Emerging evidence suggests that gut microbiota is critical in the maintenance of physiological homeostasis. This study was designed to test the hypothesis that dysbiosis in gut microbiota is associated with hypertension because genetic, environmental, and dietary factors profoundly influence both gut microbiota and blood pressure. Bacterial DNA from fecal samples of 2 rat models of hypertension and a small cohort of patients was used for bacterial genomic analysis. We observed a significant decrease in microbial richness, diversity, and evenness in the spontaneously hypertensive rat, in addition to an increased Firmicutes/Bacteroidetes ratio. These changes were accompanied by decreases in acetate- and butyrate-producing bacteria. In addition, the microbiota of a small cohort of human hypertensive patients was found to follow a similar dysbiotic pattern, as it was less rich and diverse than that of control subjects. Similar changes in gut microbiota were observed in the chronic angiotensin II infusion rat model, most notably decreased microbial richness and an increased Firmicutes/Bacteroidetes ratio. In this model, we evaluated the efficacy of oral minocycline in restoring gut microbiota. In addition to attenuating high blood pressure, minocycline was able to rebalance the dysbiotic hypertension gut microbiota by reducing the Firmicutes/Bacteroidetes ratio. These observations demonstrate that high blood pressure is associated with gut microbiota dysbiosis, both in animal and human hypertension. They suggest that dietary intervention to correct gut microbiota could be an innovative nutritional therapeutic strategy for hypertension.

Recent evidence indicates a link between gut pathology and microbiome with hypertension (HTN) in animal models. However, whether this association exists in humans is unknown. Thus, our objectives in the present study were to test the hypotheses that high blood pressure (BP) patients have distinct gut microbiomes and that gut–epithelial barrier function markers and microbiome composition could predict systolic BP (SBP). Fecal samples, analyzed by shotgun metagenomics, displayed taxonomic and functional changes, including altered butyrate production between patients with high BP and reference subjects. Significant increases in plasma of intestinal fatty acid binding protein (I-FABP), lipopolysaccharide (LPS), and augmented gut-targetting proinflammatory T helper 17 (Th17) cells in high BP patients demonstrated increased intestinal inflammation and permeability. Zonulin, a gut epithelial tight junction protein regulator, was markedly elevated, further supporting gut barrier dysfunction in high BP. Zonulin strongly correlated with SBP (R2 = 0.5301, P<0.0001). Two models predicting SBP were built using stepwise linear regression analysis of microbiome data and circulating markers of gut health, and validated in a separate cohort by prediction of SBP from zonulin in plasma (R2 = 0.4608, P<0.0001). The mouse model of HTN, chronic angiotensin II (Ang II) infusion, was used to confirm the effects of butyrate and gut barrier function on the cardiovascular system and BP. These results support our conclusion that intestinal barrier dysfunction and microbiome function are linked to HTN in humans. They suggest that manipulation of gut microbiome and its barrier functions could be the new therapeutic and diagnostic avenues for HTN.

Accumulating evidence indicates a key role of inflammation in hypertension and cardiovascular disorders. However, the role of inflammatory processes in neurogenic hypertension remains to be determined. Thus, our objective in the present study was to test the hypothesis that activation of microglial cells and the generation of proinflammatory cytokines in the paraventricular nucleus (PVN) contribute to neurogenic hypertension. Intracerebroventricular infusion of minocycline, an anti-inflammatory antibiotic, caused a significant attenuation of mean arterial pressure, cardiac hypertrophy, and plasma norepinephrine induced by chronic angiotensin II infusion. This was associated with decreases in the numbers of activated microglia and mRNAs for interleukin (IL) 1β, IL-6, and tumor necrosis factor-α, and an increase in the mRNA for IL-10 in the PVN. Overexpression of IL-10 induced by recombinant adenoassociated virus-mediated gene transfer in the PVN mimicked the antihypertensive effects of minocycline. Furthermore, acute application of a proinflammatory cytokine, IL-1β, into the left ventricle or the PVN in normal rats resulted in a significant increase in mean arterial pressure. Collectively, this indicates that angiotensin II induced hypertension involves activation of microglia and increases in proinflammatory cytokines in the PVN. These data have significant implications on the development of innovative therapeutic strategies for the control of neurogenic hypertension.

An activated vasoconstrictive, proliferative, and fibrotic axis of the renin angiotensin system (angiotensin-converting enzyme [ACE]/angiotensin [Ang]II/AngII type 1 receptor) has been implicated in the pathophysiology of pulmonary fibrosis (PF) and pulmonary hypertension (PH). The recent discovery of a counterregulatory axis of the renin angiotensin system composed of ACE2/Ang-(1-7)/Mas has led us to examine the role of this vasoprotective axis on such disorders.We hypothesized that Ang-(1-7) treatment would exert protective effects against PF and PH.Lentiviral packaged Ang-(1-7) fusion gene or ACE2 cDNA was intratracheally administered into the lungs of male Sprague Dawley rats. Two weeks after gene transfer, animals received bleomycin (2.5 mg/kg). In a subsequent study, animals were administered monocrotaline (MCT, 50 mg/kg).In the PF study, bleomycin administration resulted in a significant increase in right ventricular systolic pressure, which was associated with the development of right ventricular hypertrophy. The lungs of these animals also exhibited excessive collagen deposition, decreased expression of ACE and ACE2, increased mRNA levels for transforming growth factor β and other proinflammatory cytokines, and increased protein levels of the AT₁R. Overexpression of Ang-(1-7) significantly prevented all the above-mentioned pathophysiological conditions. Similar protective effects were also obtained with ACE2 overexpression. In the PH study, rats injected with MCT developed elevated right ventricular systolic pressure, right ventricular hypertrophy, right ventricular fibrosis, and pulmonary vascular remodeling, all of which were attenuated by Ang-(1-7) overexpression. Blockade of the Mas receptor abolished the beneficial effects of Ang-(1-7) against MCT-induced PH.Our observations demonstrate a cardiopulmonary protective role for the ACE2/Ang-(1-7)/Mas axis in the treatment of lung disorders.

Infantile hemangioma (IH) is the most common tumor in children and a paradigm for pathological vasculogenesis, angiogenesis and regression. Propranolol is the mainstay of treatment for IH. It inhibits hemangioma vessel formation via a β-adrenergic receptor independent off-target effect of its R(+) enantiomer on the endothelial specific transcription factor sex-determining region Y (SRY) box transcription factor 18 (SOX18). Transcriptomic profiling of patient-derived hemangioma stem cells uncovered the mevalonate pathway (MVP) as a target of R(+) propranolol. Loss of SOX18 function confirmed R(+) propranolol mode of action on the MVP. Functional validation in preclinical IH models revealed that statins - targeting the MVP - are potent inhibitors of hemangioma vessel formation. We propose a novel SOX18-MVP-axis as a central regulator of IH pathogenesis and suggest statin repurposing to treat IH. Our findings reveal novel pleiotropic effects of beta-blockers and statins acting on the SOX18-MVP axis to disable an endothelial specific program in IH, which may impact other scenarios involving pathological vasculogenesis and angiogenesis.

The number, position, and configuration of double bonds in lipid acyl chains affects membrane packing, fluidity, and recruitment of signalling proteins. Studies on mammalian sphingolipids have focused on those with a saturated sphinganine or mono-unsaturated sphingosine long chain base. Sphingolipids with a di-unsaturated sphingadiene base have been reported but are poorly characterised. Employing high-resolution untargeted mass spectrometry, we observed marked accumulation of lipids containing a sphingadiene base, but not those with a more common sphingosine backbone, in the hippocampus of mice lacking the metabolic enzyme sphingosine kinase 2 (SphK2). Applying ultraviolet photodissociation tandem mass spectrometry (UVPD-MS/MS) the double bonds were confidently assigned to the C4-C5 and C14-C15 positions of the sphingoid base. Sphingosine kinases are involved in lysosomal catabolism of all sphingolipids, producing sphingoid base phosphates that are irreversibly degraded by sphingosine 1-phosphate lyase. Both SphK1 and SphK2 phosphorylated sphinga-4,14-diene as efficiently as sphingosine, however deuterated tracer experiments demonstrated that ceramides with a sphingosine base are more rapidly metabolised in cultured cells than those with a sphingadiene base. SphK2 silencing significantly impeded the catabolism of both sphingosine- and sphingadiene-based sphingolipids. Since SphK2 is the dominant sphingosine kinase in brain, we propose that accumulation of sphingadiene lipids in SphK2-deficient brains results from the intrinsically slower catabolism of sphingadiene lipids, combined with a bottleneck in the catabolic pathway created by the absence of SphK2. We speculate that accumulation of these lipids in the absence of SphK2 function may affect the fluidity and signalling properties of cell membranes.

Left ventricular hypertrophy (LVH) is a critical factor in heart failure and cardiovascular event-related mortality. While the prevalence of LVH in diabetic patients is well-documented, its occurrence and risk factors in non-diabetic populations remain largely unexplored. This study addresses this issue by investigating the independent risk factors of LVH in non-diabetic individuals.

Weight loss through lifestyle interventions, notably low-energy diets, offers glycemic benefits in populations with overweight-associated prediabetes. However, more than 50% of these individuals fail to achieve normoglycemia after weight loss. Circulating lipids hold potential for evaluating dietary impacts and predicting diabetes risk.

Summary CLN1 disease, also called infantile neuronal ceroid lipofuscinosis, is a fatal neurodegenerative disease caused by mutations in the CLN1 gene encoding palmitoyl protein thioesterase 1 (PPT1). To identify depalmitoylation substrate of PPT1 is crucial to understand CLN1 disease. In this study, we found that PPT1 depalmitoylates GABA A R α1 subunit at Cystein-260, while binding to Cystein-165 and −179. Mutations of PPT1 or its GABA A R α1 subunit binding site result in enhanced inhibitory synaptic transmission, strengthened and oscillation but disrupted phase coupling in CA1 region and impaired learning and memory in 1- to 2-months-old PPT1-deficient and Gabra1 em1 mice. Our study highlights the critical role of PPT1 in maintaining GABA A R palmitoylation homeostasis and reveals a previously unknown molecular pathway in PPT1 induced diseases.