KS
Katharina Schimmel
Author with expertise in Diagnosis and Treatment of Pulmonary Hypertension
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
3
(100% Open Access)
Cited by:
0
h-index:
11
/
i10-index:
13
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
1

Rat microbial biogeography and age-dependent lactic acid bacteria in healthy lungs

Liang Zhao et al.May 20, 2023
+7
A
C
L
Abstract The laboratory rat emerges as a useful tool for studying the interaction between the host and its microbiome. To advance principles relevant to the human microbiome, we systematically investigated and defined a multi-tissue full lifespan microbial biogeography for healthy Fischer 344 rats. Microbial community profiling data was extracted and integrated with host transcriptomic data from the Sequencing Quality Control (SEQC) consortium. Unsupervised machine learning, Spearman’s correlation, taxonomic diversity, and abundance analyses were performed to determine and characterize the rat microbial biogeography and the identification of four inter-tissue microbial heterogeneity patterns (P1-P4). The 11 body habitats harbor a greater diversity of microbes than previously suspected. Lactic acid bacteria (LAB) abundances progressively declined in lungs from breastfeed newborn to adolescence/adult and was below detectable levels in elderly rats. LAB’s presence and levels in lungs were further evaluated by PCR in the two validation datasets. The lung, testes, thymus, kidney, adrenal, and muscle niches were found to have age-dependent alterations in microbial abundance. P1 is dominated by lung samples. P2 contains the largest sample size and is enriched for environmental species. Liver and muscle samples were mostly classified into P3. Archaea species were exclusively enriched in P4. The 357 pattern-specific microbial signatures were positively correlated with host genes in cell migration and proliferation (P1), DNA damage repair and synaptic transmissions (P2), as well as DNA transcription and cell cycle in P3. Our study established a link between metabolic properties of LAB with lung microbiota maturation and development. Breastfeeding and environmental exposure influence microbiome composition and host health and longevity. The inferred rat microbial biogeography and pattern-specific microbial signatures would be useful for microbiome therapeutic approaches to human health and good quality of life. Graphical Abstract
1

PTPN1 deficiency modulates BMPR2 signaling and induces endothelial dysfunction in Pulmonary Arterial Hypertension

Md Ali et al.Nov 28, 2022
+5
L
X
M
Abstract Bone morphogenic protein receptor 2 (BMPR2) expression and signaling are impaired in pulmonary arterial hypertension (PAH). How BMPR2 signaling is decreased in PAH is poorly understood. Protein tyrosine phosphatases (PTPs) play important roles in vascular remodeling in PAH. To identify whether PTPs modify BMPR2 signaling we used a siRNA-mediated high throughput screening of 22,124 murine genes in mouse myoblastoma reporter cells using ID1 expression as read-out for BMPR2 signaling. We further experimentally validated the top hit, PTPN1 (PTP1B), in human healthy pulmonary arterial endothelial cells (PAECs) either silenced by siRNA or exposed to hypoxia and confirmed its relevance to PAH by measuring PTPN1 levels in blood and PAECs collected from PAH patients. We identified PTPN1 as a novel regulator of BMPR2 signaling in PAECs, which is downregulated in the blood of PAH patients and documented that downregulation of PTPN1 is linked to endothelial dysfunction in PAECs. These findings point to a potential involvement for PTPN1 in PAH and will aid in our understanding of the molecular mechanisms involved in the disease.
2

Identifying transcriptomic downstream targets of genes commonly mutated in Hereditary Hemorrhagic Telangiectasia

Md Ali et al.Nov 26, 2022
+4
K
Y
M
Abstract Hereditary Hemorrhagic Telangiectasia (HHT) is an autosomal dominant disease that causes arteriovenous vascular malformations (AVMs) in different organs, including the lung. Three genes, ENG (endoglin), ACVRL1 (ALK1) and SMAD4, all members of the TGF-β/BMPR2 signaling pathway, are responsible for over 85% of all HHT cases. However, how these loss-of-function gene mutations lead to AVMs formation and what common downstream signaling they target is unknown. Here, using a combination of siRNA-mediated gene silencing, whole transcriptomic RNA sequencing, bioinformatic analysis, transcriptomic-based drug discovery, endothelial cells functional assays and VEGF signaling analysis, and ex vivo precision cut lung slice (PCLS) cultures approach, we uncovered common downstream transcriptomic gene signatures of HHT-casing genes and identified promising drug for HHT. We found the commonly used BMPR2-signaling downstream target ID1 is not a common downstream target of all the three HHT genes knockdown in human pulmonary microvascular endothelial cells (PMVECs). We identified novel common downstream targets of all the three HHT-causing genes that were enriched for HHT-related biological process and signaling pathways. Among those downstream genes, LYVE1, GPNMB, and MC5R were strong downstream targets that could serve as a better common downstream target than ID1. Furthermore, using the common downstream upregulated genes (HHT disease signature) following HHT gene knockdown, we identified a small molecule drug, Brivanib, that reversed the HHT disease signature, and inhibited VEGF-induced ERK1/2 phosphorylation, proliferation, and angiogenesis in PMVECs and inhibited some of the upregulated HHT disease genes in PCLS. Our findings suggest that Brivanib could be an emerging new drug for HHT.