Low-level laser therapy (808 nm) contributes to muscle regeneration and prevents fibrosis in rat tibialis anterior muscle after cryolesion

Muscle regeneration is a complex phenomenon, involving replacement of damaged fibers by new muscle fibers. During this process, there is a tendency to form scar tissue or fibrosis by deposition of collagen that could be detrimental to muscle function. New therapies that could regulate fibrosis and favor muscle regeneration would be important for physical therapy. Low-level laser therapy (LLLT) has been studied for clinical treatment of skeletal muscle injuries and disorders, even though the molecular and cellular mechanisms have not yet been clarified. The aim of this study was to evaluate the effects of LLLT on molecular markers involved in muscle fibrosis and regeneration after cryolesion of the tibialis anterior (TA) muscle in rats. Sixty Wistar rats were randomly divided into three groups: control, injured TA muscle without LLLT, injured TA muscle treated with LLLT. The injured region was irradiated daily for four consecutive days, starting immediately after the lesion using an AlGaAs laser (808 nm, 30 mW, 180 J/cm[superscript 2]; 3.8 W/cm[superscript 2], 1.4 J). The animals were sacrificed on the fourth day after injury. LLLT significantly reduced the lesion percentage area in the injured muscle (p < 0.05), increased mRNA levels of the transcription factors MyoD and myogenin (p < 0.01) and the pro-angiogenic vascular endothelial growth factor (p < 0.01). Moreover, LLLT decreased the expression of the profibrotic transforming growth factor TGF-β mRNA (p < 0.01) and reduced type I collagen deposition (p < 0.01). These results suggest that LLLT could be an effective therapeutic approach for promoting skeletal muscle regeneration while preventing tissue fibrosis after muscle injury.National Institutes of Health (U.S.) (grant R01AI050875)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorConselho Nacional de Pesquisas (Brazil)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paul

Volume replacement with saline solutions during pancreatitis in rats and the hepatic profiles of apoptotic proteins and heat-shock proteins

OBJETIVO: A falência hepática é uma consequência da inflamação sistêmica após pancreatite aguda. Avaliou-se o efeito da reposição volêmica com soluções salinas fisiológicas ou hipertônica na produção hepática de citocinas e na expressão de proteínas ativadas por choque térmico e proteínas ligadas à apoptose durante a pancreatite aguda. MÉTODOS: Ratos Wistar foram divididos em quatro grupos: C - animais controles não submetidos à lesão e nem ao tratamento; NT - animais submetidos à indução de pancreatite aguda e não tratados; SN - animais submetidos à indução de pancreatite aguda e tratados com solução salina normal (NaCl 0,9%); SH - animais submetidos à pancreatite aguda e tratados com solução salina hipertônica (NaCl 7,5%). A pancreatite aguda foi induzida por infusão retrógrada transduodenal de taurocolato de sódio 2,5% no ducto pancreático. Após 4, 12 e 24 horas da indução da pancreatite aguda, analisaram-se, no fígado, TNF-&#945;, IL-1&#946;, IL-6 e IL-10, caspase-2, caspase-7, APAF-1, AIF, HSP60 e HSP90. RESULTADOS: A caspase-2 diminuiu nos grupos SN e SH (p<0,05 versus C) após 12 horas. APAF-1, AIF e HSP90 permaneceram inalterados. Após 4 horas da indução, a capsase-7 aumentou no grupo NT (p<0,01 versus C), embora se mantendo em níveis basais nos grupos reperfundidos. A HSP60 aumentou em todos os grupos após 4 horas (p<0,001 versus C). No entanto, o grupo SH mostrou menor expressão de HSP60 que o grupo SN (p<0,05). A solução salina hipertônica manteve a produção de citocinas em níveis normais. A reperfusão com volume com solução salina normal ou hipertônica, modulou significativamente a expressão de caspase-7. CONCLUSÃO: A reposição volêmica com solução salina normal ou hipertônica foi efetiva em reduzir a caspase-7. Entretanto, somente a solução salina hipertônica foi capaz de regular a produção de citocinas e a expressão de HSP60 em todos os momentos analisados

Analysis of splice variants of the human protein disulfide isomerase (P4HB) gene

Background: Protein Disulfide Isomerases are thiol oxidoreductase chaperones from thioredoxin superfamily with crucial roles in endoplasmic reticulum proteostasis, implicated in many diseases. The family prototype PDIA1 is also involved in vascular redox cell signaling. PDIA1 is coded by the P4HB gene. While forced changes in P4HB gene expression promote physiological effects, little is known about endogenous P4HB gene regulation and, in particular, gene modulation by alternative splicing. This study addressed the P4HB splice variant landscape. Results: Ten protein coding sequences (Ensembl) of the P4HB gene originating from alternative splicing were characterized. Structural features suggest that except for P4HB-021, other splice variants are unlikely to exert thiol isomerase activity at the endoplasmic reticulum. Extensive analyses using FANTOM5, ENCODE Consortium and GTEx project databases as RNA-seq data sources were performed. These indicated widespread expression but significant variability in the degree of isoform expression among distinct tissues and even among distinct locations of the same cell, e.g., vascular smooth muscle cells from different origins. P4HB-02, P4HB-027 and P4HB-021 were relatively more expressed across each database, the latter particularly in vascular smooth muscle. Expression of such variants was validated by qRT-PCR in some cell types. The most consistently expressed splice variant was P4HB-021 in human mammary artery vascular smooth muscle which, together with canonical P4HB gene, had its expression enhanced by serum starvation. Conclusions: Our study details the splice variant landscape of the P4HB gene, indicating their potential role to diversify the functional reach of this crucial gene. P4HB-021 splice variant deserves further investigation in vascular smooth muscle cells

Effect of the hypertonic solution (HS) in the expression of heat shock proteins (HSPs) and metalloproteinases activity (MMPs) in the lung in experimental pancreatitis

A lesão pulmonar é determinante da morbi-mortalidade na pancreatite aguda (PA). Neutrófilos (PMN) e mediadores inflamatórios são responsáveis pelo desenvolvimento da lesão. A solução hipertônica modula a reposta inflamatória tendo como resultante um efeito imunomodulatório capaz de prevenir a lesão tecidual. Neste trabalho, investigamos os efeitos da solução hipertônica sobre os níveis de HSPs, MMPs e citocinas no tecido pulmonar, bem como, o mecanismo envolvido em sua regulação. Ratos machos Wistar foram submetidos a pancreatite pela injeção retrógrada de 1 ml/Kg de taurocolato de sódio 2,5%. Os animais foram randomizados em 4 grupos: 1) controle: não foi submetido a qualquer procedimento; 2) pancreatite sem tratamento (ST); 3) pancreatite e tratamento com solução fisiológica (SF); 4) pancreatite e tratamento com solução hipertônica (SH). Os animais dos grupos 3 e 4 tiveram a veia jugular cateterizada e receberam infusão de solução hipertônica ou fisiológica 1 hora após a indução de pancreatite. Os animais com PA foram sacrificados após 4, 12 e 24 horas. Os pulmões foram processados e submetidos a histologia com HE e dosagem de mieloperoxidase (MPO) para quantificação do infiltrado de neutrófilos. A produção e atividade das MMPs 2 e 9 foi analisada por zimografia. Western Blotting foi utilizado na detecção das HSPs 60, 70 e 90. As alterações na expressão gênica foram analisadas por RTPCR. Os níveis de peroxidação lipidica dosados por TBARs. A concentração de citocinas foi medida por ELISA. A reposição volêmica com SHT diminui o infiltrado inflamatório (PMN) 12 horas após a indução da PA. Concomitante a redução dos PMNs vimos a queda na atividade e expressão da MMP-9 e aumento da expressão protéica de HSP70 no tecido pulmonar. Tardiamente, 24 horas, o grupo tratado com SHT mostrou aumento na produção de IL-10, uma citocina anti-inflamatória. A SHT modula a resposta inflamatória, promovendo proteção ao tecido pulmonar contra os efeitos deletérios decorrentes da PA. Seus efeitos benéficos envolvem alterações celulares e moleculares que levam à redução da lesão tecidual.Acute Pancreatitis (AP) is an inflammatory process of the pancreas with variable involvement of other organs and systems. The lungs are the most common distant organs affected by severe acute pancreatitis. The immunomodulatory effects of hypertonic solution (HS) provide potential strategies to attenuate inappropriate inflammatory reactions. This study tested the hypothesis that administration of HS modulates the development of lung injury in pancreatitis model. HS resuscitation results in a significant attenuation of lung injury following AP by modulate MMP 2 and 9 activity and protected tissue by increased HSPs 70 and 90 expression

Effect of the hypertonic solution (HS) in the expression of heat shock proteins (HSPs) and metalloproteinases activity (MMPs) in the lung in experimental pancreatitis

A lesão pulmonar é determinante da morbi-mortalidade na pancreatite aguda (PA). Neutrófilos (PMN) e mediadores inflamatórios são responsáveis pelo desenvolvimento da lesão. A solução hipertônica modula a reposta inflamatória tendo como resultante um efeito imunomodulatório capaz de prevenir a lesão tecidual. Neste trabalho, investigamos os efeitos da solução hipertônica sobre os níveis de HSPs, MMPs e citocinas no tecido pulmonar, bem como, o mecanismo envolvido em sua regulação. Ratos machos Wistar foram submetidos a pancreatite pela injeção retrógrada de 1 ml/Kg de taurocolato de sódio 2,5%. Os animais foram randomizados em 4 grupos: 1) controle: não foi submetido a qualquer procedimento; 2) pancreatite sem tratamento (ST); 3) pancreatite e tratamento com solução fisiológica (SF); 4) pancreatite e tratamento com solução hipertônica (SH). Os animais dos grupos 3 e 4 tiveram a veia jugular cateterizada e receberam infusão de solução hipertônica ou fisiológica 1 hora após a indução de pancreatite. Os animais com PA foram sacrificados após 4, 12 e 24 horas. Os pulmões foram processados e submetidos a histologia com HE e dosagem de mieloperoxidase (MPO) para quantificação do infiltrado de neutrófilos. A produção e atividade das MMPs 2 e 9 foi analisada por zimografia. Western Blotting foi utilizado na detecção das HSPs 60, 70 e 90. As alterações na expressão gênica foram analisadas por RTPCR. Os níveis de peroxidação lipidica dosados por TBARs. A concentração de citocinas foi medida por ELISA. A reposição volêmica com SHT diminui o infiltrado inflamatório (PMN) 12 horas após a indução da PA. Concomitante a redução dos PMNs vimos a queda na atividade e expressão da MMP-9 e aumento da expressão protéica de HSP70 no tecido pulmonar. Tardiamente, 24 horas, o grupo tratado com SHT mostrou aumento na produção de IL-10, uma citocina anti-inflamatória. A SHT modula a resposta inflamatória, promovendo proteção ao tecido pulmonar contra os efeitos deletérios decorrentes da PA. Seus efeitos benéficos envolvem alterações celulares e moleculares que levam à redução da lesão tecidual.Acute Pancreatitis (AP) is an inflammatory process of the pancreas with variable involvement of other organs and systems. The lungs are the most common distant organs affected by severe acute pancreatitis. The immunomodulatory effects of hypertonic solution (HS) provide potential strategies to attenuate inappropriate inflammatory reactions. This study tested the hypothesis that administration of HS modulates the development of lung injury in pancreatitis model. HS resuscitation results in a significant attenuation of lung injury following AP by modulate MMP 2 and 9 activity and protected tissue by increased HSPs 70 and 90 expression

Ethyl-pyruvate reduces lung injury matrix metalloproteinases and cytokines and improves survival in experimental model of severe acute pancreatitis

PURPOSE: To investigate if the ethyl-pyruvate solution could reduce mortality in AP and/or diminish the acute lung injury. METHODS: Forty male rats, weighing between 270 to 330 grams were operated. An experimental model of severe AP by injection of 0.1ml/100g of 2.5% sodium taurocholate into the bilio-pancreatic duct was utilized. The rats were divided into two groups of ten animals each: CT - control (treatment with 50ml/kg of Ringer's solution, intraperitoneal) and EP (treatment with 50ml/kg of Ringer ethyl- pyruvate solution, intra-peritoneal), three hours following AP induction. After six hours, a new infusion of the treatment solution was performed in each group. Two hours later, the animals were killed and the pulmonary parenchyma was resected for biomolecular analysis, consisting of: interleukin, myeloperoxidase, MDA, nitric oxide, metalloproteinases and heat shock protein. In the second part of the experiment, another, 20 rats were randomly divided into EP and CT groups, in order to evaluate a survival comparison between the two groups. RESULTS: There were no significant differences in IL-1B,IL-10, MMP-9, HSP70, nitric oxide, MPO, MDA (lipidic peroxidation) concerning both groups. The levels of IL-6 were significantly diminished in the EP group. Furthermore, the MMP-2 levels were also reduced in the EP group (p<0.05). The animals from the EP treatment groups had improved survival, when compared to control group (p<0.05). CONCLUSION: The ethyl-pyruvate diminishes acute lung injury inflammatory response in acute pancreatitis and ameliorates survival when compared to control group, in the experimental model of necrotizing acute pancreatitis

Exploring the Influence of Zinc Ions on the Conformational Stability and Activity of Protein Disulfide Isomerase

The interplay between metal ion binding and the activity of thiol proteins, particularly within the protein disulfide isomerase family, remains an area of active investigation due to the critical role that these proteins play in many vital processes. This research investigates the interaction between recombinant human PDIA1 and zinc ions, focusing on the subsequent implications for PDIA1’s conformational stability and enzymatic activity. Employing isothermal titration calorimetry and differential scanning calorimetry, we systematically compared the zinc binding capabilities of both oxidized and reduced forms of PDIA1 and assessed the structural consequences of this interaction. Our results demonstrate that PDIA1 can bind zinc both in reduced and oxidized states, but with significantly different stoichiometry and more pronounced conformational effects in the reduced form of PDIA1. Furthermore, zinc binding was observed to inhibit the catalytic activity of reduced-PDIA1, likely due to induced alterations in its conformation. These findings unveil a potential regulatory mechanism in PDIA1, wherein metal ion binding under reductive conditions modulates its activity. Our study highlights the potential role of zinc in regulating the catalytic function of PDIA1 through conformational modulation, suggesting a nuanced interplay between metal binding and protein stability in the broader context of cellular redox regulation