Apoptosis serves as a protective mechanism by eliminating damaged cells through programmed cell death. After apoptotic cells pass critical checkpoints, including mitochondrial fragmentation, executioner caspase activation, and DNA damage, it is assumed that cell death inevitably follows. However, this assumption has not been tested directly. Here we report an unexpected reversal of late-stage apoptosis in primary liver and heart cells, macrophages, NIH 3T3 fibroblasts, cervical cancer HeLa cells, and brain cells. After exposure to an inducer of apoptosis, cells exhibited multiple morphological and biochemical hallmarks of late-stage apoptosis, including mitochondrial fragmentation, caspase-3 activation, and DNA damage. Surprisingly, the vast majority of dying cells arrested the apoptotic process and recovered when the inducer was washed away. Of importance, some cells acquired permanent genetic changes and underwent oncogenic transformation at a higher frequency than controls. Global gene expression analysis identified a molecular signature of the reversal process. We propose that reversal of apoptosis is an unanticipated mechanism to rescue cells from crisis and propose to name this mechanism “anastasis” (Greek for “rising to life”). Whereas carcinogenesis represents a harmful side effect, potential benefits of anastasis could include preservation of cells that are difficult to replace and stress-induced genetic diversity.

Patients with atopic dermatitis and food allergy have an immature epithelial barrier and type 2 immune activation in their skin.

: This retrospective case series analyzed visual outcomes in patients with a prior history of implantable collamer lens (ICL) implantation who underwent cataract extraction (CE). A secondary aim was to investigate the relationship between vault height and the rate of cataract development.

Although the mainstay of treatment for hormone responsive breast tumors is targeted endocrine therapy, many patients develop de novo or acquired resistance and are treated with chemotherapeutic drugs. The vast majority (80%) of estrogen receptor positive tumors also express wild type p53 protein that is a major determinant of the DNA damage response. Tumors that are ER+ and p53WT respond poorly to chemotherapy, although the underlying mechanisms are not completely understood. We describe a novel link between store independent Ca2+ entry (SICE) and resistance to DNA damaging drugs, mediated by the secretory pathway Ca2+-ATPase, SPCA2. In luminal ER+/PR+ breast cancer subtypes, SPCA2 levels are high and correlate with poor survival prognosis. Independent of ion pump activity, SPCA2 elevates baseline Ca2+ levels through SICE and drives cell proliferation. Attenuation of SPCA2 or depletion of extracellular Ca2+ increased mitochondrial ROS production, DNA damage and activation of the ATM/ATR-p53 axis leading to G0/G1 phase cell cycle arrest and apoptosis. Consistent with these findings, SPCA2 knockdown confers chemosensitivity to DNA damaging agents including doxorubicin, cisplatin and ionizing radiation. We conclude that elevated SPCA2 expression in ER+ p53WT breast tumors drives pro-survival and chemotherapy resistance by suppressing the DNA damage response. Drugs that target store-independent Ca2+ entry pathways may have therapeutic potential in treating receptor positive breast cancer.

Background: Heart failure is a leading cause of death worldwide and is associated with the rising prevalence of obesity, hypertension and diabetes. O-GlcNAcylation, a post-translational modification of intracellular proteins, serves as a potent transducer of cellular stress. Failing myocardium is marked by increased O-GlcNAcylation, but it is unknown if excessive O-GlcNAcylation contributes to cardiomyopathy and heart failure. The total levels of O-GlcNAcylation are determined by nutrient and metabolic flux, in addition to the net activity of two enzymes, O-GlcNAc transferase (OGT) and O-GlcNAcase (OGA). Methods: We developed two new transgenic mouse models with myocardial overexpression of OGT and OGA to control O-GlcNAclyation independent of pathological stress. Results: We found that OGT transgenic hearts showed increased O-GlcNAcylation, and developed severe dilated cardiomyopathy, ventricular arrhythmias and premature death. In contrast, OGA transgenic hearts had O-GlcNAcylation and cardiac function similar to wild type littermate controls. However, OGA trangenic hearts were resistant to pathological stress induced by pressure overload and had attenuated myocardial O-GlcNAcylation levels, decreased pathological hypertrophy and improved systolic function. Interbreeding OGT with OGA transgenic mice rescued cardiomyopathy and premature death despite persistant elevation of myocardial OGT. Transcriptomic and functional studies revealed disrupted mitochondrial energetics with impairment of complex I activity in hearts from OGT transgenic mice. Complex I activity was rescued by OGA transgenic interbreeding, suggesting an important role for mitochondrial complex I in O-GlcNAc mediated cardiac pathology. Conclusions: Our data provide evidence that excessive O-GlcNAcylation causes cardiomyopathy, at least in part, due to defective energetics. Enhanced OGA activity is well tolerated and attenuation of O-GlcNAcylation is an effective therapy against pressure overload induced heart failure. Attenuation of excessive O-GlcNAcylation may represent a novel therapeutic approach for cardiomyopathy.

Abstract Hypereosinophilic syndrome is a progressive disease with extensive eosinophilia that results in organ damage. Cardiac pathologies are the main reason for its high mortality rate. A better understanding of the mechanisms of eosinophil-mediated tissue damage would benefit therapeutic development. Here, we describe the cardiac pathologies that developed in a mouse model of hypereosinophilic syndrome. These IL-5 transgenic mice exhibited decreased left ventricular function at a young age which worsened with age. Mechanistically, we demonstrated infiltration of activated eosinophils into the heart tissue that led to an inflammatory environment. Gene expression signatures showed tissue damage as well as repair and remodeling processes. Cardiomyocytes from IL-5Tg mice exhibited significantly reduced contractility relative to WT controls. This impairment may result from the inflammatory stress experienced by the cardiomyocytes and suggest that dysregulation of contractility and Ca 2+ reuptake in cardiomyocytes contributes to cardiac dysfunction at the whole organ level in hypereosinophilic mice. Teaser Too many eosinophils cause inflammation in the heart and change cardiomyocyte contraction leading to poor heart function.

Destruction of insulin-producing β-cells by autoreactive T lymphocytes leads to the development of type 1 diabetes. Type I interferons (TI-IFN) and interleukin-10 (IL-10) have been connected with the pathophysiology of this disease; however, their interplay in the modulation of diabetogenic T cells remains unknown. We have discovered that TI-IFN cause a selective inhibition of IL-10 signaling in effector and regulatory T cells, altering their responses. This correlates with diabetes development in NOD mice, where the inhibition is also spatially localized to T cells of pancreatic and mesenteric lymph nodes. IL-10 signaling inhibition is reversible and can be restored via blockade of TI-IFN/IFN-R interaction, paralleling with the resulting delay in diabetes onset and reduced severity. Overall, we propose a novel molecular link between TI-IFN and IL-10 signaling that helps better understand the complex dynamics of autoimmune diabetes development and reveals new strategies of intervention.

Reactive oxygen species (ROS) contribute to health and disease. CaMKII is a widely expressed enzyme whose activation by oxidation of regulatory domain methionines (ox-CaMKII) contributes to cardiovascular disease, asthma, and cancer. Here we integrate comparative genomic and experimental data to show that CaMKII activation by ROS arose more than half-a-billion years ago on the vertebrate stem lineage where it constituted a bridge between ROS and increased intracellular Ca2+ release, exercise responsive gene transcription, and improved performance in skeletal muscle. These enhancements to fight-or-flight physiology were likely key in facilitating a well-evidenced shift in the behavioural ecology of our immediate chordate ancestors, and, in turn, the evolutionary success of vertebrates. Still, the ox-CaMKII innovation for augmenting performance must be considered a critical evolutionary trade-off, as it rendered us more susceptible to common and often fatal diseases linked to excessive ROS.