Abstract It has been well established that cardiovascular diseases exhibit significant differences between sexes in both preclinical models and humans. In addition, there is growing recognition that disrupted circadian rhythms can contribute to the onset and progression of cardiovascular diseases. However little is known about sex differences between the cardiac circadian clock and circadian transcriptomes in mice. Here, we show that the the core clock genes are expressed in common in both sexes but the circadian transcriptome of the mouse heart is very sex-specific. Hearts from female mice expressed significantly more rhythmically expressed genes (REGs) than male hearts and the temporal pattern of REGs was distinctly different between sexes. We next used a cardiomyocyte-specific knock out of the core clock gene, Bmal1 , to investigate its role in sex-specific gene expression in the heart. All sex differences in the circadian transcriptomes were significantly diminished with cardiomyocyte-specific loss of Bmal1 . Surprisingly, loss of cardiomyocyte Bmal1 also resulted in a roughly 8-fold reduction in the number of all the differentially expressed genes between male and female hearts. We conclude that cardiomyocyte-specific Bmal1 , and potentially the core clock mechanism, is vital in conferring sex-specific gene expression in the adult mouse heart.

Circadian rhythms in physiology and behavior are intrinsic ~24-hour cycles regulated by biological clocks (i.e., circadian clocks) that optimize organismal homeostasis in response to predictable environmental changes. Studies suggest that circadian clock signaling in the suprachiasmatic nucleus of the hypothalamus and cardiomyocytes shape day/night rhythms in cardiac electrophysiology (i.e., RR and QT intervals). However, studies also show that the day/night rhythm of the RR and QT intervals depends on the timing of feeding in mice. This study determined the mechanisms for how feeding impacts day/night rhythms in the RR and QT intervals in mice. Telemetry was used to record electrocardiograms, core body temperature, and activity in mice during ad libitum-fed conditions and after inverting normal feeding behavior by restricting the timing of feeding to the light cycle. Light-cycle restricted feeding caused a simultaneous realignment of RR, QT, and PR intervals and body temperature to the new feeding time. Correcting the QT interval for body temperature eliminated the 24-hour rhythm in the QT interval. Estimating the impact of temperature on RR intervals did not account for the daily change in the RR interval during light-cycle restricted feeding. Cross-correlation analysis suggested daily rhythm in RR intervals correlated with heart rate variability measures but not activity. Injecting mice undergoing light cycle-restricted feeding with propranolol and atropine caused a complete loss in the 24-hour rhythm in the RR interval. We conclude that feeding behavior impacts body temperature and autonomic regulation of the heart to generate 24-hour rhythms in RR and QT intervals.