Rosuvastatin is an HMG-CoA reductase inhibitor and one of the most hydrophilic among the commercially available statins. It is efficiently accumulated in the liver and excreted into the bile in an unchanged form in rats, suggesting that hepatic transporters play a major role in its clearance. Therefore, we investigated the transporters responsible for the hepatic uptake and biliary excretion of rosuvastatin. Uptake studies revealed that human organic anion transporting polypeptide (OATP) 1B1, OATP1B3, and OATP2B1 accept rosuvastatin as a substrate. Among the OATP family transporters, OATP1B1 contributes predominantly to the hepatic uptake of rosuvastatin, as estimated with the previously published relative activity factor method, and OATP1B3 is also partly involved. Significant vectorial basal-to-apical transport was observed in OATP1B1/multidrug resistance-associated protein 2 (MRP2), OATP1B1/multidrug resistance protein 1 (MDR1), and OATP1B1/breast cancer resistance protein (BCRP) double transfectants compared with that in an OATP1B1 single transfectant or in vector-transfected control cells. The ATP-dependent uptake of rosuvastatin by human BCRP-expressing membrane vesicles was significantly higher than the uptake by green fluorescent protein-expressing control vesicles, suggesting that MRP2, MDR1, and BCRP can transport rosuvastatin. Under in vivo conditions, the biliary excretion clearances based on the intrahepatic concentration of the parent rosuvastatin in Eisai hyperbilirubinemic rats and Bcrp1 knockout mice were reduced to 53% and 12% of those in the control Sprague-Dawley rats and FVB mice, respectively, indicating that rat Mrp2 and mouse Bcrp1 are both partly involved in the biliary excretion of rosuvastatin. These results suggest that multiple transporters are involved in the hepatic uptake and efflux of rosuvastatin.

Exosomes, a class of small bilayer vesicles derived from virtually all eukaryotic cells, have been exploited as a promising natural delivery platform due to their low toxicity, excellent structural stability, nanoscale size, cargo loading ability, and editable surface structure. To load therapeutic or diagnostic cargos (drugs, nucleic acids, proteins, peptides, and nanomaterials) into exosomes, multiple techniques have been developed, such as incubating cargos with exosomes or exosome-secreting cells, transfection, physical treatments (sonication, electroporation, extrusion, freeze-thaw, surfactant treatment, and dialysis), and in situ synthesis. Moreover, homing-molecules with high receptor binding affinity, acidic milieu responsiveness, or magnetic properties have been assembled on exosomal surface by transfection or chemical modification, conferring the targeting capacity to exosomes. In this review, we summarize the biogenesis, contents and functions of natural exosomes, and provide a comprehensive discussion for the strategies of exosomal cargo loading and membrane modification for targeted delivery.

Rationale: During the development of atherosclerosis, macrophages secrete exosomes that regulate vascular smooth muscle cells (VSMCs); however, whether nicotine, a major constituent of cigarettes, can modulate this communication in the context of atherogenesis remains to be further studied. In this study, we hypothesized that nicotine induces macrophages to secrete atherogenic exosomes containing microRNAs (miRNAs) to mediate cell-to-cell crosstalk and encourage proatherogenic phenotypes of VSMCs. Methods: In an in vivo study, nicotine was administered subcutaneously to 8-week-old male ApoE-/- mice fed a high-fat diet (HFD) for 12 weeks. Oil red O and hematoxylin and eosin (HE) were used to stain atherosclerotic lesions. Lesion macrophages, VSMCs and exosomes were stained for CD68, α-smooth muscle actin (α-SMA) and CD9, and plaque exosomes were observed by transmission electron microscopy (TEM). Exosomes derived from control macrophages (M-Exos) and from nicotine-treated macrophages (NM-Exos) were isolated by ultracentrifugation, purified by sucrose density gradient centrifugation and characterized based on specific morphology and surface markers. The IVIS® Spectrum in vivo imaging system showed the biodistribution of NM-Exos and M-Exos in circulation. Chitosan hydrogel-incorporated exosomes were applied to simulate exosome secretion in situ. Scratch wound assay, transwell assay and EdU staining were conducted to assess the effects of NM-Exos on the migration and proliferation of mouse VSMCs. RNA-seq was performed to determine the miRNA profiles of M-Exos and NM-Exos. Quantitative real-time PCR (qRT-PCR) analysis was conducted to detect the expression levels of miRNAs and mRNAs. The roles of the candidate miRNA and its target gene were assessed using specific RNA inhibitors, siRNAs and miRNA mimics. Western blotting was used to detect candidate protein expression levels. A dual-luciferase reporting system was utilized to confirm the binding of a specific miRNA to its target gene. Results: Nicotine induced atherosclerotic lesion progression and resulted in plaque exosome retention in vivo. The biodistribution of NM-Exos showed that plaque-resident exosomes might be secreted in situ. VSMCs cocultured in vitro with nicotine-stimulated macrophages presented an increased capacity for migration and proliferation, which was exosome-dependent. In addition, isolated NM-Exos helped promote VSMC migration and proliferation. miRNA profiling showed that miR-21-3p was enriched in NM-Exos, and this miRNA was shown to play a key role in regulating NM-Exos-induced effects by directly targeting phosphatase and tension homologue (PTEN). Conclusion: Exosomal miR-21-3p from nicotine-treated macrophages may accelerate the development of atherosclerosis by increasing VSMC migration and proliferation through its target PTEN.

Precision of transcription is critical because transcriptional dysregulation is disease causing. Traditional methods of transcriptional profiling are inadequate to elucidate the full spectrum of the transcriptome, particularly for longer and less abundant mRNAs. SHANK3 is one of the most common autism causative genes. Twenty-four Shank3-mutant animal lines have been developed for autism modeling. However, their preclinical validity has been questioned due to incomplete Shank3 transcript structure. We apply an integrative approach combining cDNA-capture and long-read sequencing to profile the SHANK3 transcriptome in humans and mice. We unexpectedly discover an extremely complex SHANK3 transcriptome. Specific SHANK3 transcripts are altered in Shank3-mutant mice and postmortem brain tissues from individuals with autism spectrum disorder. The enhanced SHANK3 transcriptome significantly improves the detection rate for potential deleterious variants from genomics studies of neuropsychiatric disorders. Our findings suggest that both deterministic and stochastic transcription of the genome is associated with SHANK family genes.

Abstract Mining of anti-diabetic dipeptidyl peptidase IV (DPP-IV) inhibitory peptides (DPP-IV-IPs) is currently a costly and laborious process. Due to the absence of rational peptide design rules, it relies on cumbersome screening of unknown enzyme hydrolysates. Here, we present an enhanced deep learning (DL) model called BERT-DPPIV, specifically designed to classify DPP-IV-IPs and exploring their design rules to discover potent candidates. The end-to-end model utilizes a fine-tuned bidirectional encoder representations (BERT) architecture to extract structural/functional information from input peptides and accurately identify DPP-IV-Ips from input peptides. Experimental results in benchmark dataset showed BERT-DPPIV yielded state-of-the-art accuracy of 0.894, surpassing the 0.797 obtained by sequence-feature model. Furthermore, we leverage the attention mechanism to uncover that our model could recognize restriction enzyme cutting site and specific residues that contribute to the inhibition of DPP-IV. Moreover, guided by BERT-DPPIV, proposed design rules of DPP-IV inhibitory tripeptides and pentapeptides were validated and they can be used to screen potent DPP-IV-IPs.

Ischemia/reperfusion (I/R) is a pathological process that occurs in numerous organs and is often associated with severe cellular damage and death. Ectodysplasin-A2 receptor (EDA2R) is a member of the TNF receptor family that has anti-inflammatory and antioxidant effects. However, to the best of our knowledge, its role in the progression of myocardial I/R injury remains unclear. The present study aimed to investigate the role of EDA2R during myocardial I/R injury and the molecular mechanisms involved. In vitro, dexmedetomidine (DEX) exhibited a protective effect on hypoxia/reoxygenation (H/R)-induced cardiomyocyte injury and downregulated EDA2R expression. Subsequently, EDA2R silencing enhanced cell viability and reduced the apoptosis of cardiomyocytes. Furthermore, knockdown of EDA2R led to an elevated mitochondrial membrane potential (MMP), repressed the release of Cytochrome C and upregulated Bcl-2 expression. EDA2R knockdown also resulted in downregulated expression of Bax, and decreased activity of Caspase-3 and Caspase-9 in cardiomyocytes, reversing the effects of H/R on mitochondria-mediated apoptosis. In addition, knockdown of EDA2R suppressed H/R-induced oxidative stress. Mechanistically, EDA2R knockdown inactivated the NF-κB signaling pathway. Additionally, downregulation of EDA2R weakened myocardial I/R injury in mice, as reflected by improved left ventricular function and reduced infarct size, as well as suppressed apoptosis and oxidative stress. Additionally, EDA2R knockdown repressed the activation of NF-κB signal in vivo. Collectively, knockdown of EDA2R exerted anti-apoptotic and antioxidant effects against I/R injury in vivo and in vitro by suppressing the NF-κB signaling pathway.

For rod-shaped bacterial model organisms, the division plane is defined by the geometry of the cell. However, for Neisseria gonorrhoeae, a coccoid organism that most commonly exists as a diplococcus and that possesses genes coding for rod-based cell division systems, the relationship between cell geometry and division is unclear. Here, we characterized the organization of N. gonorrhoeae division using a combination of fluorescent probes, genetics, and time-lapse microscopy. We found that the planes of successive cell divisions are orthogonal and temporally overlapping, thereby maintaining diplococcal morphology. Division takes place perpendicular to a subtle long-axis in each coccus. In keeping with the ParABS and the MinCDE systems reading the long-axis of rod-shaped bacteria, in the coccoid N. gonorrhoeae, ParB segregates along this subtle long-axis and cells lacking minCDE have severe morphological consequences, including an inability to perform orthogonal division and aberrant assembly of the division plane at the cell poles. Taken together, this stresses the central role of even slight dimensional asymmetry as a general organizational principle in bacterial cell division.

Designing highly efficient orally administrated nanotherapeutics with specific inflammatory site-targeting functions in the gastrointestinal (GI) tract for ulcerative colitis (UC) management is a significant challenge. Straightforward and adaptable modular multifunctional nanotherapeutics represent groundbreaking advancements and are crucial to promoting broad application in both academic research and clinical practice. In this study, we focused on exploring a specific targeting modular and functional oral nanotherapy, serving as "one stone", for the directed localization of inflammation and the regulation of redox homeostasis, thereby achieving effects against "two birds" for UC treatment. The designed nanotherapeutic agent OPNs@LMWH, which has a core-shell structure composed of oxidation-sensitive epsilon-polylysine nanoparticles (OPNs) in the core and low-molecular-weight heparin (LMWH) in the shell, exhibited specific active targeting effects and therapeutic efficacy simultaneously. We qualitatively and quantificationally confirmed that OPNs@LMWH possessed high integrin alpha M-mediated immune cellular uptake efficiency and preferentially accumulated in inflamed lesions. Compared with bare OPNs, OPNs@LMWH exhibited enhanced intracellular reactive oxygen species (ROS) scavenging and anti-inflammatory effects. After oral administration of OPNs@LMWH to mice with dextran sulfate sodium (DSS)-induced colitis, robust resilience was observed. OPNs@LMWH effectively ameliorated oxidative stress and inhibited the activation of inflammation-associated signalling pathways while simultaneously bolstering the protective mechanisms of the colonic epithelium. Overall, these findings underscore the compelling dual functionalities of OPNs@LMWH, which enable effective oral delivery to inflamed sites, thereby facilitating precise UC management.

Type 2 diabetes (T2DM) is one of the major metabolic diseases and poses a serious challenge to human life and global economic development. Jinqi Jiangtang Tablets (JQJT) is effective in ameliorating the effects of T2DM, but the mechanism of JQJT is unclear.