nAChRs Mediate Human Embryonic Stem Cell-Derived Endothelial Cells: Proliferation, Apoptosis, and Angiogenesis

Many patients with ischemic heart disease have cardiovascular risk factors such as cigarette smoking. We tested the effect of nicotine (a key component of cigarette smoking) on the therapeutic effects of human embryonic stem cell-derived endothelial cells (hESC-ECs).To induce endothelial cell differentiation, undifferentiated hESCs (H9 line) underwent 4-day floating EB formation and 8-day outgrowth differentiation in EGM-2 media. After 12 days, CD31(+) cells (13.7+/-2.5%) were sorted by FACScan and maintained in EGM-2 media for further differentiation. After isolation, these hESC-ECs expressed endothelial specific markers such as vWF (96.3+/-1.4%), CD31 (97.2+/-2.5%), and VE-cadherin (93.7+/-2.8%), form vascular-like channels, and incorporated DiI-labeled acetylated low-density lipoprotein (DiI-Ac-LDL). Afterward, 5x10(6) hESC-ECs treated for 24 hours with nicotine (10(-8) M) or PBS (as control) were injected into the hearts of mice undergoing LAD ligation followed by administration for two weeks of vehicle or nicotine (100 microg/ml) in the drinking water. Surprisingly, bioluminescence imaging (BLI) showed significant improvement in the survival of transplanted hESC-ECs in the nicotine treated group at 6 weeks. Postmortem analysis confirmed increased presence of small capillaries in the infarcted zones. Finally, in vitro mechanistic analysis suggests activation of the MAPK and Akt pathways following activation of nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs).This study shows for the first time that short-term systemic administrations of low dose nicotine can improve the survival of transplanted hESC-ECs, and enhance their angiogenic effects in vivo. Furthermore, activation of nAChRs has anti-apoptotic, angiogenic, and proliferative effects through MAPK and Akt signaling pathways

New Insights into the Role of Ferroptosis in Cardiovascular Diseases

Cardiovascular diseases (CVDs) are the principal cause of disease burden and death worldwide. Ferroptosis is a new formof regulated cell deathmainly characterized by altered ironmetabolism, increased polyunsaturated fatty acid peroxidation by reactive oxygen species, depletion of glutathione and inactivation of glutathione peroxidase 4. Recently, a series of studies have indicated that ferroptosis is involved in the death of cardiac and vascular cells and has a key impact on the mechanisms leading to CVDs such as ischemic heart disease, ischemia/reperfusion injury, cardiomyopathies, and heart failure. In this article, we reviewed the molecular mechanism of ferroptosis and the current understanding of the pathophysiological role of ferroptosis in ischemic heart disease and in some cardiomyopathies. Moreover, the comprehension of the machinery governing ferroptosis in vascular cells and cardiomyocytes may provide new insights into preventive and therapeutic strategies in CVDs

Rôle et implication du courant sodique cardiaque dans la genèse de phénomènes arythmogéniques en conditions physiopathologiques

Le potentiel d’action cardiaque est un phénomène électrique finement régulé par des modifications du voltage membranaire engendré par l’ouverture de différents canaux ioniques (sodium, calcium, chlore et potassium) présents à la surface des cardiomyocytes. Les transferts d’ions, de part et d’autre de la membrane via ces canaux, génèrent des courants pouvant être mesurés par la technique de patch clamp. L’activité électrique cardiaque est donc la résultante d’un équilibre de différents flux d’ions qui peut également être modulé par les systèmes sympathique et parasympathique afin de permettre l’adaptation du rythme cardiaque. Le courant sodique (I[indice inférieur Na]) est responsable de l’initiation des potentiels d’action (PA) et module sa durée. Il joue donc un rôle prépondérant dans l’excitabilité cardiaque et la conduction de l’influx électrique. De par ce fait, une modification des propriétés biophysiques d’I[indice inférieur Na] lors de conditions physiopathologiques peut engendrer des troubles du rythme. I[indice inférieur Na] est divisé en phases rapide (I[indice inférieur Na] pic) et soutenue (I[indice inférieur NaL]) qui interviennent respectivement dans l’excitabilité et la durée d’un PA (phase de plateau). De plus, notre laboratoire a démontré que les canaux sodiques de types cardiaque ([indice inférieur Na]V1.5) et neuronaux (n[indice inférieur Na]Vs) contribuent à I[indice inférieur Na]. Chacun se différencie par leurs propriétés biophysiques, leurs contributions à I[indice inférieur Na] (pic et soutenu) ainsi qu’à leurs sensibilités à la tétrodotoxine (TTX). Nous avons étudié les effets précoces d’un diabète de type II, de l’exposition in-utero à la nicotine des nouveau-nés, de l’épilepsie et de l’ischémie sur les propriétés biophysiques du courant sodique cardiaque I[indice inférieur Na] responsable de l’impulsion électrique menant au battement cardiaque. Ces pathologies ont comme point commun l’apparition de troubles du rythme cardiaque tels que des bradycardies, des troubles de conduction menant parfois à des blocs auriculo-ventriculaires (BAV), des insuffisances cardiaques ou encore des problèmes d’excitabilité pouvant tous être reliés au courant sodique. Nos résultats montrent que toutes ces conditions physiopathologiques altèrent les propriétés du courant sodique en augmentant l’amplitude du courant I[indice inférieur Na] (diabète, exposition in-utero à la nicotine, épilepsie), l’excitabilité (diabètes, exposition in-utero à la nicotine, épilepsie) ou en augmentant le taux de participation des nNaVs à I[indice inférieur NaL] (épilepsie, ischémie). Nos données concordent avec la littérature et les observations cliniques et permettent d’expliquer en partie l’apparition de ces anomalies de troubles du rythme survenant chez les personnes atteintes de ces pathologies