, atorvastatin. In vitro studies showed that LP44 has protective and proliferative effects on rat cardiomyocytes. Also in in vivo studies stimulating 5-HT7r’s by LP44 improved blood lipid profile (decreased total cholesterol, low-density lipoprotein-C, and triglyceride, increased high-density lipoprotein), decreased cardiac damage markers (creatine kinase and troponin-I), and corrected inflammatory status (tumor necrosis factor-α, interleukin-6). Our results showed significant improvement in LP44 administered rats in terms of histopathologic analyses. In damaged tissues, 5-HT7 mRNA expression increased and agonist administration decreased this elevation significantly. We determined for the first time that 5-HT7r’s are overexpressed in ISO-induced MI of rats with underlying HFD-induced endothelial dysfunction. Restoration of this overexpression by LP44, a 5-HT7r agonist, ameliorated heart tissue in physiopathologic, enzymatic, and molecular level, showing the cardiac role of these receptors and suggesting them as future potential therapeutic targets.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document