Abstract Rationale Moyamoya disease (MMD) is a rare cerebrovascular occlusive disease that affects Asian population more often. The pathogenesis of MMD is related to mutation in RNF213 gene. However, why, and how RNF213 mutation leads to MMD is still not fully understood. Objective Analyze the impact of RNF213 loss of function on vascular cells and the observed changes correlate with MMD. Methods and results RNF213 KD was conducted in HUVEC and vascular smooth muscle cells (vSMCs). First, HUVEC cells showed alteration of angiogenesis, migration under LPS stimulation, Leukocyte endothelial transmigration, and endothelial-to-vSMCs communication. Transcriptome analysis revealed downregulation of genes regulating cell division and mitosis. Interestingly, Alternative splicing (AS) analysis revealed hundreds of AS events to occur after RNF213 KD in various types of AS. The alternatively spliced genes showed minimal overlap with transcriptome profiling. Pathway analysis revealed many processes and pathways to be regulated by AS events observed. Transcriptome profiling was also performed after LPS treatment and revealed the basis for increased sensitivity to LPS observed in our analysis. AS changes were also observed after LPS treatment in RNF213 KD HUVEC. Different types of AS showed different patterns of convergence or divergence in terms of the regulated pathways after LPS treatment. Finally, transcriptome and AS analysis was performed in vSMCs and showed various processes that impact vSMCs function and phenotype in RNF213 loss of function. Conclusion Our data provide a wealth of information on RNF213 gene function in vascular tissues and shed important light on different processes that contribute to MMD pathogenesis. Our results signify an immune-driven and hemodynamically linked process of MMD initiation and progression.

Abstract Ferroptosis is a non-apoptotic cell death mechanism characterized by the production of lipid peroxides. Ferroptosis plays important roles in many diseases such as cancer and neurodegenerative diseases. While many effectors in the ferroptosis pathway have been mapped, its epigenetic and epitranscriptional regulatory processes are not yet fully understood. Ferroptosis can be induced via system xCT inhibition (Class I) or GPX4 inhibition (Class II). Previous works have revealed important differences in cellular response to Class I and Class II ferroptosis inducers. Importantly, blocking mRNA transcription or translation appears to protect cells against Class I ferroptosis inducing agents but not Class II. Understanding these subtle differences is important in understanding ferroptosis as well as in developing therapeutics based on ferroptosis for various diseases. In this work, we examined the impact of blocking transcription (via Actinomycin D) or translation (via Cycloheximide) on Erastin (Class I) or RSL3 (Class II) induced ferroptosis. Blocking transcription or translation protected cells against Erastin but was detrimental against RSL3. Cycloheximide led to increased levels of GSH alone or when co-treated with Erastin and the activation of the reverse transsulfuration pathway. RNA sequencing analysis revealed an important and unexplored role of Alternative splicing (AS) in regulating ferroptosis stress response and mRNA translation repression. Our results indicated that translation repression is protective against Erastin but detrimental against RSL3. We tested this theory in Alkbh1 overexpressing glioma cells. Alkbh1 demethylates tRNA and represses translation and is associated with worse outcome in glioma patients. Our results showed that Alkbh1 overexpression protected glioma cells against Erastin but was detrimental against RSL3.