Recently cellular protooncogenes have been found to be induced as an early response to pressure overload in cardiac hypertrophy. To examine whether mechanical stimuli directly induce specific gene expression in the heart, we cultured rat neonatal cardiocytes in elastic silicone dishes and stretched these adherent cells. Myocyte stretching stimulated expression of the protooncogene, c-fos, in a stretch length-dependent manner, followed by an increase in amino acid incorporation into proteins. c-fos mRNA levels were enhanced within 15 min by cardiocyte stretching, peaked at 30 min, and declined to undetectable levels by 240 min. In the presence of cycloheximide, a greater increase in c-fos mRNA was seen by stretching. The transfected chloramphenicol acetyltransferase gene linked to upstream sequences of the fos gene including its promoter was also activated by stretching cardiac myocytes. These results suggest that mechanical loading directly regulates gene transcription without the participation of humoral factors in cardiocytes.

To examine the molecular mechanisms by which mechanical stimuli induce cardiac hypertrophy and specific gene expression, we cultured rat neonatal cardiocytes in deformable dishes and imposed an in vitro mechanical load by stretching the adherent cells. Myocyte stretching increased total cell RNA content and mRNA levels of c-fos and skeletal alpha-actin. Nuclear run-off transcription assay revealed that this increase in c-fos mRNA level by stretching at least partially reflects changes in the transcriptional status. The transfected chloramphenicol acetyltransferase gene linked to upstream sequences of the fos gene indicated that sequences containing a serum response element were required for efficient transcription by stretching and that sequences containing a cAMP/calcium response element might not be involved in the c-fos response to myocyte stretching. The accumulation of c-fos mRNA by stretching was suppressed by protein kinase C inhibitors at the transcriptional level and inhibited markedly by down-regulation of protein kinase C. Moreover, myocyte stretching increased inositol phosphate levels, and activation of protein kinase C by phorbol esters stimulated the expression of c-fos and skeletal alpha-actin genes. These findings suggest that mechanical stimuli (myocyte stretching) might directly induce cardiac hypertrophy and specific gene expression possibly via protein kinase C activation.

Abstract —Recent studies have established oxidative modification of low density lipoprotein (LDL) as an important atherogenic factor. We examined the clinical relevance of circulating oxidized LDL (OxLDL) levels in atherosclerotic disease by an enzyme immunoassay with use of specific antibodies against OxLDL (FOH1a/DLH3) and apolipoprotein B. Plasma OxLDL levels were significantly higher in patients with coronary heart disease (n=65) than in control subjects (n=181; 201.3±11.2 versus 112.4±3.3 U/dL, respectively; P <0.01). OxLDL levels were not associated with age, sex, total cholesterol, or apolipoprotein B levels in normal control subjects. Our results suggest that circulating OxLDL may be a possible biochemical risk marker for coronary heart disease.

ABSTRACT Analysis of the dynamics of adenosine triphosphate (ATP) is vital to quantitatively define the actual roles of ATP in biological activities. Here, we applied a genetically encoded Förster resonance energy transfer biosensor “GO-ATeam” and created a transgenic mouse model that allows systemic ATP levels to be quantitatively, sensitively, noninvasively, and spatiotemporally measured under physiological and pathological conditions. We used this model to readily conduct intravital imaging of ATP dynamics under three different conditions: during exercise, in all organs and cells; during myocardial infarction progression; and in response to the application of cardiotoxic drugs. These findings provide compelling evidence that the GO-ATeam mouse model is a powerful tool to investigate the multifarious functions of cellular ATP in vivo with unprecedented spatiotemporal resolution in real-time. This will inform predictions of molecular and morphological responses to perturbations of ATP levels, as well as the elucidation of physiological mechanisms that control ATP homeostasis. One Sentence Summary Intravital real-time imaging of ATP dynamics in multiple organs using GO-ATeam mice, can be used to quantitatively, sensitively, noninvasively, and spatiotemporally measure systemic ATP levels and provide a platform for preclinical pharmacological studies.

Objective Patients with chronic kidney disease (CKD) have an increased risk of adverse cardio-cerebrovascular events. The purpose of this study is to evaluate the prognostic predictors over 5 years in patients with CKD including haemodialysis. Methods In this multicenter, prospective cohort study performed with the Gunma-CKD SPECT Study protocol, 311 patients with CKD [estimated glomerular filtration rate (eGFR) < 60 min/ml/1.73 m 2 ], including 50 patients on haemodialysis, undergoing stress Tc-99m-tetrofosmin SPECT for suspected ischaemic heart disease were followed for 5 years. MACCRE was evaluated, and summed stress score, summed rest score, summed difference score (SDS), left ventricular end-diastolic volume (LVEDV), end-systolic volume (LVESV) and ejection fraction (LVEF) were evaluated by electrocardiogram-gated SPECT. Results Of the 311 patients, 268 were followed for 5 years, and of those patients, 126 experienced MACCRE: cardiac death, n = 15; sudden death, n = 5, nonfatal myocardial infarction, n = 5; hospitalization for heart failure, n = 16; cerebrovascular accident, n = 9; revascularization, n = 49; renal events (haemodialysis initiation/kidney transplantation), n = 20 and other cardiovascular events, n = 7. In univariate Cox analysis, eGFR ( P < 0.0001), haemoglobin ( P = 0.001), SDS ( P = 0.0001), LVEDV ( P = 0.002), LVESV ( P = 0.0003) and LVEF ( P < 0.0001) were associated with MACCRE, and in multivariate Cox analysis, eGFR ( P = 0.014) and SDS ( P = 0.002) were strongly associated with MACCRE. In Kaplan–Meier analysis, the event-free survival rate for MACCRE was better in patients with SDS below 3 than in those with SDS of 3 or higher ( P < 0.0001, log-rank test) and in patients with eGFR of 18 or higher than in those with eGFR below 18 ( P < 0.0001, log-rank test). Conclusion In patients with CKD, SDS and eGFR are reliable prognostic markers for the occurrence of MACCRE over 5 years.

A man in his 60s with paroxysmal atrial fibrillation was scheduled for a catheter ablation but was admitted to our department after contrast-enhanced CT showed a large homogeneous right atrial mass (52×52 mm) as well as a dilated right coronary artery (RCA). Coronary artery angiography showed a large fistula from the RCA to the mass in the right atrium. A giant coronary artery aneurysm was suspected and a surgical resection was performed. The mass was attached to the atrial septal wall and was palpated in the right atrium with a feeding artery from the RCA. The final diagnosis was an extremely rare case of giant coronary artery aneurysm originating from the RCA. The surgery was successful, and the patient was discharged 30 days later.

Abstract Excess lipid accumulation is associated with obesity-related chronic kidney disease, but the mechanisms of fatty acid (FA) uptake have been poorly understood. To this end, we investigated how FAs are taken up by tubular epithelial cells (TECs) in mice by using in vivo FA tracing and histological methods. Immunohistochemistry showed that CD36, which is a well-known FA transporter, was abundantly expressed on the basolateral side of proximal TECs (PTECs). The uptake of 125 I-BMIPP (a radiolabeled FA tracer) was significantly reduced in CD36-knockout kidneys at 1 min after injection. In vivo imaging with multiphoton microscopy revealed that BODIPY-C 12 (a fluorescence-labeled FA tracer) accumulated on both the basolateral and apical sides of PTECs. Numerous lipid droplets accumulated in PTECs after accelerated lipolysis. Furthermore, PTEC-specific injury via diphtheria toxin (DT) injection in transgenic mice expressing the DT receptor resulted in a compensatory increase in lipid accumulation in downstream TECs. Importantly, urinary FAs were undetectable, even in mice and humans with remarkable albuminuria. Our data demonstrate that renal TECs take up FAs from blood (CD36-dependent) and primary urine (CD36-independent) and can store excess FAs as neutral lipids. The results further show that renal tubules have hitherto largely unappreciated mechanisms by which the excretion of FAs into the urine is avoided.