AbstractConstitutive autophagy is important for control of the quality of proteins and organelles to maintain cell function. Damaged proteins and organelles accumulate in aged organs. We have previously reported that cardiac-specific Atg5 (autophagy-related gene 5)-deficient mice, in which the gene was floxed out early in embryogenesis, were born normally, and showed normal cardiac function and structure up to 10 weeks old. In the present study, to determine the longer-term consequences of Atg5-deficiency in the heart, we monitored cardiac-specific Atg5-deficient mice for further 12 months. First, we examined the age-associated changes of autophagy in the wild-type mouse heart. The level of autophagy, as indicated by decreased LC3-II (microtubule-associated protein 1 light chain 3-II) levels, in the hearts of 6-, 14- or 26-month-old mice was lower than that of 10-week-old mice. Next, we investigated the cardiac function and life-span in cardiac-specific Atg5-deficient mice. The Atg5-deficient mice began to die after the age of 6 months. Atg5-deficient mice exhibited a significant increase in left ventricular dimension and decrease in fractional shortening of the left ventricle at the age of 10 months, compared to control mice, while they showed similar chamber size and contractile function at the age of 3 months. Ultrastructural analysis revealed a disorganized sarcomere structure and collapsed mitochondria in 3- and 10-month-old Atg5-deficient mice, with decreased mitochondrial respiratory functions. These results suggest that continuous constitutive autophagy has a crucial role in maintaining cardiac structure and function.

Lymphocyte recirculation through secondary lymphoid organs is essential for immunosurveillance and lymphocyte effector functions. Here, we show that signals through β2-adrenergic receptors (β2ARs) expressed on lymphocytes are involved in the control of lymphocyte dynamics by altering the responsiveness of chemoattractant receptors. Agonist stimulation of lymphocyte β2ARs inhibited egress of lymphocytes from lymph nodes (LNs) and rapidly produced lymphopenia in mice. Physiological inputs from adrenergic nerves contributed to retention of lymphocytes within LNs and homeostasis of their distribution among lymphoid tissues. β2ARs physically interacted with CCR7 and CXCR4, chemokine receptors promoting lymphocyte retention in LNs. Activation of β2ARs enhanced retention-promoting signals through CCR7 and CXCR4, and consequently inhibited lymphocyte egress from LNs. In models of T cell–mediated inflammatory diseases, β2AR-mediated signals inhibited LN egress of antigen-primed T cells and reduced their recruitment into peripheral tissues. Thus, this study reveals a novel mechanism for controlling lymphocyte trafficking and provides additional insights into immune regulation by the nervous system.