Analysis of single nucleotide polymorphisms (SNPs) has been and will be increasingly utilized in various genetic disciplines, particularly in studying genetic determinants of complex diseases. Such studies will be facilitated by rapid, simple, low cost and high throughput methodologies for SNP genotyping. One such method is reported here, named tetra-primer ARMS-PCR, which employs two primer pairs to amplify, respectively, the two different alleles of a SNP in a single PCR reaction. A computer program for designing primers was developed. Tetra-primer ARMS-PCR was combined with microplate array diagonal gel electrophoresis, gaining the advantage of high throughput for gel-based resolution of tetra-primer ARMS-PCR products. The technique was applied to analyse a number of SNPs and the results were completely consistent with those from an independent method, restriction fragment length polymorphism analysis.

Coronary artery disease (CAD) has substantial heritability and a polygenic architecture. However, the potential of genomic risk scores to help predict CAD outcomes has not been evaluated comprehensively, because available studies have involved limited genomic scope and limited sample sizes. This study sought to construct a genomic risk score for CAD and to estimate its potential as a screening tool for primary prevention. Using a meta-analytic approach to combine large-scale, genome-wide, and targeted genetic association data, we developed a new genomic risk score for CAD (metaGRS) consisting of 1.7 million genetic variants. We externally tested metaGRS, both by itself and in combination with available data on conventional risk factors, in 22,242 CAD cases and 460,387 noncases from the UK Biobank. The hazard ratio (HR) for CAD was 1.71 (95% confidence interval [CI]: 1.68 to 1.73) per SD increase in metaGRS, an association larger than any other externally tested genetic risk score previously published. The metaGRS stratified individuals into significantly different life course trajectories of CAD risk, with those in the top 20% of metaGRS distribution having an HR of 4.17 (95% CI: 3.97 to 4.38) compared with those in the bottom 20%. The corresponding HR was 2.83 (95% CI: 2.61 to 3.07) among individuals on lipid-lowering or antihypertensive medications. The metaGRS had a higher C-index (C = 0.623; 95% CI: 0.615 to 0.631) for incident CAD than any of 6 conventional factors (smoking, diabetes, hypertension, body mass index, self-reported high cholesterol, and family history). For men in the top 20% of metaGRS with >2 conventional factors, 10% cumulative risk of CAD was reached by 48 years of age. The genomic score developed and evaluated here substantially advances the concept of using genomic information to stratify individuals with different trajectories of CAD risk and highlights the potential for genomic screening in early life to complement conventional risk prediction.

Background —Gelatinase B , a matrix metalloproteinase that has proteolytic activity against connective tissue proteins, has been suggested to be important in the connective tissue remodeling processes associated with atherogenesis and plaque rupture. This study tested the hypothesis that sequence variation in the promoter region of the gelatinase B gene influences its expression, predisposing individuals carrying certain genetic variants to more severe atherosclerosis. Methods and Results —Single-strand conformation polymorphism analysis was carried out to search the promoter region of the gene encoding gelatinase B for naturally occurring genetic variation. As a result, an unreported common polymorphism was detected, which arose from a cytosine (C) to thymidine (T) transition at position −1562 relative to the start of transcription. Transient transfection experiments and DNA-protein interaction assays indicated that the T allele had a higher promoter activity than the C allele, which appeared to be due to preferential binding of a putative transcription repressor protein to the C allelic promoter. A sample of 584 male patients with myocardial infarction and 645 age-matched male healthy control subjects were genotyped. The allele frequencies were not significantly different between the cases and control subjects. However, in 374 patients with available angiographic data, 26% of those carrying 1 or 2 copies of the T allele had >50% stenosis in 3 coronary arteries, whereas only 15% of C/C homozygotes had triple-vessel disease. Conclusions —These data suggest that this functional genetic variation influences gelatinase B gene promoter activity in an allele-specific manner and has an effect on atherosclerotic phenotype.

There is a common polymorphism in the promoter sequence of the human stromelysin-1 gene, with one allele having a run of six adenosines (6A) and the other five adenosines (5A). We have previously reported, in a 3-year follow-up study of patients with coronary atherosclerosis, that those patients who are homozygous for the 6A allele show a more rapid progression of the disease. In this study, we have investigated whether the 5A/6A promoter polymorphism plays a role in the regulation of stromelysin-1 gene expression. In transient transfection experiments, a stromelysin-1 promoter construct with 6A at the polymorphic site was found to express less of the chloramphenicol acetyltransferase reporter gene than a construct containing 5A. Electrophoretic mobility shift assay and DNase I footprinting revealed the interaction of one or more nuclear protein(s) with the DNA sequence at the 5A/6A polymorphic site. The binding of one of the nucleoprotein factors was more readily detectable with an oligonucleotide probe corresponding to the 6A allele as compared with a probe corresponding to the 5A allele. Replacing the core binding sequence with a random DNA sequence abolished the interaction between the nuclear protein(s) and the probe and also increased reporter gene expression in transiently transfected cells. Thus, the common 5A/6A polymorphism of the human stromelysin-1 promoter appears to play an important role in regulating stromelysin-1 gene expression and may be involved in the progression of coronary heart disease.

Drug resistance is common in triple-negative breast cancer (TNBC) therapy. To identify a method to overcome chemotherapy resistance in TNBC cells, an siRNA targeting the AXL gene (siAXL), which can overcome drug resistance, was used in this study. A nanodelivery system was constructed to co-deliver siAXL and paclitaxel (PTX).

Abstract A significant portion of the RNA produced from the human genome consists of long non-coding RNAs (lncRNAs). These molecules tend to have lower levels of expression, are more specific to certain tissues, and show greater variation in expression between individuals compared to protein-coding messenger RNAs (mRNAs). LncRNAs have been linked with regulatory roles in gene expression and genome architecture. There is growing evidence that lncRNAs play important roles in many biological processes and diseases, and a number of lncRNAs have been identified as potential therapeutic targets. Here, we report the identification and characterization of the lncRNA landscape of vascular smooth muscle cells (VSMC). We used an ensemble of bioinformatics tools to identify 329 novel lncRNAs from a large VSMC RNA-Seq dataset. We found that majority of the novel lncRNAs are natural antisense transcripts of protein-coding genes. In addition, we predicted cellular localization and potential miRNAs that targets the novel lncRNAs and found that most localize in the cytoplasm and that miRNA target site ranged from 2-889 sites on each novel lncRNA. Furthermore, we identified co-expressed lncRNAs that correlate with the proliferation, migration and apoptosis of vascular smooth muscle cells. These results suggest that we have identified a diverse set of previously unknown lncRNAs that may be involved in important regulatory pathways in vascular smooth muscle cells.

Aberrant vascular smooth muscle cell (VSMC) homeostasis and proliferation characterize vascular diseases causing heart attack and stroke. Here we elucidate molecular determinants governing VSMC proliferation by reconstructing gene regulatory networks from single-cell transcriptomics and epigenetic profiling. We detect widespread activation of enhancers at disease-relevant loci in proliferation-predisposed VSMCs. We compared gene regulatory network rewiring between injury-responsive and nonresponsive VSMCs, which suggested shared transcription factors but differing target loci between VSMC states. Through in silico perturbation analysis, we identified and prioritized previously unrecognized regulators of proliferation, including RUNX1 and TIMP1. Moreover, we showed that the pioneer transcription factor RUNX1 increased VSMC responsiveness and that TIMP1 feeds back to promote VSMC proliferation through CD74-mediated STAT3 signaling. Both RUNX1 and the TIMP1-CD74 axis were expressed in human VSMCs, showing low levels in normal arteries and increased expression in disease, suggesting clinical relevance and potential as vascular disease targets.

Abstract Glucagon-like peptide 1 (GLP-1) improves angiogenesis, but the mechanism remains unclear. To address this question, we conducted a metabolomics analysis in bone marrow-derived endothelial progenitor cells (EPCs) isolated from T1DM mice treated with or without GLP-1(32-36) amide, an end-product of GLP-1. GLP-1(32-36) treatment recovered glycolysis. In addition, GLP-1(32-36) treatment rescued diabetic ischemic lower limbs and EPCs dysfunction by regulating PFKFB3-driven glycolytic flux capacity and mitochondrial dynamics. The effects of GLP-1(32-36) were abolished in mice lacking a functional GLP-1 receptor ( Glp1r -/- ), which could be partially rescued in EPCs transiently expressing GLP-1R. GLP-1(32-36) treatment activated the eNOS/cGMP/PKG pathway, increased glycolysis, and enhanced EPCs angiogenesis. Taken together, these findings suggest that GLP-1(32-36) could be used as a monotherapy or add-on therapy with existing treatments for DPAD. Graphical abstract

Abstract Vascular smooth muscle cell (VSMC) proliferation, migration, and apoptosis play important roles in many physiological processes and pathological conditions. To identify genetic influences on VSMC behavior, we measured these traits and undertook genome-wide association studies in primary umbilical artery-derived VSMCs from >2000 individuals. Although there were no genome-wide significant associations for VSMC proliferation or migration, genetic variants at two genomic loci (7p15.3 and 7q32.3) showed highly significant associations with VSMC apoptosis ( P = 1.95 × 10 −13 and P = 7.47 × 10 −9 , respectively). The lead variant at the 7p51.3 locus was associated with increased expression of the GSDME and PALS2 genes in VSMCs. Knockdown of GSDME or PALS2 in VSMCs attenuated apoptotic cell death. A protein co-immunoprecipitation assay indicated that GSDME complexed with PALS2. PALS2 knockdown attenuated activated caspase-3 and GSDME fragmentation, whilst GSDME knockdown also reduced activated caspase-3. These findings provide new insights into the genetic regulation of VSMC apoptosis, with potential utility for therapeutic development.