Glucose has important roles in the development of zebrafish, the vertebrate animal model; however, in most oviparous animals, the amount of maternally provided glucose in the yolk is scarce. For these reasons, developing animals need some ways to supplement glucose. Recently, it was found that developing zebrafish, a teleost fish, undergo gluconeogenesis in the yolk syncytial layer (YSL), an extraembryonic tissue that surrounds the yolk. However, teleost YSL is evolutionarily unique, and it is not clear how other vertebrates supplement glucose. In this study, we used cloudy catshark (or Torazame catshark), an elasmobranch species which possesses a YSL-like tissue during development, and sought for possible gluconeogenic activities in this tissue. In their yolk sac, glucose increased, and our isotope tracking analysis detected gluconeogenic activities with glycerol most preferred substrate. In addition, many of gluconeogenic genes were expressed at the YSL-like tissue, suggesting that cloudy catshark engages in gluconeogenesis in this tissue. The gluconeogenesis in teleost YSL and a similar tissue in elasmobranch species implies conserved mechanisms of yolk metabolism between these two lineages. Future studies on other vertebrate taxa will be helpful to understand the evolutionary changes in the modes of yolk metabolism that vertebrates have experienced.

Glucose has important roles in the development of hematopoietic stem cells and brain of zebrafish, the vertebrate animal model; however, in most oviparous animals, the amount of maternally provided glucose in the yolk is scarce. For these reasons, developing animals need some ways to supplement glucose. Recently, it was found that developing zebrafish, a teleost fish, undergo gluconeogenesis in the yolk syncytial layer (YSL), an extraembryonic tissue that surrounds the yolk, utilizing yolk nutrients as substrates. However, teleost YSL is evolutionarily unique, and it is not clear how other vertebrates supplement glucose. In this study, we used cloudy catshark, an elasmobranch species which possesses a YSL-like tissue during development, and sought for possible gluconeogenic activities in this tissue. In the catshark yolk sac, an increase in glucose level was found, and our isotope tracking by 13C-labeled substrate combined with LC/MS analysis detected gluconeogenic activities with glycerol most preferred substrate. In addition, expression analysis for gluconeogenic genes showed that many of these were expressed at the YSL-like tissue, suggesting that cloudy catshark engages in gluconeogenesis in this tissue. The gluconeogenesis in teleost YSL and a similar tissue in elasmobranch species implies conservation of the mechanisms of yolk metabolism between these two lineages. Future studies on other vertebrate taxa will be helpful to understand the evolutionary changes in the modes of yolk metabolism that vertebrates have experienced.

Abstract We investigated progestin and corticosteroid activation of the progesterone receptor (PR) from elephant shark, a cartilaginous fish belonging to the oldest group of jawed vertebrates. Comparison with human PR provides insights into the evolution of steroid activation of human PR. At 1 nM steroid, elephant shark PR is activated by progesterone, 17-hydroxy-progesterone, 20β-hydroxy-progesterone, 11-deoxycorticosterone (21-hydroxyprogesterone) and 11-deoxycortisol. Human PR, in comparison, is activated at 1 nM steroid, only by progesterone and 11-deoxycorticosterone, indicating increased progestin and corticosteroid specificity during the evolution of human PR. RU486, an important clinical antagonist of human PR, did not inhibit progesterone activation of elephant shark PR. Cys-528 in elephant shark PR corresponds to Gly-722 in human PR, which is essential for RU486 inhibition of human PR. Confirming the importance of Cys-528 in elephant shark PR, RU486 inhibited progesterone activation of the Cys528Gly mutant PR. Compared to wild-type human PR, there was an increase in activation of human Gly722Cys PR by11-deoxycortisol and a decrease in activation by corticosterone, which may have been important in selection for the mutation corresponding to human glycine-722 PR that first evolved in platypus PR, a basal mammal.

Cortisol, corticosterone and aldosterone activate full-length glucocorticoid receptor (GR) from elephant shark, a cartilaginous fish belonging to the oldest group of jawed vertebrates. Activation by aldosterone a mineralocorticoid, indicates partial divergence of elephant shark GR from the MR. Progesterone activates elephant shark MR, but not elephant shark GR. Progesterone inhibits steroid binding to elephant shark GR, but not to human GR. Deletion of the N-terminal domain (NTD) from elephant shark GR (Truncated GR) reduced the response to corticosteroids, while truncated and full-length elephant shark MR had similar responses to corticosteroids. Chimeras of elephant shark GR NTD fused to MR DBD+LBD had increased activation by corticosteroids and progesterone compared to full-length elephant shark MR. Elephant shark MR NTD fused to GR DBD+LBD had similar activation as full-length elephant shark MR, indicating that activation of human GR by the NTD evolved early in GR divergence from the MR.

Abstract We report the analysis of activation of full-length mineralocorticoid receptor (MR) from elephant shark, a cartilaginous fish belonging to the oldest group of jawed vertebrates by corticosteroids and progesterone. Based on their measured activities, aldosterone, cortisol, 11-deoxycorticosterone, corticosterone, 11-deoxcortisol, progesterone and 19-norprogesterone are potential physiological mineralocorticoids. However, aldosterone, the physiological mineralocorticoid in humans and other terrestrial vertebrates, is not found in cartilaginous or ray-finned fishes. Although progesterone activates ray-finned fish MRs, progesterone does not activate human, amphibian or alligator MRs, suggesting that during the transition to terrestrial vertebrates, progesterone lost the ability to activate the MR. Both elephant shark MR and human MR are expressed in the brain, heart, ovary, testis and other non-epithelial tissues, indicating that MR expression in diverse tissues evolved in the common ancestor of jawed vertebrates. Our data suggest that progesterone-activated MR may have unappreciated functions in elephant shark ovary and testis.

Abstract Background Immunoglobulin G4 (IgG4)-related diseases are systemic fibroinflammatory disease characterized by extensive infiltration of IgG4-positive plasma cells in the affected tissue(s), with high plasma levels of IgG4. However, coronary involvement is rare. Case Summary A 70-year-old man was diagnosed with IgG4-related coronary arteritis, pancreatitis, and cholangitis during full-body contrast computed tomography (CT) examination prior to surgery for an iliac artery aneurysm. 18F-fluorodeoxyglucose (18F-FDG) positron emission tomography/CT showed increased uptake of 18F-FDG in the pancreas, extrahepatic bile ducts, and proximal right coronary artery (RCA). Despite the patient being asymptomatic, the RCA showed severe stenosis. The patient was administered a conservative treatment with prednisolone, 30 mg/day, gradually tapered to 5 mg/day, for 6 months. Two years later, contrast CT showed improvement of the pancreatic and bile duct lesions; however, the steroid therapy had not improved the coronary artery lesions, and gradual progression of the lesions was observed. Percutaneous coronary intervention was performed with a cutting balloon in the RCA, and good patency was maintained for 1 year after the procedure. Discussion Steroid therapy is the first-line treatment for IgG4-related diseases; however, there may be some refractory cases. The stenotic and aneurysmal type IgG4-related coronary arteritis are life-threatening; therefore, we performed revascularization using balloon angioplasty. Determining the optimal revascularization technique for drug-refractory cases requires further investigation.

Abstract Vertebrate embryos are protected from bacterial infection by various maternally derived immune factors before the embryonic organs are fully developed. However, the defense mechanisms employed by elasmobranch embryos during development remain poorly understood. This study attempted to elucidate the embryonic defense mechanism of elasmobranchs by investigating the intracapsular environment of freshly laid eggs of the oviparous cloudy catshark ( Scyliorhinus torazame ). The egg capsule of oviparous elasmobranchs is tightly sealed until pre-hatching (early opening of the egg capsule), after which seawater flows into the capsule and the embryos are consequently exposed to the surrounding seawater. We first experimentally examined the resistance of embryos to potential bacterial infections and found that the early embryos were highly vulnerable to environmental pathogens, suggesting that the embryos are protected from the threat of infection before pre-hatching. Indeed, the intracapsular environment of freshly laid eggs exhibited a significantly low bacterial density that was maintained until pre-hatching. Furthermore, the microbiome inside eggs just after oviposition differed markedly from the microbiomes of rearing seawater and adult oviducal gland epithelia; these eggs were predominantly populated by an unidentified genus of Sphingomonadaceae. Overall, this study provides compelling evidence that early embryos of oviparous cloudy catshark are incubated in a clean intracapsular environment that potentially plays a significant role in embryonic development in oviparous elasmobranchs. Our results suggest that maintenance of this clean condition might be attributable to bactericidal or bacteriostatic activities associated with the egg jelly and/or oviducal gland.

Background: Intensive lipid-lowering therapy (ILLT) is crucial for preventing secondary acute coronary syndrome (ACS). However, achieving target low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C) levels remains challenging in clinical practice.