Cardiovascular phenotype of mice lacking 3-mercaptopyruvate sulfurtransferase

Rationale: Hydrogen sulfide (H2S) is a physiological mediator that regulates cardiovascular homeostasis. Three major enzymes contribute to the generation of endogenously produced H2S, namely cystathionine γ-lyase (CSE), cystathionine β-synthase (CBS) and 3-mercaptopyruvate sulfurtransferase (3-MST). Although the biological roles of CSE and CBS have been extensively investigated in the cardiovascular system, very little is known about that of 3-MST. In the present study we determined the importance of 3-MST in the heart and blood vessels, using a genetic model with a global 3-MST deletion. Results: 3-MST is the most abundant transcript in the mouse heart, compared to CSE and CBS. 3-MST was mainly localized in smooth muscle cells and cardiomyocytes, where it was present in both the mitochondria and the cytosol. Levels of serum and cardiac H2S species were not altered in adult young (2–3 months old) 3-MST−/− mice compared to WT animals. No significant changes in the expression of CSE and CBS were observed. Additionally, 3-MST−/− mice had normal left ventricular structure and function, blood pressure and vascular reactivity. Interestingly, genetic ablation of 3-MST protected mice against myocardial ischemia reperfusion injury, and abolished the protection offered by ischemic pre- and post-conditioning. 3-MST−/− mice showed lower expression levels of thiosulfate sulfurtransferase, lower levels of cellular antioxidants and elevated basal levels of cardiac reactive oxygen species. In parallel, 3-MST−/− mice showed no significant alterations in endothelial NO synthase or downstream targets. Finally, in a separate cohort of older 3-MST−/− mice (18 months old), a hypertensive phenotype associated with cardiac hypertrophy and NO insufficiency was observed. Conclusions: Overall, genetic ablation of 3-MST impacts on the mouse cardiovascular system in an age-dependent manner. Loss of 3-MST exerts a cardioprotective role in young adult mice, while with aging it predisposes them to hypertension and cardiac hypertrophy

Phosphodiesterases S-sulfhydration contributes to human skeletal muscle function

The increase in intracellular calcium is influenced by cyclic nucleotides (cAMP and cGMP) content, which rating is governed by phosphodiesterases (PDEs) activity.Despite it has been demonstrated a beneficial effect of PDEs inhibitors in different pathological conditions involving SKM, not much is known on the role exerted by cAMP-cGMP/PDEs axis in human SKM contractility. Here, we show that Ssulfhydration of PDEs modulates human SKM contractility in physiological and pathological conditions. Having previously demonstrated that, in the rare human syndrome Malignant Hyperthermia (MH), there is an overproduction of hydrogen sulfide (H2S) within SKM contributing to hyper-contractility, here we have used MH negative diagnosed biopsies (MHN) as healthy SKM, and MH susceptible diagnosed biopsies (MHS) as a pathological model of SKM hypercontractility. The study has been performed on MHS and MHN human biopsies after diagnosis has been made and on primary SKM cells derived from both MHN and MHS biopsies. Our data demonstrate that in normal conditions PDEs are S-sulfhydrated in both quadriceps' biopsies and primary SKM cells. This post translational modification (PTM) negatively regulates PDEs activity with consequent increase of both cAMP and cGMP levels. In hypercontractile biopsies, due to an excessive H2S content, there is an enhanced Ssulfhydration of PDEs that further increases cyclic nucleotides levels contributing to SKM hyper-contractility. Thus, the identification of a new endogenous PTM modulating PDEs activity represents an advancement in SKM physiopathology understanding

Anomalous Kv 7 channel activity in human malignant hyperthermia syndrome unmasks a key role for H2 S and persulfidation in skeletal muscle.

BACKGROUND AND PURPOSE: Human malignant hyperthermia (MH) syndrome is induced by volatile anaesthetics and involves increased levels of cystathionine β-synthase (CBS)-derived H2 S within skeletal muscle. This increase contributes to skeletal muscle hypercontractility. Kv 7 channels, expressed in skeletal muscle, may be a molecular target for H2 S. Here, we have investigated the role of Kv 7 channels in MH. EXPERIMENTAL APPROACH: Skeletal muscle biopsies were obtained from MH-susceptible (MHS) and MH-negative (MHN) patients. Immunohistochemistry, RT-PCR, Western blot, and in vitro contracture test (IVCT) were carried out. Development and characterization of primary human skeletal muscle cells (PHSKMC) and evaluation of cell membrane potential were also performed. The persulfidation state of Kv 7 channels and polysulfide levels were measured. KEY RESULTS: Kv 7 channels were similarly expressed in MHN and MHS biopsies. The IVCT revealed an anomalous contractility of MHS biopsies following exposure to the Kv 7 channel opener retigabine. Incubation of negative biopsies with NaHS, prior to retigabine addition, led to an MHS-like positive response. MHS-derived PHSKMC challenged with retigabine showed a paradoxical depolarizing effect, compared with the canonical hyperpolarizing effect. CBS expression and activity were increased in MHS biopsies, resulting in a major polysulfide bioavailability. Persulfidation of Kv 7.4 channels was significantly higher in MHS than in MHN biopsies. CONCLUSIONS AND IMPLICATIONS: In skeletal muscle of MHS patients, CBS-derived H2 S induced persulfidation of Kv 7 channels. This post-translational modification switches the hyperpolarizing activity into depolarizing. This mechanism can contribute to the pathological skeletal muscle hypercontractility typical of MH syndrome

Endothelin-B Receptors and Left Ventricular Dysfunction after Regional versus Global Ischaemia-Reperfusion in Rat Hearts

Background. Endothelin-1 (ET-1) is implicated in left ventricular dysfunction after ischaemia-reperfusion. ETA and ETB receptors mediate diverse actions, but it is unknown whether these actions depend on ischaemia type and duration. We investigated the role of ETB receptors after four ischaemia-reperfusion protocols in isolated rat hearts. Methods. Left ventricular haemodynamic variables were measured in the Langendorff-perfused model after 40-and 20-minute regional or global ischaemia, followed by 30-minute reperfusion. Wild-type (n = 39) and ETB-deficient (n = 41) rats were compared. Infarct size was measured using fluorescent microspheres after regional ischaemia-reperfusion. Results. Left ventricular dysfunction was more prominent in ETBdeficient rats, particularly after regional ischaemia. Infarct size was smaller (P = 0.006) in wild-type (31.5 ± 4.4%) than ETBdeficient (45.0 ± 7.3%) rats after 40 minutes of regional ischaemia-reperfusion. Although the recovery of left ventricular function was poorer after 40-minute ischaemia-reperfusion, end-diastolic pressure in ETB-deficient rats was higher after 20 than after 40 minutes of regional ischaemia-reperfusion. Conclusion. ETB receptors exert cytoprotective effects in the rat heart, mainly after regional ischaemia-reperfusion. Longer periods of ischaemia suppress the recovery of left ventricular function after reperfusion, but the role of ETB receptors may be more important during the early phases

Cystathionine γ Lyase Sulfhydrates the RNA Binding Protein Human Antigen R to Preserve Endothelial Cell Function and Delay Atherogenesis

Hydrogen sulfide (H2S), generated by cystathionine γ lyase (CSE), is an important endogenous regulator of vascular function. The aim of the present study was to investigate the control and consequences of CSE activity in endothelial cells under physiological and proatherogenic conditions

Single cell sequencing reveals endothelial plasticity with transient mesenchymal activation after myocardial infarction.

Endothelial cells play a critical role in the adaptation of tissues to injury. Tissue ischemia induced by infarction leads to profound changes in endothelial cell functions and can induce transition to a mesenchymal state. Here we explore the kinetics and individual cellular responses of endothelial cells after myocardial infarction by using single cell RNA sequencing. This study demonstrates a time dependent switch in endothelial cell proliferation and inflammation associated with transient changes in metabolic gene signatures. Trajectory analysis reveals that the majority of endothelial cells 3 to 7 days after myocardial infarction acquire a transient state, characterized by mesenchymal gene expression, which returns to baseline 14 days after injury. Lineage tracing, using the Cdh5-CreERT2;mT/mG mice followed by single cell RNA sequencing, confirms the transient mesenchymal transition and reveals additional hypoxic and inflammatory signatures of endothelial cells during early and late states after injury. These data suggest that endothelial cells undergo a transient mes-enchymal activation concomitant with a metabolic adaptation within the first days after myocardial infarction but do not acquire a long-term mesenchymal fate. This mesenchymal activation may facilitate endothelial cell migration and clonal expansion to regenerate the vascular network

The endothelial-enriched lncRNA LINC00607 mediates angiogenic function

Long non-coding RNAs (lncRNAs) can act as regulatory RNAs which, by altering the expression of target genes, impact on the cellular phenotype and cardiovascular disease development. Endothelial lncRNAs and their vascular functions are largely undefined. Deep RNA-Seq and FANTOM5 CAGE analysis revealed the lncRNA LINC00607 to be highly enriched in human endothelial cells. LINC00607 was induced in response to hypoxia, arteriosclerosis regression in non-human primates, post-atherosclerotic cultured endothelial cells from patients and also in response to propranolol used to induce regression of human arteriovenous malformations. siRNA knockdown or CRISPR/Cas9 knockout of LINC00607 attenuated VEGF-A-induced angiogenic sprouting. LINC00607 knockout in endothelial cells also integrated less into newly formed vascular networks in an in vivo assay in SCID mice. Overexpression of LINC00607 in CRISPR knockout cells restored normal endothelial function. RNA- and ATAC-Seq after LINC00607 knockout revealed changes in the transcription of endothelial gene sets linked to the endothelial phenotype and in chromatin accessibility around ERG-binding sites. Mechanistically, LINC00607 interacted with the SWI/SNF chromatin remodeling protein BRG1. CRISPR/Cas9-mediated knockout of BRG1 in HUVEC followed by CUT&RUN revealed that BRG1 is required to secure a stable chromatin state, mainly on ERG-binding sites. In conclusion, LINC00607 is an endothelial-enriched lncRNA that maintains ERG target gene transcription by interacting with the chromatin remodeler BRG1 to ultimately mediate angiogenesis

Practical guidelines for rigor and reproducibility in preclinical and clinical studies on cardioprotection

The potential for ischemic preconditioning to reduce infarct size was first recognized more than 30 years ago. Despite extension of the concept to ischemic postconditioning and remote ischemic conditioning and literally thousands of experimental studies in various species and models which identified a multitude of signaling steps, so far there is only a single and very recent study, which has unequivocally translated cardioprotection to improved clinical outcome as the primary endpoint in patients. Many potential reasons for this disappointing lack of clinical translation of cardioprotection have been proposed, including lack of rigor and reproducibility in preclinical studies, and poor design and conduct of clinical trials. There is, however, universal agreement that robust preclinical data are a mandatory prerequisite to initiate a meaningful clinical trial. In this context, it is disconcerting that the CAESAR consortium (Consortium for preclinicAl assESsment of cARdioprotective therapies) in a highly standardized multi-center approach of preclinical studies identified only ischemic preconditioning, but not nitrite or sildenafil, when given as adjunct to reperfusion, to reduce infarct size. However, ischemic preconditioning—due to its very nature—can only be used in elective interventions, and not in acute myocardial infarction. Therefore, better strategies to identify robust and reproducible strategies of cardioprotection, which can subsequently be tested in clinical trials must be developed. We refer to the recent guidelines for experimental models of myocardial ischemia and infarction, and aim to provide now practical guidelines to ensure rigor and reproducibility in preclinical and clinical studies on cardioprotection. In line with the above guideline, we define rigor as standardized state-of-the-art design, conduct and reporting of a study, which is then a prerequisite for reproducibility, i.e. replication of results by another laboratory when performing exactly the same experiment

Editorial, n. 19, 2005

FORMAÇÃO PROFISSIONAL E DESAFIOS ATUAIS NO CAMPO DA INFORMAÇÃO O título deste editorial aponta para mais que uma constatação; ele relembra a pluralidade com que está constituído o campo da informação de que tratam como campo profissional e de investigação bibliotecários, arquivistas e cientistas da informação. A atualidade decorre da circunstância de que há um sentimento em processo de generalização de que quase não há mais tempo para olhar o passado, senão como referência do que não pode mais servir como fonte de inspiração ou fonte de onde se poderá extrair idéias instrumentalmente aplicáveis ao mundo contemporâneo, especialmente de uma contemporaneidade que se mede em não mais que uma década. Desse modo, um artigo que examina a literatura sobre formação profissional, concentra a sua análise em textos que foram majoritariamente produzidos nos cinco anos recentes. Explica-se, sobretudo, pelo fato do enfoque estar dando relevância às tecnologias da informação e tecnologia, sabemos todos, não está sendo tomada nos dias atuais apenas como uma moeda que promove a competição entre países, através de suas elites dirigentes (políticas e econômicas) e profissionais, mas, distorcidamente, está sendo levada à conta da razão da existência humana, sendo cada vez mais naturalizada. Por este motivo, um dos mais fortes desafios atuais no e ao campo da informação é incorporar em seu discurso e constante apreciação o trato ético da existência em sociedade e das relações que podem ser construídas nas interações entre homens e mulheres nesta contemporaneidade, sem perder de vista o futuro. Nesta edição, um artigo levanta parte das questões aí colocadas e, como trabalho intelectual, teve como base palestra realizada em 2004, por sua autora, em um Encontro dos Profissionais Bibliotecários do Estado de São Paulo, voltado para a discussão do tema. É um avanço? É a busca pela construção de uma resposta da qual os profissionais do campo da informação não podem se escusar? Talvez! Esse talvez se explica pelo fato de que aqueles mesmos bibliotecários, liderados pelo Conselho Regional de Biblioteconomia da 8ª Região, mantêm uma seqüência dessas reuniões, que prosseguirão por todo o ano de 2005. Também constitui desafio atual ao campo a modalidade de publicação periódica em meio eletrônico, do que esta revista Encontros Bibli é um dos canais tecnologicamente beneficiados e, porisso, está sendo analisada em seus aspectos intrínsecos e extrínsecos. Como análises de outros veículos no meio impresso oferecidas pela literatura, um estudo sobre um periódico publicado em meio eletrônico traz uma avaliação que contribuirá para alavancar e fortalecer o campo da informação, na razão direta em que fatores relacionados à autoria e produtividade também abrem questões que, mais adiante, apontarão para a avaliação da qualidade com que o campo da informação produz o seu discurso. Permite verificar com quem os autores do campo dialogam no universo uni, inter, multi e transdisciplinar e que matrizes importam e formulam para sustentar seu conhecimento explicativo e prático e, assim, a sua ciência e a sua tecnologia. É neste aspecto que o discurso plural se manifesta mais e mais e nesta edição vai estar representado por artigos que resultam do encontro intelectual de cientistas da informação e cientistas na computação, praticando, propondo e experimentando possíveis respostas que levam a possibilidades mais amplas de armazenamento e recuperação da informação. De outro lado, revelam também uma certa impossibilidade de geração desse conhecimento tecnológico insulado em um espaço particular de tratamento da informação ou em uma organização de pesquisa. Pesquisas aplicadas como revela um dos textos pode requerer, mais que iniciativa intelectual, a aproximação de instituições de ensino e pesquisa públicas e privadas. Vencer, no campo da informação, nos países em processo de desenvolvimento econômico, como o Brasil, o desafio do isolamento motivado pela origem institucional (público X privado), em prol da produção de saber puro e aplicado é uma das grandes possibilidades que o mundo atual aponta como um discurso que a formação do profissional deve reforçar. Os projetos pedagógicos e as práticas pedagógicas neste momento não responderão mais, de forma adequada, ao desenvolvimento sócio-econômico se não forem configurados e praticados como intervenções no campo das políticas. Por essa razão, a racionalidade de hoje requer que a ação socializadora da escola de preparação acadêmico-prática de profissionais da informação tome como afirmação que o seu trabalho se orienta por Projetos Político-Pedagógicos e, assim, procuram construir e difundir soluções contextualmente situadas. As ciências da Ciência da Informação não farão sentido para o futuro se não puderem ser caracterizadas como produtoras de conhecimento puro e aplicado que, de fato, tenham relação com o conxteto que lhes cobra respostas e ações e, portanto, com o agora e com o futuro. Contudo, e esse é o desafio maior, que fazer com o passado? Se o passado estiver estritamente referenciado nas tecnologias e, portanto, no conhecimento aplicado, poucos argumentos haverá para sustentá-lo mas se estiver apoiado em uma memória que explica o contexto de existência e os modos de agir e interagir humano, portanto, amparado pela compreensão histórica, psicológica, sociológica e política ele não poderá ser tomado simplesmente como o passado, posto que é ele que explica o sentido do mundo atual e das possibilidades de futuro. Neste sentido, conhecer Pierre Bourdier e sua teoria do campo e Norbert Elias e suas teorias processual e configuracional nos dará fundamento para entender que a formação de profissionais no atualmente desafiador campo da informação não pode ser vista de uma perspectiva relativa mas também não de uma perspectiva absoluta, na medida que deverá fluir em uma trajetória guiada pela existência humano-social. Neste número, os leitores ainda terão um documento que representa uma comunicação sintética das contribuições apresentadas em Seminário promovido pelo Departamento e Programa de Pós-Graduação em Ciência da Informação da UFSC no final do ano de 2004. E, pela primeira vez, com o propósito de disseminar o conhecimento produzido no Programa de Pós-Graduação em Ciência da Informação da UFSC, serão apresentados resumos de dissertações defendidas em seu Curso de Mestrado e, com isso, está sendo aberta a sessão Resumos de Dissertações. Desejando a todos os leitores e a todas as leitoras um bom proveito com o conteúdo desta edição, subscreve-se Prof. Francisco das Chagas de Souza – Editor [email protected] ou [email protected] Departamento de Ciência da Informação Programa de Pós-Graduação em Ciência da Informação Universidade Federal de Santa Catarina Brasil Florianópolis, Ilha de Santa Catarina, março de 2005. Enc. Bibli: R. Eletr. Bibliotecon. Ci. Inf., Florianópolis, n.19, 1º sem. 2005