We examined the myogenic response to infarction in neonatal and adult mice to determine the role of c-kit + cardiovascular precursor cells (CPC) that are known to be present in early heart development. Infarction of postnatal day 1–3 c-kit BAC -EGFP mouse hearts induced the localized expansion of (c-kit)EGFP + cells within the infarct, expression of the c-kit and Nkx2.5 mRNA, myogenesis, and partial regeneration of the infarction, with (c-kit)EGFP + cells adopting myogenic and vascular fates. Conversely, infarction of adult mice resulted in a modest induction of (c-kit)EGFP + cells within the infarct, which did not express Nkx2.5 or undergo myogenic differentiation, but adopted a vascular fate within the infarction, indicating a lack of authentic CPC. Explantation of infarcted neonatal and adult heart tissue to scid mice, and adoptive transfer of labeled bone marrow, confirmed the cardiac source of myogenic (neonate) and angiogenic (neonate and adult) cells. FACS-purified (c-kit)EGFP + /(αMHC)mCherry − (noncardiac) cells from microdissected infarcts within 6 h of infarction underwent cardiac differentiation, forming spontaneously beating myocytes in vitro; cre/LoxP fate mapping identified a noncardiac population of (c-kit)EGFP + myocytes within infarctions, indicating that the induction of undifferentiated precursors contributes to localized myogenesis. Thus, adult postinfarct myogenic failure is likely not due to a context-dependent restriction of precursor differentiation, and c-kit induction following injury of the adult heart does not define precursor status.

Brain capillary calcium signaling controls blood flow.

Abstract Optogenetic effectors and sensors provide a novel real-time window into complex physiological processes, enabling determination of molecular signaling processes within functioning cellular networks. However, the combination of these optical tools in mice is made practical by construction of genetic lines that are optically compatible and genetically tractable. We present a new toolbox of 21 mouse lines with lineage -specific expression of optogenetic effectors and sensors for direct biallelic combination, avoiding the multiallelic requirement of Cre recombinase -mediated DNA recombination, focusing on models relevant for cardiovascular biology. Optogenetic effectors (11 lines) or Ca 2+ sensors (10 lines) were selectively expressed in cardiac pacemaker cells, cardiomyocytes, vascular endothelial and smooth muscle cells, alveolar epithelial cells, lymphocytes, glia, and other cell types. Optogenetic effector and sensor function was demonstrated in numerous tissues. Arterial/arteriolar tone was modulated by optical activation of the second messengers InsP 3 (opto α 1AR) and cAMP (optoß2AR), or Ca 2+ - permeant membrane channels (CatCh2) in smooth muscle (Acta2) and endothelium (Cdh5). Cardiac activation was separately controlled through activation of nodal/conducting cells or cardiac myocytes. We demonstrate combined effector and sensor function in biallelic mouse crosses: optical cardiac pacing and simultaneous cardiomyocyte Ca 2+ imaging in HCN4 BAC -CatCh2/ α MHC-GCaMP8 crosses. These experiments highlight the potential of these mice to explore cellular signaling in vivo , in complex tissue networks.