Mechanistic insights of Cucumis melo L. seeds for gastrointestinal muscle spasms through calcium signaling pathway–related gene regulation networks in WGCNA and in vitro, in vivo studies

Background: In addition to the nutritional benefits of Cucumis melo L., herbalists in Pakistan and India employ seeds to treat various ailments. This study aimed to determine the regulatory role of C. melo seeds in calciummediated smooth muscle contraction. Methods: We identified and quantified the phytochemicals of C. melo with LC ESI–MS/MS and HPLC, then conducted in vitro and in vivo tests to confirm the involvement in smooth muscle relaxation. Then, diarrheapredominant irritable bowel syndrome gene datasets from NCBI GEO were acquired, DEGs and WGCNA followed by functional enrichment analysis. Next, molecular docking of key genes was performed. Results: The quantification of C. melo seeds revealed concentrations of rutin, kaempferol, and quercetin were 702.38 μg/g, 686.29 μg/g, and 658.41 μg/g, respectively. In vitro experiments revealed that C. melo seeds had a dose-dependent relaxant effect for potassium chloride (80 mM)–induced spastic contraction and exhibited calcium antagonistic response in calcium dose-response curves. In in vivo studies, Cm.EtOH exhibited antidiarrheal, antiperistaltic, and antisecretory effects. The functional enrichment of WGCNA and DEGs IBS-associated pathogenic genes, including those involved in calcium-mediated signaling, MAPK cascade, and inflammatory responses. MAPK1 and PIK3CG were identified as key genes with greater binding affinity with rutin, quercitrin, and kaempferol in molecular docking. Conclusions: The bronchodilator and antidiarrheal effects of C. melo were produced by altering the regulatory genes of calcium-mediated smooth contractionUniversidade de Vigo/CISU

Pathogenic mis-splicing of CPEB4 in schizophrenia

Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de Lectura: 03-03-2023La esquizofrenia (SCZ) resulta de una interacción compleja de riesgo poligénico y factores ambientales, que, en conjunto, podrían alterar ciertos reguladores de la expresión génica, y, por tanto, inducir una expresión anómala de múltiples genes de riesgo de SCZ. La familia CPEB de proteínas de unión a ARN (CPEB1, CPEB2, CPEB3, CPEB4) regula la traducción de ARNs diana que portan secuencias CPE en su 3'UTR (aproximadamente el 40 % de los genes totales). Anteriormente, en nuestro laboratorio identificamos a CPEB4 como un regulador traduccional desregulado clave en el trastorno del espectro autista (ASD), pues vimos que su microexón neuronal específico (exón 4) está menos incluido en los cerebros de los pacientes con ASD, lo que conduce a una subexpresión concertada de una plétora de genes de riesgo de ASD. Dado que hay muchos mecanismos genéticos y patogénicos compartidos entre SCZ y ASD, pensamos que un splicing incorrecto de CPEB4 también podría estar ocurriendo en pacientes con SCZ, lo cual llevaría a una expresión cerebral alterada de múltiples genes relacionados con SCZ. En el presente estudio, primero analizamos los datos de GWAS del Psychiatric Genomics Consortium y encontramos un enriquecimiento significativo de los genes asociados a SCZ entre los transcritos regulados por CPEB4. También encontramos una disminución de la inclusión del microexón CPEB4 en la corteza prefrontal post-mortem de los probandos SCZ. Este incorrecto splicing se asocia con niveles reducidos de proteína de genes asociados a SCZ que son diana de CPEB4. Curiosamente, esto sucede específicamente en personas con baja exposición a medicación con antipsicóticos. Finalmente, mostramos que una sobreexpresión leve del transcrito de CPEB4 que carece del exón 4 (CPEB4Δ4) en ratones es suficiente para inducir una disminución de los niveles de proteína de genes SCZ que son diana de CPEB4; estos ratones también mostraban comportamientos vinculados a SCZ. En resumen, este estudio identifica el splicing aberrante de CPEB4 y la consiguiente expresión anómala de múltiples genes de riesgo SCZ, como un nuevo mecanismo etiológico en SC