Preeclampsia (PE) differentially impairs female and male fetal endothelial cell function which is associated with the increased risks of adult-onset cardiovascular disorders in children born to mothers with PE. However, the underlying mechanisms are poorly defined. We hypothesize that dysregulation of microRNA-29a-3p and 29c-3p (miR-29a/c-3p) in PE disturbs gene expression and cellular responses to cytokines in fetal endothelial cells in a fetal sex-dependent manner.RT-qPCR analysis of miR-29a/c-3p was performed on female and male unpassaged (P0) human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) from normotensive (NT) and PE pregnancies. Bioinformatic analysis of an RNAseq dataset was performed to identify PE-dysregulated miR-29a/c-3p target genes in female and male P0-HUVECs. Gain- and loss-of-function assays were conducted to determine the effects of miR-29a/c-3p on endothelial monolayer integrity and proliferation in response to TGFβ1 and TNFα in NT and PE HUVECs at passage 1.PE downregulated miR-29a/c-3p in male, but not female P0-HUVECs. PE dysregulated significantly more miR-29a/c-3p target genes in female vs. male P0-HUVECs. Many of these PE-differentially dysregulated miR-29a/c-3p target genes are associated with critical cardiovascular diseases and endothelial functions. We further demonstrated that miR-29a/c-3p knockdown specifically recovered the PE-abolished TGFβ1-induced strengthening of endothelial monolayer integrity in female HUVECs, while miR-29a/c-3p overexpression specifically enhanced the TNFα-promoted cell proliferation in male PE HUVECs.PE differentially dysregulates miR-29a/c-3p and their target genes associated with cardiovascular diseases- and endothelial function in female and male fetal endothelial cells, possibly contributing to the fetal sex-specific endothelial dysfunction observed in PE.

Colitis is a chronic bowel disease characterized by damage to the lining of the large intestine, with its precise underlying causes remaining incompletely understood. In this study, we provide evidence that circular RNA circNlgn plays a pivotal role in promoting the development of colitis. Colitis patients produce significant higher levels of circNlgn. Transgenic mice expressing circNlgn exhibit heightened susceptibility to colitis development and progression, primarily attributed to the presence of the protein isoform Nlgn173 encoded by circNlgn. Nlgn173 undergoes translocation into cell nuclei, where it interacts with actin, impeding the binding of actin-related protein 2 and 3 (Arp2/3) complex to actin molecules. Consequently, this leads to a reduction in actin polymerization. Mechanistically, Nlgn173 enhances tyrosine-53 phosphorylation of nuclear actin, diminishing its capacity to interact with the Arp2/3 complex and causing a decrease in filamentous actin levels. These alterations in actin dynamics result in inhibited cell cycle progression, increased apoptosis, and decreased proliferation of colonic epithelial cells, thereby exacerbating colitis development and progression. In contrast, the silencing of circNlgn or the targeted inhibition of Nlgn173 translation and nuclear translocation leads to the promotion of nuclear actin polymerization, enhanced cell survival, and reduced apoptosis and ultimately improves the outcome of colitis in vivo. Interestingly, nuclear actin polymerization is highly related with expression of PIAS3, which modulates signal transducer and activator of transcription 3 and NF-κB activity in colitis. Strategies such as circNlgn knockdown and targeting nuclear actin polymerization of the colonic epithelium may explore a novel avenue for acute ulcerative colitis clinical intervention.

Abstract Introduction Dibutyl phthalate (DBP), a phthalate congener, is widely utilized in consumer products and medication coatings. Women of reproductive age have a significant burden of DBP exposure through consumer products, occupational exposure, and medication. Prenatal DBP exposure is associated with adverse pregnancy/fetal outcomes and cardiovascular diseases in the offspring. However, the role of fetal sex and the general mechanisms underlying DBP exposure-associated adverse pregnancy outcomes are unclear. We hypothesize that prenatal DBP exposure at an environmentally relevant low dosage adversely affects fetal-placental development and function during pregnancy in a fetal sex-specific manner. Methods Adult female CD-1 mice (8-10wks) were orally treated with vehicle (control) or with environmentally relevant low DBP dosages at 0.1 μg/kg/day (refer as DBP0.1) daily from 30 days before pregnancy through gestational day (GD) 18.5. Dam body mass composition was measured non-invasively using the echo-magnetic resonance imaging system. Lipid disposition in fetal labyrinth and maternal decidual area of placentas was examined using Oil Red O staining. Results DBP0.1 exposure did not significantly affect the body weight and adiposity of non-pregnant adult female mice nor the maternal weight gain pattern and adiposity during pregnancy in adult female mice. DBP0.1 exposure does not affect fetal weight but significantly increased the placental weight at GD18.5 (indicative of decreased placental efficiency) in a fetal sex-specific manner. We further observed that DBP0.1 significantly decreased lipid disposition in fetal labyrinth of female, but not male placentas, while it did not affect lipid disposition in maternal decidual. Conclusions Prenatal exposure to environmentally relevant low-dosage DBP adversely impacts the fetal-placental efficiency and lipid disposition in a fetal sex-specific manner.

ABSTRACT Background Preeclampsia (PE) is one hypertensive disorder and a leading cause of maternal and fetal mortality and morbidity during human pregnancy. Aryl hydrocarbon receptor (AhR) is a transcription factor, which regulates vascular functions. Exogenous and endogenous AhR ligands can induce hypertension in animals. However, if dysregulation of endogenous AhR ligands contributes to the pathophysiology of PE remains elusive. Methods We measured AhR activities in human maternal and umbilical vein sera. We also applied physiological, cellular, and molecular approaches to dissect the role of endogenous AhR ligands in vascular functions during pregnancy using pregnant rats and primary human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) as models. Results PE elevated AhR activities in human umbilical vein sera. Exposure of pregnant rats to an endogenous AhR ligand, 2-(1’H-indole-3’-carbonyl)-thiazole-4-carboxylic acid methyl ester (ITE) increased blood pressure and proteinuria, while decreased uteroplacental blood flow and reduced fetal and placental weights, all of which are hallmarks of PE. ITE dampened vascular growth and fetal sex-specifically altered immune cell infiltration in rat placentas. ITE also decreased cell proliferation and cell monolayer integrity in HUVECs in vitro . RNA sequencing analysis revealed that ITE dysregulated transcriptome in rat placentas and HUVECs in a fetal sex-specific manner. Bottom-up phosphoproteomics showed that ITE disrupted phosphoproteome in HUVECs. These ITE-dysregulated genes and phosphoproteins were enriched in biological functions and pathways which are highly relevant to diseases of heart, liver, and kidney, vascular functions, inflammation responses, cell death, and kinase inhibition. Conclusions Dysregulation of endogenous AhR ligands during pregnancy may lead to the development of PE with underlying impaired vascular functions, fetal sex-specific immune cell infiltration and transcriptome, and phosphoproteome. Thus, this study has provided a novel mechanism for the development of PE and potentially other forms of hypertensive pregnancies. These AhR ligand-activated genes and phosphoproteins might represent promising therapeutic and fetal sex-specific targets for PE-impaired vascular functions.

Introduction: Fetal vascular dysfunction during pregnancy has long-term adverse effects on the cardiovascular health of the offspring. Prenatal exposure to dibutyl phthalate (DBP), is associated with adverse pregnancy/fetal outcomes and cardiovascular diseases in the offspring. To date, the impact of DBP exposure on fetal vascular function during pregnancies is unclear. Hypothesis: Environmentally relevant low-dosage DBP exposure during pregnancy differentially dysregulates fetal placental vascular function. Methods: Adult female CD-1 mice (10-12wks) were treated with vehicle (CT) or DBP at 0.1 μg/kg/day (DBP0.1) daily 30days before pregnancy through gestational day (GD) 18.5. Fetal-placental blood flow was measured non-invasively using a high-frequency ultrasound (Vevo3100, n=6-8dams/group). Spatial transcriptomic sequencing was performed using Visium (10xGenomics)&NovaSeq (Illumina) with GD18.5 placentas (n=3/fetal sex/group). Bioinformatic analysis was performed with SpaceRanger, Suerat and IPA software. Spatial gene expression validation and lipid disposition were performed with IHC and Oil Red O staining (n=6-8 litter/group). Results: DBP0.1 increased the fetal umbilical-placental velocity time integral (7.9±0.6mm vs. 6.5±0.8mm) at GD18.5. DBP0.1 decreased placental efficiency with more dramatic changes seen in female fetuses. Spatial transcriptomic analysis obtained 20,161 spatial-linked units from placentas from CT and DBP0.1 placentas (median: 140k reads&6,174 genes per unit). Bioinformatic analysis revealed 15 distinct clusters of units that were annotated to 10 different cell types (based on gene expression profiles) that precisely mapped to corresponding placental morphological structures. We identified vascular endothelial cells (ECs-1 [microvasculature]&ECs-2 [larger vasculature]) 2 populations in the fetal placental labyrinth. Pseudo-bulk analysis showed that DBP0.1 dysregulated 40 and 6 genes in ECs-1 from female and male placentas, respectively, but did not affect gene expression in ECs-2. Further, DBP0.1 dysregulates lipid metabolism-associated pathways only in female but not in male ECs-1. This is consistent with our Oil Red O data showing prenatal DBP0.1 exposure significantly decreased lipid disposition in the fetal labyrinth of female, but not in male placentas. Conclusions: Prenatal DBP0.1 exposure dysregulates fetal-placental blood flow velocity, placental efficiency, placental spatial transcriptomic profile and lipid disposition.

Preeclampsia (PE) is a hypertensive disorder during human pregnancy. Aryl hydrocarbon receptor (AhR) is a ligand-activated transcription factor. Exogenous and endogenous AhR ligands can induce hypertension in male rats and mice. Herein, using rats as a model, we tested the hypothesis that over-regulation of endogenous AhR ligands during pregnancy impairs vascular functions by disrupting the transcriptome in the placenta, contributing to the development of PE. Pregnant rats were injected daily with an endogenous AhR ligand, 2-(1'H-indole-3'-carbonyl)-thiazole-4-carboxylic acid methyl ester (ITE), from gestational day (GD) 10 to 19. Maternal mean blood pressure was measured on GD16-20. Proteinuria and uteroplacental blood flow were monitored on GD20. Placentas collected on GD20 were used to determine changes in vascular density and transcriptome. Compared with the vehicle control, ITE elevated maternal mean blood pressure by 22% and 16% on GD16 and 17, respectively. ITE increased proteinuria by 50% and decreased uteroplacental blood flow by 26%. ITE reduced the placental vascular density by 18%. RNA sequencing analysis revealed that ITE induced 1316 and 2020 differentially expressed genes (DEGs) in female and male placentas, respectively. These DEGs were enriched in pathways relevant to heart diseases, vascular functions and inflammation. Bioinformatics analysis also predicted that ITE altered immune cell infiltration in placentas depending on fetal sex. These data suggest that over-regulation of endogenous AhR ligands may lead to PE with impaired vascular functions and disrupted fetal sex-specific transcriptomes and immune cell infiltration in placentas. These AhR ligand-induced DEGs and pathways may represent promising therapeutic targets for PE-induced cardiovascular dysfunctions. KEY POINTS: An endogenous AhR ligand (ITE) elevated maternal blood pressure and proteinuria in pregnant rats, and decreased uteroplacental blood flow and fetal and placental growth, all of which are hallmarks of preeclampsia. ITE reduced vascular density and altered immune cell distribution in rat placentas. ITE dysregulated transcriptomes in rat placentas in a fetal sex-specific manner. These ITE-dysregulated genes and pathways are highly relevant to diseases of heart, vascular functions and inflammatory responses.

The tumorigenesis of colorectal cancer (CRC) often follows the normal-adenoma-carcinoma (N-A-C) sequence. However, the molecular mechanisms underlying colorectal adenoma carcinogenesis remain largely unknown. Here, we analyzed transcriptomic profile changes in normal, advanced adenoma, and carcinoma tissues from patients with CRC, revealing that glutamic-pyruvic transaminase 1 ( GPT1 ) in colorectal tissues was down-regulated during the N-A-C process and correlated with poor CRC prognosis. Mechanistically, GPT1 was transcriptionally activated by Krüppel-like factor 4 (KLF4). GPT1 reprogrammed metabolism and suppressed CRC tumorigenesis in cells and mouse models not only through enzyme-dependent α-ketoglutarate (α-KG) production and WNT signaling inhibition but also through enzyme-independent disruption of the folate cycle through binding with methylenetetrahydrofolate dehydrogenase 1–like (MTHFD1L). Furthermore, we identified poliumoside as a GPT1 activator that restrained CRC progression in cells, patient-derived CRC organoids, and patient-derived xenograft (PDX) models of CRC. Our study uncovers a role for GPT1 in CRC tumorigenesis and shows that poliumoside is a potential drug for the prevention and treatment of CRC.