The identification of NOX4 as a major source of oxidative stress in stroke and demonstration of dramatic protection after stroke in mice by NOX4 deletion or NOX inhibition, opens up new avenues for treatment.

Activation of the receptor for advanced glycation end products (RAGE) in diabetic vasculature is considered to be a key mediator of atherogenesis. This study examines the effects of deletion of RAGE on the development of atherosclerosis in the diabetic apoE(-/-) model of accelerated atherosclerosis.ApoE(-/-) and RAGE(-/-)/apoE(-/-) double knockout mice were rendered diabetic with streptozotocin and followed for 20 weeks, at which time plaque accumulation was assessed by en face analysis.Although diabetic apoE(-/-) mice showed increased plaque accumulation (14.9 +/- 1.7%), diabetic RAGE(-/-)/apoE(-/-) mice had significantly reduced atherosclerotic plaque area (4.9 +/- 0.4%) to levels not significantly different from control apoE(-/-) mice (4.3 +/- 0.4%). These beneficial effects on the vasculature were associated with attenuation of leukocyte recruitment; decreased expression of proinflammatory mediators, including the nuclear factor-kappaB subunit p65, VCAM-1, and MCP-1; and reduced oxidative stress, as reflected by staining for nitrotyrosine and reduced expression of various NADPH oxidase subunits, gp91phox, p47phox, and rac-1. Both RAGE and RAGE ligands, including S100A8/A9, high mobility group box 1 (HMGB1), and the advanced glycation end product (AGE) carboxymethyllysine were increased in plaques from diabetic apoE(-/-) mice. Furthermore, the accumulation of AGEs and other ligands to RAGE was reduced in diabetic RAGE(-/-)/apoE(-/-) mice.This study provides evidence for RAGE playing a central role in the development of accelerated atherosclerosis associated with diabetes. These findings emphasize the potential utility of strategies targeting RAGE activation in the prevention and treatment of diabetic macrovascular complications.

Diabetic nephropathy may occur, in part, as a result of intrarenal oxidative stress. NADPH oxidases comprise the only known dedicated reactive oxygen species (ROS)–forming enzyme family. In the rodent kidney, three isoforms of the catalytic subunit of NADPH oxidase are expressed (Nox1, Nox2, and Nox4). Here we show that Nox4 is the main source of renal ROS in a mouse model of diabetic nephropathy induced by streptozotocin administration in ApoE−/− mice. Deletion of Nox4, but not of Nox1, resulted in renal protection from glomerular injury as evidenced by attenuated albuminuria, preserved structure, reduced glomerular accumulation of extracellular matrix proteins, attenuated glomerular macrophage infiltration, and reduced renal expression of monocyte chemoattractant protein-1 and NF-κB in streptozotocin-induced diabetic ApoE−/− mice. Importantly, administration of the most specific Nox1/4 inhibitor, GKT137831, replicated these renoprotective effects of Nox4 deletion. In human podocytes, silencing of the Nox4 gene resulted in reduced production of ROS and downregulation of proinflammatory and profibrotic markers that are implicated in diabetic nephropathy. Collectively, these results identify Nox4 as a key source of ROS responsible for kidney injury in diabetes and provide proof of principle for an innovative small molecule approach to treat and/or prevent chronic kidney failure.