Type 1 diabetes (T1D) is an autoimmune disease with no cure. Therapeutic translation has been hampered by preclinical reproducibility. Here, short-term administration of an antagonist to the receptor for advanced glycation end products (sRAGE) protected against murine diabetes at two independent centers. Treatment with sRAGE increased regulatory T cells (Tregs) within islets, pancreatic lymph nodes and spleen, increasing islet insulin expression and function. Diabetes protection was abrogated by Treg depletion and shown to be dependent on antagonizing RAGE using knockout mice. Human Tregs treated with a RAGE ligand downregulated genes for suppression, migration and Treg homeostasis (FOXP3, IL7R, TIGIT, JAK1, STAT3, STAT5b, CCR4). Loss of suppressive function was reversed by sRAGE, where Tregs increased proliferation and suppressed conventional T cell division, confirming that sRAGE expands functional human Tregs. These results highlight sRAGE as an attractive treatment to prevent diabetes, showing efficacy at multiple research centers and in human T cells.

The accumulation of advanced glycation end products is implicated in the development and progression of diabetic kidney disease. No study has examined whether stimulating advanced glycation clearance via receptor manipulation is reno-protective in diabetes. Podocytes, which are early contributors to diabetic kidney disease and could be a target for reno-protection. To examine the effects of increased podocyte oligosaccharyltransferase-48 on kidney function, glomerular sclerosis, tubulointerstitial fibrosis and proteome (PXD011434), we generated a mouse with increased oligosaccharyltransferase-48kDa subunit abundance in podocytes driven by the podocin promoter. Despite increased urinary clearance of advanced glycation end products, we observed a decline in renal function, significant glomerular damage including glomerulosclerosis, collagen IV deposition, glomerular basement membrane thickening and foot process effacement and tubulointerstitial fibrosis. Analysis of isolated glomeruli identified enrichment in proteins associated with collagen deposition, endoplasmic reticulum stress and oxidative stress. Ultra-resolution microscopy of podocytes revealed denudation of foot processes where there was co-localization of oligosaccharyltransferase-48kDa subunit and advanced glycation end-products. These studies indicate that increased podocyte expression of oligosaccharyltransferase-48kDa subunit results in glomerular endoplasmic reticulum stress and a decline in kidney function.

The accumulation of advanced glycation end products (AGEs) have been implicated in the development and progression of diabetic kidney disease (DKD). There has been interest in investigating the potential of AGE clearance receptors, such as oligosaccharyltransferase-48kDa subunit (OST48) to prevent the detrimental effects of excess AGE accumulation seen in the diabetic kidney. Here the objective of the study was to increase the expression of OST48 to examine if this slowed the development of DKD by facilitating the clearance of AGEs. Groups of 8-week-old heterozygous knock-in male mice (n=9-12/group) over-expressing the gene encoding for OST48, dolichyl-diphosphooligosaccharide-protein glycosyltransferase (DDOST+/-) and litter mate controls were randomised to either (i) no diabetes or (ii) diabetes induced via multiple low-dose streptozotocin and followed for 24 weeks. By the study end, global over expression of OST48 increased glomerular OST48. This facilitated greater renal excretion of AGEs but did not affect circulating or renal AGE concentrations. Diabetes resulted in kidney damage including lower glomerular filtration rate, albuminuria, glomerulosclerosis and tubulointerstitial fibrosis. In diabetic mice, tubulointerstitial fibrosis was further exacerbated by global increases in OST48. There was significantly insulin effectiveness, increased acute insulin secretion, fasting insulin concentrations and AUCinsulin observed during glucose tolerance testing in diabetic mice with global elevations in OST48 when compared to diabetic wild-type littermates. Overall, this study suggested that despite facilitating urinary-renal AGE clearance, there were no benefits observed on kidney functional and structural parameters in diabetes afforded by globally increasing OST48 expression. However, the improvements in insulin secretion seen in diabetic mice with global over-expression of OST48 and their dissociation from effects on kidney function warrant future investigation.

Abstract Background Long ncRNAs (lncRNAs) are known to influence numerous biological processes including cellular differentiation and tissue development. They are also implicated in the maintenance, health and physiological function of many tissues including the heart. Indeed, manipulating the expression of specific lncRNAs has been shown to improve pathological cardiac phenotypes such as heart failure. One lncRNA studied in various settings is OIP5-AS1 (also known as 1700020I14Rik and Cyrano ), however its role in cardiac pathologies remains mostly uncharacterised. Methods We used data generated from FACS sorted murine cardiomyocytes, human iPSC derived cardiomyocytes, as well as heart tissue from various animal models to investigate OIP5-AS1 expression in health and disease. Using CRISPR we engineered a global OIP5-AS1 knock out (KO) mouse model and performed cardiac pressure overload experiments to study heart failure in these animals. RNA-sequencing of left ventricles provided mechanistic insight between WT and KO mice. Results We demonstrate that OIP5-AS1 expression is regulated during cardiac development and cardiac specific pathologies in both rodent and human models. Moreover, we demonstrate that global female OIP5-AS1 KO mice develop exacerbated heart failure, but male mice do not. Transcriptomics and gene set enrichment analysis suggests that OIP5-AS1 may regulate pathways that impact mitochondrial function. Conclusions OIP5-AS1 is regulated in cardiac tissue and its deletion leads to worsening heart function under pressure overload in female mice. This may be due to impairments in mitochondrial function, highlighting OIP5-AS1 as a gene of interest in sex-specific differences in heart failure.

Abstract CRISPR/Cas9 technology has revolutionized gene editing and fast tracked our capacity to manipulate genes of interest for the benefit of both research and therapeutic applications. Whilst many advances have, and continue to be made in this area, perhaps the most utilized technology to date has been the generation of knockout cells, tissues and animals by taking advantage of Cas9 function to promote indels in precise locations in the genome. Whilst the advantages of this technology are many fold, some questions still remain regarding the effects that long term expression of foreign proteins such as Cas9, have on mammalian cell function. Several studies have proposed that chronic overexpression of Cas9, with or without its accompanying guide RNAs, may have deleterious effects on cell function and health. This is of particular concern when applying this technology in vivo, where chronic expression of Cas9 in tissues of interest may promote disease-like phenotypes and thus confound the investigation of the effects of the gene of interest. Although these concerns remain valid, no study to our knowledge has yet to demonstrate this directly. Thus, in this study we used the lox-stop-lox (LSL) spCas9 ROSA26 transgenic (Tg) mouse line to generate four tissue-specific Cas9-Tg models with expression in the heart, liver, skeletal muscle and adipose tissue. We performed comprehensive phenotyping of these mice up to 20-weeks of age and subsequently performed molecular analysis of their organs. We demonstrated that Cas9 expression in these tissues had no detrimental effect on whole body health of the animals, nor did it induce any tissue-specific effects on energy metabolism, liver health, inflammation, fibrosis, heart function or muscle mass. Thus, our data suggests that these models are suitable for studying the tissue specific effects of gene deletion using the LSL-Cas9-Tg model, and that phenotypes observed utilizing these models can be confidently interpreted as being gene specific, and not confounded by the chronic overexpression of Cas9.

Abstract Metabolic conditions such as obesity, insulin resistance and glucose intolerance are frequently associated with impairments in skeletal muscle function and metabolism. This is often linked to dysregulation of homeostatic pathways including an increase in reactive oxygen species (ROS) and oxidative stress. One of the main sites of ROS production is the mitochondria, where the flux of substrates through the electron transport chain (ETC) can result in the generation of oxygen free radicals. Fortunately, several mechanisms exist to buffer bursts of intracellular ROS and peroxide production, including the enzymes Catalase, Glutathione Peroxidase and Superoxide Dismutase (SOD). Of the latter there are two intracellular isoforms; SOD1 which is mostly cytoplasmic, and SOD2 which is found exclusively in the mitochondria. Developmental and chronic loss of these enzymes has been linked to disease in several studies, however the temporal effects of these disturbances remain largely unexplored. Here, we induced a post-developmental (8-week old mice) deletion of SOD2 in skeletal muscle (SOD2-iMKO) and demonstrate that 16 weeks of SOD2 deletion leads to no major impairment in whole body metabolism, despite these mice displaying alterations in aspects of mitochondrial abundance and voluntary ambulatory movement. Furthermore, we demonstrated that SOD2 deletion impacts on specific aspects of muscle lipid metabolism, including the abundance of phospholipids and phosphatidic acid (PA), the latter being a key intermediate in several cellular signaling pathways. Thus, our findings suggest that post-developmental deletion of SOD2 induces a more subtle phenotype than previous embryonic models have shown, allowing us to highlight a previously unrecognized link between SOD2, mitochondrial function and bioactive lipid species including PA.