A characteristic of both clinical and experimental atrial fibrillation (AF) is atrial electric remodeling associated with profound reduction of L-type Ca(2+) current and shortening of the action potential duration. The possibility that microRNAs (miRNAs) may be involved in this process has not been tested. Accordingly, we assessed the potential role of miRNAs in regulating experimental AF.The miRNA transcriptome was analyzed by microarray and verified by real-time reverse-transcription polymerase chain reaction with left atrial samples from dogs with AF established by right atrial tachypacing for 8 weeks and from human atrial samples from AF patients with rheumatic heart disease. miR-223, miR-328, and miR-664 were found to be upregulated by >2 fold, whereas miR-101, miR-320, and miR-499 were downregulated by at least 50%. In particular, miR-328 level was elevated by 3.9-fold in AF dogs and 3.5-fold in AF patients relative to non-AF subjects. Computational prediction identified CACNA1C and CACNB1, which encode cardiac L-type Ca(2+) channel α1c- and β1 subunits, respectively, as potential targets for miR-328. Forced expression of miR-328 through adenovirus infection in canine atrium and transgenic approach in mice recapitulated the phenotypes of AF, exemplified by enhanced AF vulnerability, diminished L-type Ca(2+) current, and shortened atrial action potential duration. Normalization of miR-328 level with antagomiR reversed the conditions, and genetic knockdown of endogenous miR-328 dampened AF vulnerability. CACNA1C and CACNB1 as the cognate target genes for miR-328 were confirmed by Western blot and luciferase activity assay showing the reciprocal relationship between the levels of miR-328 and L-type Ca(2+) channel protein subunits.miR-328 contributes to the adverse atrial electric remodeling in AF through targeting L-type Ca(2+) channel genes. The study therefore uncovered a novel molecular mechanism for AF and indicated miR-328 as a potential therapeutic target for AF.

Metformin is a widely used antidiabetic drug for type 2 diabetes that can play a cardioprotective role through multiple pathways. It is a recognized agonist of AMP-activated protein kinase (AMPK) that blocks mitochondrial complex I. The NLRP3 inflammasome has been demonstrated to be activated in diabetic cardiomyopathy (DCM). However, the role of metformin in regulating the NLRP3 signaling pathway in DCM remains unclear. It has been reported that AMPK can inhibit NLRP3 by activating autophagy. The aim of this study was to investigate whether metformin can inhibit the NLRP3 inflammasome by activating the AMPK/mTOR pathway in DCM. In this study, streptozotocin-induced C57BL/6 mice and high glucose-treated primary cardiomyocytes from neonatal mice were treated with metformin or an AMPK inhibitor compound C. Echocardiography, hematoxylin-eosin and Masson staining showed that the function and morphology of the diabetic hearts were improved after metformin treatment, whereas these parameters deteriorated after intervention with an AMPK inhibitor. Immunohistochemical staining, immunofluorescence staining and western blot assays indicated that the expression levels of mTOR, NLRP3, caspase-1, IL-1β and GSDMD-N were decreased in the diabetic model treated with metformin and were reversed after the administration of an AMPK inhibitor in vivo and in vitro. Mechanistically, our results demonstrated that metformin can activate AMPK, thus improving autophagy via inhibiting the mTOR pathway and alleviating pyroptosis in DCM. Thus, we provide novel information for the treatment of DCM.

Atrial fibrillation (AF) is a highly prevalent arrhythmia with pronounced morbidity and mortality. Inward-rectifier K+ current (IK1) is believed to be an important regulator of reentrant-spiral dynamics and a major component of AF-related electrical remodeling. MicroRNA-26 (miR-26) is predicted to target the gene encoding KIR2.1, KCNJ2. We found that miR-26 was downregulated in atrial samples from AF animals and patients and this downregulation was accompanied by upregulation of IK1/KIR2.1 protein. miR-26 overexpression suppressed expression of KCNJ2/KIR2.1. In contrast, miR-26 knockdown, inhibition, or binding-site mutation enhanced KCNJ2/KIR2.1 expression, establishing KCNJ2 as a miR-26 target. Knockdown of endogenous miR-26 promoted AF in mice, whereas adenovirus-mediated expression of miR-26 reduced AF vulnerability. Kcnj2-specific miR-masks eliminated miR-26-mediated reductions in Kcnj2, abolishing miR-26's protective effects, while coinjection of a Kcnj2-specific miR-mimic prevented miR-26 knockdown-associated AF in mice. Nuclear factor of activated T cells (NFAT), a known actor in AF-associated remodeling, was found to negatively regulate miR-26 transcription. Our results demonstrate that miR-26 controls the expression of KCNJ2 and suggest that this downregulation may promote AF.

Abstract Diabetes cardiomyopathy (DCM) is a critical complication of long-term chronic diabetes mellitus and is characterized by myocardial fibrosis and myocardial hypertrophy. It has been suggested that DCM is related to pyroptosis, a programmed cell death associated with inflammation. The long non-coding RNA Kcnq1ot1 is involved in different pathophysiological mechanisms of multiple diseases, including acute myocardial damage and arrhythmia. Our previous study found that Kcnq1ot1 was elevated in left ventricular tissue of diabetic mice. However, whether Kcnq1ot1 is capable of regulating pyroptosis and fibrosis in high glucose-treated cardiac fibroblasts remains unknown. The aim of the study was to investigate the mechanisms of Kcnq1ot1 in DCM. Our study revealed that silencing Kcnq1ot1 by a lentivirus-shRNA improved cardiac function and fibrosis, ameliorated pyroptosis, and inhibited TGF-β1/smads pathway in C57BL/6 mice. In vitro, experiments revealed that Kcnq1ot1 and pyroptosis were activated in cardiac fibroblasts treated with 30 mmol/l glucose. Furthermore, Kcnq1ot1 knockdown by a small interfering RNA decreased caspase-1 expression. Bioinformatic prediction and luciferase assays showed that Kcnq1ot1 functioned as a competing endogenous RNA to regulate the expression of caspase-1 by sponging miR-214-3p. In addition, silencing Kcnq1ot1 promoted gasdermin D cleavage and the secretion of IL-1β, thus repressing the TGF-β1/smads pathway in high glucose-treated cardiac fibroblasts through miR-214-3p and caspase-1. Therefore, Kcnq1ot1/miR-214-3p/caspase-1/TGF-β1 signal pathway presents a new mechanism of DCM progression and could potentially be a novel therapeutic target.

Diabetic cardiomyopathy (DCM) is a major complication of diabetes and is characterized by left ventricular dysfunction. Currently, there is a lack of effective treatments for DCM. Ubiquitin-specific protease 7 (USP7) plays a key role in various diseases. However, whether USP7 is involved in DCM has not been established. In this study, we demonstrated that USP7 was upregulated in diabetic mouse hearts and NMCMs co-treated with HG+PA or H9c2 cells treated with PA. Abnormalities in diabetic heart morphology and function were reversed by USP7 silencing through conditional gene knockout or chemical inhibition. Proteomic analysis coupled with biochemical validation confirmed that PCG1β was one of the direct protein substrates of USP7 and aggravated myocardial damage through coactivation of the PPARα signaling pathway. USP7 silencing restored the expression of fatty acid metabolism-related proteins and restored mitochondrial homeostasis by inhibiting mitochondrial fission and promoting fusion events. Similar effects were also observed in vitro. Our data demonstrated that USP7 promoted cardiometabolic metabolism disorders and mitochondrial homeostasis dysfunction via stabilizing PCG1β and suggested that silencing USP7 may be a therapeutic strategy for DCM.