Abstract Background The myogenic response is an inherent vasoconstrictive property of resistance arteries to keep blood flow constant in response to increases in intravascular pressure. Angiotensin II (Ang II) type 1 receptors (AT1R) are broadly distributed, mechanoactivated receptors, which have been proposed to transduce myogenic vasoconstriction. However, the AT1R subtype(s) involved and their downstream G protein- and β-arrestin-mediated signaling pathways are still elusive. Objective To characterize the function of AT1aR and AT1bR in the regulation of the myogenic response of resistance size arteries and possible downstream signaling cascades mediated by G q/11 and/or β-arrestins. Methods We used Agtr1a -/- , Agtr1b -/- and tamoxifen-inducible smooth muscle-specific AT1aR knockout mice ( SM-Agtr1a mice). FR900359, [Sar1, Ile4, Ile8] Ang II (SII) and TRV120055 were used as selective G q/11 protein inhibitor and biased agonists to activate non-canonical β-arrestin and canonical G q/11 signaling of the AT1R, respectively. Results Myogenic and Ang II-induced vasoconstrictions were diminished in the perfused renal vasculature of Agtr1a -/- and SM-Agtr1a mice. Similar results were observed in isolated pressurized mesenteric and cerebral arteries. Myogenic tone and Ang II-induced vasoconstrictions were normal in arteries from Agtr1b -/- mice. The G q/11 blocker FR900359 decreased myogenic tone and Ang II vasoconstrictions while selective biased targeting of AT1R β-arrestin signaling pathways had no effects. Conclusion The present study demonstrates that myogenic arterial constriction requires G q/11 -dependent signaling pathways of mechanoactivated AT1aR but not G protein-independent, noncanonical alternative signaling pathways in the murine mesenteric, cerebral and renal circulation.

Abstract Background Small arteries exhibit resting tone, a partially contracted state that maintains arterial blood pressure. In arterial smooth muscle cells (SMCs), potassium channels control contraction and relaxation. Perivascular adipose tissue (PVAT) has been shown to exert anticontractile effects on the blood vessels. However, the mechanisms by which PVAT signals small arteries, and their relevance, remain largely unknown. We aimed to uncover key molecular components in adipose-vascular coupling. Methods A wide-spectrum of genetic mouse models targeting Kcnq3, Kcnq4 and Kcnq5 genes ( Kcnq3 −/− , Kcnq4 −/− , Kcnq5 −/− , Kcnq5 dn/dn , Kcnq4 −/− /Kcnq5 dn/dn , Kcnq4 −/− /Kcnq5 −/− ), telemetry blood pressure measurements, targeted lipidomics, and RNA-Seq profiling, wire-myography, patch-clamp, and sharp-electrode membrane potential measurements were used. Results We show that PVAT causes SMC KCNQ5 (K V 7.5) channels to hyperpolarize the membrane potential. This effect relaxes small arteries and regulates blood pressure. Oxygenation of polyunsaturated fats generates oxylipins, a superclass of lipid mediators. We identified numerous oxylipins released by PVAT that potentiate vasodilatory action in small arteries by opening SMC KCNQ5 channels. Conclusions Our results reveal a key molecular function of KCNQ5 channels in adipose-vascular coupling, translating PVAT signals, particularly oxylipins, to the central physiological function of vasoregulation. This novel pathway opens new therapeutic perspectives.

Abstract Aging is an independent risk factor for hypertension, cardiovascular morbidity, and mortality. However, detailed mechanisms linking aging to cardiovascular disease are unclear. We studied the aging effects on the role of perivascular adipose tissue and downstream vasoconstriction targets, voltage-dependent K V 7 channels, and their pharmacological modulators (flupirtine, retigabine, QO58, QO58-lysine) in a murine model. We assessed vascular function of young and old mesenteric arteries in vitro using wire myography. We also performed bulk RNA sequencing and quantitative reverse transcription polymerase chain reaction tests in mesenteric arteries and perivascular adipose tissue to elucidate molecular underpinnings of age-related phenotypes. Results revealed impaired perivascular adipose tissue-mediated control of vascular tone particularly via K V 7.3-5 channels with increased age through metabolic and inflammatory processes and release of perivascular adipose tissue-derived relaxation factors. Moreover, QO58 was identified as novel pharmacological vasodilator to activate XE991-sensitive KCNQ channels in old mesenteric arteries. Our data suggest that targeting inflammation and metabolism in perivascular adipose tissue could represent novel approaches to restore vascular function during aging. Furthermore, QO58 represents a novel tool for cardiovascular and hypertension research in aging.