Abstract The progression of diabetic complications does not halt despite termination of hyperglycemia, suggesting a “metabolic memory” phenomenon. However, whether metabolic memory exists in and affects the healing of diabetic wounds, as well as the underlying molecular mechanisms, remain unclear. In this study, we found that wound healing was delayed and angiogenesis was decreased in diabetic mice, despite normalization of glycemic control. Thus, we hypothesized that transient hyperglycemic spikes may be a risk factor for diabetic wound healing. We showed that transient hyperglycemia caused persistent damage to the vascular endothelium. Transient hyperglycemia directly upregulated DNMT1 expression, leading to the hypermethylation of Ang-1 and reduced Ang-1 expression, which, in turn, induced long-lasting activation of nuclear factor (NF)-κB and subsequent endothelial dysfunction. An in vivo study further showed that inhibition of DNMT1 promoted angiogenesis and accelerated diabetic wound healing by regulating the Ang-1/NF-κB signaling pathway. These results highlight the dramatic and long-lasting effects of transient hyperglycemic spikes on wound healing and suggest that DNMT1 is a novel target for diabetic vascular complications.

The Drosophila melanogaster Toll-Spätzle pathway plays an important role in development and immunity. Drosophila genome encodes nine Toll receptors and six Spätzle (Spz) proteins, and only the canonical Toll-Spz (Toll-1-Spz-1) pathway has been well investigated. In this study, we compared the nine Drosophila Tolls and showed that similarly to Toll, Toll-7 also strongly activated drosomycin promoter. Importantly, we showed that both Toll and Toll-7 interacted with Spz, Spz-2 and Spz-5, and co-expression of Toll or Toll-7 with Spz, Spz-2 and Spz-5 activated the drosomycin promoter. Furthermore, Toll and Toll-7 both recognized vesicular stomatitis virus (VSV) by binding to the VSV glycoprotein. Septic infection in Toll and Toll-7 mutant flies suggested that Toll and Toll-7 differentially affected defense responses in adult males and females after systemic infection by Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans or VSV. Our results suggest multiple Toll family members activate the expression of antimicrobial peptides. Our results also provide evidence that Toll and Toll-7 bind multiple Spätzle proteins and differentially affect immune defense against different pathogens in adult male and female flies.