Abstract Autophagy-lysosomal degradation is an evolutionarily conserved process key to cellular homeostasis, differentiation, and stress survival, which is particularly important for the cardiovascular system. Furthermore, experimental and clinical observations indicate it affects cardiac morphogenesis, including valve development. However, the cell-specificity and functional role of autophagic processes during heart development remain unclear. Here, we introduce novel zebrafish models to visualize autophagic vesicles in vivo and follow their temporal and cellular localization in the larval heart. We observed a significant accumulation of lysosomal vesicles in the developing atrioventricular and bulboventricular regions and their respective valves. Next, we addressed the role of lysosomal degradation using a Spinster homolog 1 ( spns1 ) mutant. spns1 mutants displayed morphological and functional cardiac defects, including abnormal endocardial organization, impaired valve formation and retrograde blood flow. Single-nuclear transcriptome analysis revealed endocardial-specific differences in the expression of lysosome-related genes and alterations of notch1- signalling in the mutant. Endocardial-specific overexpression of spns1 and notch1 rescued features of valve formation and function. Altogether, our study reveals a cell-autonomous role of lysosomal processing during cardiac valve formation upstream of notch1- signalling.

Abstract The recent use of photosynthetic organisms such as Chlamydomonas reinhardtii in biomedical applications has demonstrated their potential for the treatment of acute and chronic tissue hypoxia. Moreover, transgenic microalgae have been suggested as an alternative in situ drug delivery system. In this study, we set out to identify the best available combination of strains and expression vectors to establish a robust platform for the expression of human pro-angiogenic growth factors, i.e. hVEGF-165, hPDGF-B, and hSDF-1, in biomedical settings. As a case study, combinations of two expression vectors (pOpt and pBC1) and two C. reinhardtii strains (UVM4 and UVM11) were compared with respect to hVEGF-165 transgene expression by determination of steady-state levels of transgenic transcripts as well as immunological detection of recombinant proteins produced and secreted by the generated strains. The results revealed the combination of the UVM11-strain with the pBC1-vector to be the most efficient one for high level hVEGF-165 production. To assess the robustness of this finding, the selected combination was used to create hPDGF-B and hSDF-1 transgenic strains for optimized recombinant protein expression. Furthermore, biological activity and functionality of algal-produced recombinant pro-angiogenic growth factors were assessed by receptor phosphorylation and in-vitro angiogenesis assays. The results obtained revealed a potentiating effect in the combinatorial application of transgenic strains expressing either of the three growth factors on endothelial cell tube formation ability, and thus support the idea of using transgenic algae expressing pro-angiogenic growth factors in wound healing approaches.

Autophagy-lysosomal degradation is a conserved homeostatic process considered to be crucial for cardiac morphogenesis. However, both its cell specificity and functional role during heart development remain unclear. Here, we introduced zebrafish models to visualize autophagic vesicles