Purpose: To prospectively evaluate contrast material–enhanced ultrasonography (US) with microbubbles targeted to vascular endothelial growth factor receptor type 2 (VEGFR2) for imaging tumor angiogenesis in two murine tumor models. Materials and Methods: Animal protocols were approved by the Institutional Administrative Panel on Laboratory Animal Care. A US contrast agent, consisting of encapsulated gaseous microbubbles, was developed specifically to bind to VEGFR2 (by using anti-VEGFR2 antibodies and biotin-streptavidin interaction) which is up-regulated on endothelial cells of tumor blood vessels. VEGFR2-targeted microbubbles (MBV), control microbubbles (MBC), and nonlabeled microbubbles (MBN) were tested for binding specificity on cells expressing VEGFR2 (mouse angiosarcoma SVR cells) and control cells (mouse skeletal myoblast C2C12 cells). Expression of mouse VEGFR2 in culture cells was tested with immunocytochemical and Western blot analysis. Contrast-enhanced US imaging with MBV and MBC was performed in 28 tumor-bearing nude mice (mouse angiosarcoma, n = 18; rat malignant glioma, n = 10). Differences were calculated by using analysis of variance. Results: In cell culture, adherence of MBV on SVR cells (2.1 microbubbles per SVR cell) was significantly higher than adherence of control microbubbles (0.01–0.10 microbubble per SVR cell; P < .001) and significantly more MBV attached to SVR cells than to C2C12 cells (0.15 microbubble per C2C12 cell; P < .001). In vivo, contrast-enhanced US imaging showed significantly higher average video intensity when using MBV compared with MBC for angiosarcoma and malignant glioma tumors (P < .001). Results of immunohistochemical analysis confirmed VEGFR2 expression on vascular endothelial cells of both tumor types. Conclusion: US imaging with contrast microbubbles targeted to VEGFR2 allows noninvasive visualization of VEGFR2 expression in tumor vessels in mice. © RSNA, 2008 Supplemental material: http://radiology.rsnajnls.org/cgi/content/full/2462070536/DC1

Epidemiological studies reveal that marijuana increases the risk of cardiovascular disease (CVD); however, little is known about the mechanism. Δ9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC), the psychoactive component of marijuana, binds to cannabinoid receptor 1 (CB1/CNR1) in the vasculature and is implicated in CVD. A UK Biobank analysis found that cannabis was an risk factor for CVD. We found that marijuana smoking activated inflammatory cytokines implicated in CVD. In silico virtual screening identified genistein, a soybean isoflavone, as a putative CB1 antagonist. Human-induced pluripotent stem cell-derived endothelial cells were used to model Δ9-THC-induced inflammation and oxidative stress via NF-κB signaling. Knockdown of the CB1 receptor with siRNA, CRISPR interference, and genistein attenuated the effects of Δ9-THC. In mice, genistein blocked Δ9-THC-induced endothelial dysfunction in wire myograph, reduced atherosclerotic plaque, and had minimal penetration of the central nervous system. Genistein is a CB1 antagonist that attenuates Δ9-THC-induced atherosclerosis.

The pleiotropic benefits of statins in cardiovascular diseases that are independent of their lipid-lowering effects have been well documented, but the underlying mechanisms remain elusive. Here we show that simvastatin significantly improves human induced pluripotent stem cell-derived endothelial cell functions in both baseline and diabetic conditions by reducing chromatin accessibility at transcriptional enhanced associate domain elements and ultimately at endothelial-to-mesenchymal transition (EndMT)-regulating genes in a yes-associated protein (YAP)-dependent manner. Inhibition of geranylgeranyltransferase (GGTase) I, a mevalonate pathway intermediate, repressed YAP nuclear translocation and YAP activity via RhoA signaling antagonism. We further identified a previously undescribed SOX9 enhancer downstream of statin–YAP signaling that promotes the EndMT process. Thus, inhibition of any component of the GGTase–RhoA–YAP–SRY box transcription factor 9 (SOX9) signaling axis was shown to rescue EndMT-associated endothelial dysfunction both in vitro and in vivo, especially under diabetic conditions. Overall, our study reveals an epigenetic modulatory role for simvastatin in repressing EndMT to confer protection against endothelial dysfunction. Liu et al. show that statin enhances cardiovascular disease protection through epigenetic modulation of YAP–SOX9 signaling, improving endothelial function and offering new therapeutic strategies.

(Cell 185, 1676–1693.e1–e23; May 12, 2022) In Figure S5G of the originally published version of this article, the authors mistakenly included H&E sections from the pancreas rather than liver. Additionally, “NuPAGE” was incorrectly written as “Nu-AGE” in the key resources table under the subheading “Chemicals, peptides, and recombinant proteins.” The authors also mistakenly wrote “amantadine” instead of “anandamide” in the sentence that now reads “The endocannabinoid anandamide is made on-demand, unlike classical neurotransmitters (Di Marzo et al., 1994), and causes vasodilation, bradycardia, and hypotension (Movahed et al., 2005).” Figure S5G has now been replaced with the correct image, and all other errors have been corrected online. The authors apologize for any confusion that they may have caused.Figure S5Assessment of the effects of genistein on D9 -THC-induced effects in C57BL/6J mouse model, related to Figure 6 (original)View Large Image Figure ViewerDownload Hi-res image Download (PPT) Cannabinoid receptor 1 antagonist genistein attenuates marijuana-induced vascular inflammationWei et al.CellApril 29, 2022In BriefMarijuana use is on the rise and is associated with cardiovascular disease. Δ9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC), the psychedelic component of marijuana, causes vascular inflammation, oxidative stress, and atherosclerosis via cannabinoid receptor 1. Genistein, a soybean isoflavone, blocks harmful cardiovascular effects of Δ9-THC while preserving clinically useful effects such as sedation and analgesia. Full-Text PDF Open Archive

Innate immune signaling has recently been shown to play an important role in nuclear reprogramming, by altering the epigenetic landscape and thereby facilitating transcription. However, the mechanisms that link innate immune activation and metabolic regulation in pluripotent stem cells remain poorly defined, particularly with regard to key molecular components. In this study, we show that hypoxia-inducible factor 1α (HIF1α), a central regulator of adaptation to limiting oxygen tension, is an unexpected but crucial regulator of innate immune-mediated nuclear reprogramming. HIF1α is dramatically upregulated as a consequence of Toll-like receptor 3 (TLR3) signaling and is necessary for efficient induction of pluripotency and transdifferentiation. Bioenergetics studies reveal that HIF1α regulates the reconfiguration of innate immune-mediated reprogramming through its well-established role in throwing a glycolytic switch. We believe that results from these studies can help us better understand the influence of immune signaling in tissue regeneration and lead to new therapeutic strategies.

Peripartum cardiomyopathy (PPCM) is a rare form of congestive heart failure characterized by left ventricular dysfunction that develops towards the end of pregnancy or during the early postpartum phase. Even though the majority of PPCM patients show partial or complete recovery of their heart functions, the mortality rate of PPCM remains high. Previous research has suggested that vascular dysfunction triggered by late-gestational hormones and potent anti-angiogenic factors play key roles in the pathogenesis of PPCM; however, the exact mechanisms remain elusive due to limited patient tissues for characterization. Here, we report a case of PPCM where the coronary vessels from the patient’s explanted heart showed marked vascular dysfunction with impaired nitric oxide response. Importantly, these vessels exhibited deficient adenosine-mediated vasorelaxation when subjected to myograph studies, suggesting impaired Kv7 ion channels. Results from this work may lead to new therapeutic strategies for improving Kv7 function in PPCM patients.

Endothelial cells (ECs) have emerged as key pathogenic players in cardiac disease due to their proximity with cardiomyocytes. Induced pluripotent stem cells (iPSCs) have been employed to generate ECs. However, it may be more clinically relevant to transdifferentiate fibroblasts into ECs directly without introducing pluripotent or virally driven transcription factors. Here, we present a protocol that describes the direct conversion of human cardiac fibroblasts into ECs by leveraging the innate immune system. Our protocol produces bona fide human ECs with 95%–98% purity by first passage. For complete details on the use and execution of this protocol, please refer to Liu et al. (2020) and Sayed et al. (2015).

Abstract Ischemia/reperfusion (I/R) injury significantly contributes to the morbidity and mortality associated with cardiac events. Poloxamer 188 (P188), a nonionic triblock copolymer, has been proposed to mitigate I/R injury by stabilizing cell membranes. However, the underlying mechanisms remain incompletely understood, particularly concerning endothelial cell function and nitric oxide (NO) production. We employed human induced pluripotent stem cell (iPSC)-derived cardiomyocytes (CMs) and endothelial cells (ECs) to elucidate the effects of P188 on cellular survival, function, and NO secretion under simulated I/R conditions. iPSC-CMs contractility and iPSC-ECs’ NO production were assessed following exposure to P188. Further, an isolated heart model using Brown Norway rats subjected to I/R injury was utilized to evaluate the ex-vivo cardioprotective effects of P188, examining cardiac function and NO production, with and without the administration of a NO inhibitor. In iPSC-derived models, P188 significantly preserved CM contractile function and enhanced cell viability after hypoxia/reoxygenation. Remarkably, P188 treatment led to a pronounced increase in NO secretion in iPSC-ECs, a novel finding demonstrating endothelial protective effects beyond membrane stabilization. In the rat isolated heart model, administration of P188 during reperfusion notably improved cardiac function and reduced I/R injury markers. This cardioprotective effect was abrogated by NO inhibition, underscoring the pivotal role of NO. Additionally, a dose-dependent increase in NO production was observed in non-ischemic rat hearts treated with P188, further establishing the critical function of NO in P188 induced cardioprotection. In conclusion, our comprehensive study unveils a novel role of NO in mediating the protective effects of P188 against I/R injury. This mechanism is evident in both cellular models and intact rat hearts, highlighting the potential of P188 as a therapeutic agent against I/R injury. Our findings pave the way for further investigation into P188’s therapeutic mechanisms and its potential application in clinical settings to mitigate I/R-related cardiac dysfunction.