The surface treatment of polystyrene, which is required to make polystyrene suitable for cell adhesion and spreading, was investigated. Examination of surfaces treated with sulfuric acid or various oxidizing agents using (a) x-ray photoelectron and attenuated total reflection spectroscopy and (b) measurement of surface carboxyl-, hydroxyl-, and sulfur-containing groups by various radiochemical methods showed that sulfuric acid produces an insignificant number of sulfonic acid groups on polystyrene. This technique together with various oxidation techniques that render surfaces suitable for cell culture generated high surface densities of hydroxyl groups. The importance of surface hydroxyl groups for the adhesion of baby hamster kidney cells or leukocytes was demonstrated by the inhibition of adhesion when these groups were blocked: blocking of carboxyl groups did not inhibit adhesion and may raise the adhesion of a surface. These results applied to cell adhesion in the presence and absence of serum. The relative unimportance of fibronectin for the adhesion and spreading of baby hamster kidney cells to hydroxyl-rich surfaces was concluded when cells spread on such surfaces after protein synthesis was inhibited with cycloheximide, fibronectin was removed by trypsinization, and trypsin activity was stopped with leupeptin.

Controlling angiogenesis is crucial. Growth factors and cytokines are key regulators but a full understanding remains elusive. Endogenous electrical potential differences exist within and around the vasculature, both in relation to blood flow and in situations where active angiogenesis occurs, such as wound healing, development and tumor growth. Recent work shows that electrical stimulation induces significant angiogenesis in vivo, through enhanced vascular endothelial growth factor (VEGF) production by muscle cells. We report that applied electric fields (EFs) of small physiological magnitude directly stimulate VEGF production by endothelial cells in culture without the presence of any other cell type. EFs as low as 75-100 mV mm–1 (1.5-2.0 mV across an endothelial cell) directed the reorientation, elongation and migration of endothelial cells in culture. These pre-angiogenic responses required VEGF receptor activation and were mediated through PI3K-Akt and Rho-ROCK signaling pathways, resulting in reorganization of the actin cytoskeleton. This indicates that endogenous EFs might play a role in angiogenesis in vivo by stimulating the VEGF receptor signaling pathway, to induce key pre-angiogenic responses. In addition, it raises the feasibility of using applied EFs to initiate and guide angiogenesis through direct effects on endothelial cells.

Background

 The prevalence of obesity has tripled over the last 50 years, with overweight and obese individuals occupying a third of the global population. Western diet is considered a major contributor to the growing rate of obesity, despite current lifestyle trends emphasising the impact of a healthy lifestyle. Obesity is often co-morbid with chronic inflammatory diseases i.e., cardiovascular disease, arthritis, and diabetes, with its macrovascular and microvascular complications including diabetic retinopathy (DR). DR is a chronic inflammatory process; however, retinopathy has only recently been linked with obesity. Protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) negatively regulates insulin and leptin signaling. Myeloid-cell specific PTP1B promotes high-fat (HF) diet-associated inflammation in mice, rendering PTP1B an attractive therapeutic target. We are currently assessing the role of myeloid-PTP1B in diet-induced retinopathy using atherosclerosis-prone (ApoE-/-) mice. We created myeloid-PTP1B knockout mice on ApoE-/- background (ApoE-/-/LysMPTP1B-/-), and compared retinopathy development with ApoE-/-, myeloid-PTP1B knockout alone (LysMPTP1B-/-) and PTP1Bfl/fl control mice. 

Methods

 Mice were fed standard chow or HF diet for 30 weeks, prior to measuring body composition, serum analysis, retinal thickness and the activation status of bone marrow (progenitor) and spleen inflammatory cells by flow cytometry. 

Results

 The following observations were made: total serum cholesterol and fasted blood glucose measurements were unaltered after HF-feeding, despite altered body composition and an increase in adiposity. ApoE-/-/LysMPTP1B-/- males had a higher bone marrow CCR2+ population than ApoE-/- males, however this was significantly reduced in the spleen, where regardless of nutritional state, ApoE-/- mice had 3-fold higher CCR2+ splenocytes than ApoE-/-/LysMPTP1B-/- males. Mice deficient of myeloid-PTP1B (ApoE-/-/LysMPTP1B-/- and LysMPTP1B-/-) had increased serum IL-10 compared to mice with sufficient myeloid-PTP1B on healthy and atherogenic background (PTP1Bfl/fl and ApoE-/-, respectively). HF-fed ApoE-/-, ApoE-/-/LysMPTP1B-/- and LysMPTP1B-/- mice had increased retinal thickness compared with chow-fed control mice. PTP1Bfl/fl mice exhibited reduced retinal thickness at the posterior pole after HF-feeding. 

Conclusions

 The data support the concept that overnutrition leads to activation on bone marrow progenitor myeloid cells which populate the peripheral tissues and have the potential to cause tissue damage such as retinopathy. This process is regulated by myeloid-PTP1B via IL-10. We suggest that myeloid-PTP1B inhibition would be beneficial to prevent HF diet-induced disease through regulation of inflammation. 

Conflict of Interest

 none