Thromboxane (Tx) A 2 is a vasoconstrictor and platelet agonist. Aspirin affords cardioprotection through inhibition of TxA 2 formation by platelet cyclooxygenase (COX-1). Prostacyclin (PGI 2 ) is a vasodilator that inhibits platelet function. Here we show that injury-induced vascular proliferation and platelet activation are enhanced in mice that are genetically deficient in the PGI 2 receptor (IP) but are depressed in mice genetically deficient in the TxA 2 receptor (TP) or treated with a TP antagonist. The augmented response to vascular injury was abolished in mice deficient in both receptors. Thus, PGI 2 modulates platelet-vascular interactions in vivo and specifically limits the response to TxA 2 . This interplay may help explain the adverse cardiovascular effects associated with selective COX-2 inhibitors, which, unlike aspirin and nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), inhibit PGI 2 but not TxA 2 .

Knowledge of the excess risk posed by specific cardiovascular syndromes could help in the development of strategies to reduce premature mortality among patients with chronic kidney disease (CKD). The rates of atherosclerotic vascular disease, congestive heart failure, renal replacement therapy, and death were compared in a 5% sample of the United States Medicare population in 1998 and 1999 (n = 1,091,201). Patients were divided into the following groups: 1, no diabetes, no CKD (79.7%); 2, diabetes, no CKD (16.5%); 3, CKD, no diabetes (2.2%); and 4, both CKD and diabetes (1.6%). During the 2 yr of follow-up, the rates (per 100 patient-years) in the four groups were as follows: atherosclerotic vascular disease, 14.1, 25.3, 35.7, and 49.1; congestive heart failure, 8.6, 18.5, 30.7, and 52.3; renal replacement therapy, 0.04, 0.2, 1.6, and 3.4; and death, 5.5, 8.1, 17.7, and 19.9, respectively (P < 0.0001). With use of Cox regression, the corresponding adjusted hazards ratios were as follows: atherosclerotic vascular disease, 1, 1.30, 1.16, and 1.41 (P < 0.0001); congestive heart failure, 1, 1.44, 1.28, and 1.79 (P < 0.0001); renal replacement therapy, 1, 2.52, 23.1, and 38.9 (P < 0.0001); and death, 1, 1.21, 1.38, and 1.56 (P < 0.0001). On a relative basis, patients with CKD were at a much greater risk for the least frequent study outcome, renal replacement therapy. On an absolute basis, however, the high death rates of patients with CKD may reflect accelerated rates of atherosclerotic vascular disease and congestive heart failure.

Essential hypertension is a common disease, yet its pathogenesis is not well understood. Altered control of sodium excretion in the kidney may be a key causative feature, but this has been difficult to test experimentally, and recent studies have challenged this hypothesis. Based on the critical role of the renin-angiotensin system (RAS) and the type I (AT 1 ) angiotensin receptor in essential hypertension, we developed an experimental model to separate AT 1 receptor pools in the kidney from those in all other tissues. Although actions of the RAS in a variety of target organs have the potential to promote high blood pressure and end-organ damage, we show here that angiotensin II causes hypertension primarily through effects on AT 1 receptors in the kidney. We find that renal AT 1 receptors are absolutely required for the development of angiotensin II-dependent hypertension and cardiac hypertrophy. When AT 1 receptors are eliminated from the kidney, the residual repertoire of systemic, extrarenal AT 1 receptors is not sufficient to induce hypertension or cardiac hypertrophy. Our findings demonstrate the critical role of the kidney in the pathogenesis of hypertension and its cardiovascular complications. Further, they suggest that the major mechanism of action of RAS inhibitors in hypertension is attenuation of angiotensin II effects in the kidney.

Macrophage inflammatory protein-1 alpha (MIP-1 alpha) is a chemokine that has pro-inflammatory and stem cell inhibitory activities in vitro. Its biologic role in vivo was examined in mice in which the gene encoding MIP-1 alpha had been disrupted. Homozygous MIP-1 alpha mutant (-/-) mice were resistant to Coxsackievirus-induced myocarditis seen in infected wild-type (+/+) mice. Influenza virus-infected -/- mice had reduced pneumonitis and delayed clearance of the virus compared with infected +/+ mice. The -/- mice had no overt hematopoietic abnormalities. These results demonstrate that MIP-1 alpha is an important mediator of virus-induced inflammation in vivo.

Variants of the human angiotensinogen gene have been linked in some studies to increased circulating angiotensinogen levels and essential hypertension. To test for direct causality between genotypes at the angiotensinogen locus and blood pressures, we have studied mice carrying zero, one, two, three, or four functional copies of the murine wild-type angiotensinogen gene (Agt) at its normal chromosomal location. Plasma angiotensinogen levels increase progressively, although not linearly, from zero in the zero-copy animals to 145% of normal in the four-copy animals. Mice of all genotypes are normal at birth, but most zero-copy animals die before weaning. The kidneys of the zero-copy animals show pathological changes as adults, but the kidneys are normal in the other genotypes. One adult zero-copy male tested was fertile. The blood pressures of the one-copy through four-copy animals show significant and almost linear increases of approximately 8 mmHg per gene copy despite their normal compensatory mechanisms being intact. These results establish a direct causal relationship between Agt genotypes and blood pressures.

The renin-angiotensin system plays a critical role in sodium and fluid homeostasis. Genetic or acquired alterations in the expression of components of this system are strongly implicated in the pathogenesis of hypertension. To specifically examine the physiological and genetic functions of the type 1A receptor for angiotensin II, we have disrupted the mouse gene encoding this receptor in embryonic stem cells by gene targeting. Agtr1A(-/-) mice were born in expected numbers, and the histomorphology of their kidneys, heart, and vasculature was normal. AT1 receptor-specific angiotensin II binding was not detected in the kidneys of homozygous Agtr1A(-/-) mutant animals, and Agtr1A(+/-) heterozygotes exhibited a reduction in renal AT1 receptor-specific binding to approximately 50% of wild-type [Agtr1A(+/+)] levels. Pressor responses to infused angiotensin II were virtually absent in Agtr1A(-/-) mice and were qualitatively altered in Agtr1A(+/-) heterozygotes. Compared with wild-type controls, systolic blood pressure measured by tail cuff sphygmomanometer was reduced by 12 mmHg (1 mmHg = 133 Pa) in Agtr1A(+/-) mice and by 24 mmHg in Agtr1A(-/-) mice. Similar differences in blood pressure between the groups were seen when intraarterial pressures were measured by carotid cannulation. These studies demonstrate that type 1A angiotensin II receptor function is required for vascular and hemodynamic responses to angiotensin II and that altered expression of the Agtr1A gene has marked effects on blood pressures.

The renin-angiotensin system plays a role in the etiology of hypertension and the pathophysiology of cardiac and renal diseases in humans. Ang II is the central product of this system and is involved in regulating immune responses, inflammation, cell growth, and proliferation by acting through Ang II type 1 receptors (AT1 and AT2). Here, we show that targeted disruption of the Agtr1a gene that encodes AT1A results in marked prolongation of life span in mice. Agtr1a–/– mice developed less cardiac and vascular injury, and multiple organs from these mice displayed less oxidative damage than wild-type mice. The longevity phenotype was associated with an increased number of mitochondria and upregulation of the prosurvival genes nicotinamide phosphoribosyltransferase (Nampt) and sirtuin 3 (Sirt3) in the kidney. In cultured tubular epithelial cells, Ang II downregulated Sirt3 mRNA, and this effect was inhibited by an AT1 antagonist. These results demonstrate that disruption of AT1 promotes longevity in mice, possibly through the attenuation of oxidative stress and overexpression of prosurvival genes, and suggests that the Ang II/AT1 pathway may be targeted to influence life span in mammals.

Angiotensin II, acting through type 1 angiotensin (AT1) receptors, has potent effects that alter renal excretory mechanisms. Control of sodium excretion by the kidney has been suggested to be the critical mechanism for blood pressure regulation by the renin-angiotensin system (RAS). However, since AT1 receptors are ubiquitously expressed, precisely dissecting their physiological actions in individual tissue compartments including the kidney with conventional pharmacological or gene targeting experiments has been difficult. Here, we used a cross-transplantation strategy and AT1A receptor–deficient mice to demonstrate distinct and virtually equivalent contributions of AT1 receptor actions in the kidney and in extrarenal tissues to determining the level of blood pressure. We demonstrate that regulation of blood pressure by extrarenal AT1A receptors cannot be explained by altered aldosterone generation, which suggests that AT1 receptor actions in systemic tissues such as the vascular and/or the central nervous systems make nonredundant contributions to blood pressure regulation. We also show that interruption of the AT1 receptor–mediated short-loop feedback in the kidney is not sufficient to explain the marked stimulation of renin production induced by global AT1 receptor deficiency or by receptor blockade. Instead, the renin response seems to be primarily determined by renal baroreceptor mechanisms triggered by reduced blood pressure. Thus, the regulation of blood pressure by the RAS is mediated by AT1 receptors both within and outside the kidney.