Diversité fonctionnelle du facteur de transcription Tbx5 dans le coeur

Le cœur des vertébrés est un organe modulaire qui requiert le " patterning " complexe des champs morphogénétiques cardiogènes et la convergence coordonnée des diverses sous-populations de progéniteurs cardiogéniques. Au moins 7 facteurs de transcription de la famille T-box coopèrent au sein de ces nombreuses sous-populations de progéniteurs cardiogéniques afin de réguler la morphogenèse et l’agencement de multiples structures le long de l’ébauche cardiaque, ce qui explique que les mutations humaines de ces gènes engendrent diverses malformations congénitales cardiaques (MCCs). L’un de ces gènes T-box, Tbx5, dont l’haploinsuffisance génère le syndrome de Holt-Oram (SHO), intervient dans une grande variété de réseaux de régulation géniques (RRGs) qui orchestrent la morphogenèse des oreillettes, du ventricule gauche, de la valve mitrale, des septums inter-auriculaire et inter-ventriculaire, ainsi que du système de conduction cardiaque. La diversité des RRGs impliqués dans la formation de ces structures cardiaques suggère que Tbx5 détient une profusion de fonctions qui ne seront identifiables qu’en répertoriant ses activités moléculaires dans chaque lignée cardiaque examinée isolément. Afin d’aborder cette problématique, une ablation génétique de Tbx5 dans l’endocarde a été réalisée. Cette expérience a démontré le rôle crucial de Tbx5 dans la survie des cellules endocardiques bordant le septum primum et des cardiomyocytes au sein de cette structure embryonnaire qui contribuera à la morphogenèse du septum inter-auriculaire. En outre, cette étude a révélé l’existence d’une communication croisée entre la sous-population de cellules endocardiques Tbx5+ et le myocarde au niveau du septum primum, afin d’assurer la survie des cardiomyocytes, et ultimement de garantir la maturation du septum inter-auriculaire. Nos résultats confirment aussi l’importance de l’interdépendance génétique (Tbx5 et Gata4 ainsi que Tbx5 et Nos3) entre différents loci dans la morphogenèse de la cloison inter-auriculaire, et particulièrement de l’influence que peut avoir l’environnement sur la pénétrance et l’expressivité des communications inter-auriculaires (CIAs) dans le SHO. En outre, puisque les fonctions d’un gène dépendent ordinairement des différents isoformes qu’il peut générer, une deuxième étude a focalisé davantage sur l’aspect transcriptionnel de Tbx5. Cette approche a mené à la découverte de 6 transcrits alternatifs exhibant des fonctions à la fois communes et divergentes. La caractérisation de 2 de ces isoformes a révélé le rôle de l’isoforme long (Tbx5_v1) dans la régulation de la croissance des cardiomyocytes durant la cardiogénèse, tandis que l’isoforme court (Tbx5_v2), préférentiellement exprimé dans le cœur mature, réprime la croissance cellulaire. Il est donc entièrement concevable que les mutations de TBX5 entraînant une troncation de la région C-terminale accroissent la concentration d’une protéine mutée qui, à l’instar de Tbx5_v2, interfère avec la croissance de certaines structures cardiaques. En revanche, la divergence de fonctions de ces isoformes, caractérisée par les disparités de localisation subcellulaire et de d’interaction avec d’autres cofacteurs cardiaques, suggère que les mutations affectant davantage un isoforme favoriseraient l’émergence d’un type particulier de MCC. Finalement, un dernier objectif était d’identifier le ou les mécanisme(s) moléculaire(s) par le(s)quel(s) Tbx5 régule son principal gène cible, Nppa, et d’en extraire les indices qui éclairciraient sa fonction transcriptionnelle. Cet objectif nécessitait dans un premier lieu d’identifier les différents modules cis-régulateurs (MCRs) coordonnant la régulation transcriptionnelle de Nppa et Nppb, deux gènes natriurétiques dont l’organisation en tandem et le profil d’expression durant la cardiogénèse sont conservés dans la majorité des vertébrés. L’approche d’empreinte phylogénétique employée pour scanner le locus Nppb/Nppa a permis d’identifier trois MCRs conservés entre diverses espèces de mammifères, dont un (US3) est spécifique aux euthériens. Cette étude a corroboré que la régulation de l’expression du tandem génique Nppb/Nppa requérait l’activité transcriptionnelle d’enhancers en complément aux promoteurs de Nppa et Nppb. La concordance quasiment parfaite entre les profils d’expression de Tbx5 et de ces deux gènes natriurétiques chez les mammifères, suggère que le gradient d’expression ventriculaire de Tbx5 est interprété par le recrutement de ce facteur au niveau des différents enhancers identifiés. En somme, les études présentées dans cette thèse ont permis de clarifier la profusion de fonctions cardiaques que possède Tbx5. Certaines de ces fonctions émanent de l’épissage alternatif de Tbx5, qui favorise la synthèse d’isoformes dotés de propriétés spécifiques. Les diverses interactions combinatoires entre ces isoformes et d’autres facteurs cardiaques au sein des diverses sous-populations de progéniteurs cardiogènes contribuent à l’émergence de RRGs cardiaques divergents.

Étude des œstrogènes sur la repolarisation cardiaque et de la grossesse sur l’électrocardiographie chez la souris

Le tamoxifène, un modulateur sélectif des récepteurs oestrogéniques, est un médicament largement utilisé depuis plus de vingt ans pour le traitement et la prévention du cancer du sein. Plusieurs études ont rapporté que l’administration aiguë du tamoxifène pouvait réduire certains courants K+ cardiaques. Cette observation suggère que les femmes traitées de façon chronique avec le tamoxifène risquent d’avoir une prolongation de leur intervalle QT, favorisant ainsi le développement de torsades de pointes. Puisque in vivo, le tamoxifène est largement métabolisé et son effet est attribué à celui du 4hydroxy-tamoxifène (4OH-tamoxifène), nous avons d'abord vérifié si les effets du tamoxifène sur la repolarisation pouvaient être dus au 4OH-tamoxifène. À l'aide de la méthode de patch-clamp, nous avons étudié l’effet aigu du 4OH-tamoxifène sur les courants K+ présents au niveau ventriculaire chez la souris femelle. En premier lieu, nous avons démontré que les souris traitées avec le 4OH-tamoxifène présentaient une diminution des courants K+ comparativement aux souris intactes. Fait intéressant, le prétraitement des myocytes avec l’antagoniste des récepteurs oestrogéniques, le ICI 182,780, ou l’inhibiteur de la synthèse protéique, l'actinomycine D, n’a pas modifié les effets du 4OH-tamoxifène. Ces résultats suggéraient que les effets du 4OH-tamoxifène sur les courants potassiques ne soient pas liés à la transcription génomique et n’implique pas les récepteurs aux œstrogènes. Bien que l’administration aiguë du 4OH-tamoxifène diminue les courants K+ cardiaques, l’absence de troubles au niveau du rythme cardiaque chez les femmes traitées à long terme exclu la possibilité de conclure que le traitement chronique avec le tamoxifène augmente la durée de l’intervalle QT. L'accès à des souris femelles et des cobayes nous a permis de démontrer que contrairement au traitement en aigu, les courants et les canaux K+ cardiaques sont augmentés en chronique. Les oestrogènes associés à une diminution des courants K+ d’une part et nos résultats obtenus avec le tamoxifène d’autre part suggèrent qu’en bloquant les récepteurs oestrogéniques, le tamoxifène puisse prévenir les effets inhibiteurs des oestrogènes sur les courants K+. Cette association œstrogènes- tamoxifène- récepteurs oestrogéniques et courants K+ nous a encouragées à approfondir encore nos études et vérifier l’influence des hormones sexuelles féminines sur la repolarisation ventriculaire. Une troisième étude a été ainsi réalisée chez des souris femelles ovariectomisées et des souris déficientes en récepteurs oestrogéniques α ou β afin de vérifier le rôle des oestrogènes et des récepteurs oestrogéniques sur la repolarisation ventriculaire. Nos résultats ont révélé clairement que l’absence des oestrogènes entraîne une augmentation de la densité du courant K+ transitoire indépendant du Ca2+ (Ito) et de l’expression du canal Kv4.3 et ces effets sont médiés par les REα. Ces données soutiennent davantage notre conclusion que l’inhibition des récepteurs oestrogéniques est responsable de l’augmentation des courants/canaux K+ et suggèrent fortement qu’ils jouent un rôle dans la régulation de la repolarisation ventriculaire. Elles soulignent aussi l'importance de vérifier le statut hormonal des animaux utilisés pour des études touchant l'électrophysiologie cardiaque. Dans la dernière partie de cette thèse nous avons vérifié les effets de la grossesse et du système nerveux autonome sur les différents paramètres électrocardiographiques et plus particulièrement sur le rythme cardiaque chez la souris. Nos données ont montré que, comme chez la femme enceinte, la grossesse est associée à une augmentation du rythme cardiaque. De plus, l'augmentation des niveaux des hormones féminines pourrait affecter l’automatisme et l’activité électrique cardiaque. Ces différentes études ont augmenté les connaissances sur la régulation hormonale de l'électrophysiologie cardiaque et aideront aux avancements des recherches chez les femmes.

Biopacemaker acceleration without increased synchronization by chronic exposure to phorbol myristate acetate

L'activité électrique du coeur est initiée par la génération spontanée de potentiels d'action venant des cellules pacemaker du noeud sinusal (SN). Toute dysfonction au niveau de cette région entraîne une instabilité électrique du coeur. La majorité des patients souffrant d'un noeud sinusal déficient nécessitent l'implantation chirurgicale d'un pacemaker électronique; cependant, les limitations de cette approche incitent à la recherche d'une alternative thérapeutique. La base moléculaire des courants ioniques jouant un rôle crucial dans l'activité du noeud sinusal sont de plus en plus connues. Une composante importante de l'activité des cellules pacemakers semble être le canal HCN, responsable du courant pacemaker If. Le facteur T-box 3 (Tbx3), un facteur de transcription conservé durant le processus de l'évolution, est nécessaire au développement du système de conduction cardiaque. De précédentes études ont démontré que dans différentes lignées cellulaires le Phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) active l'expression du gène codant Tbx3 via des réactions en cascade partant de la protéine kinase C (PKC). L'objectif principal de cette étude est de tester si le PMA peut augmenter la fréquence et la synchronisation de l'activité spontanée du pacemaker biologique en culture. Plus précisément, nous avons étudié les effets de l'exposition chronique au PMA sur l'expression du facteur de transcription Tbx3, sur HCN4 et l'activité spontanée chez des monocouches de culture de myocytes ventriculaires de rats néonataux (MVRN). Nos résultats démontrent que le PMA augmente significativement le facteur transcription de Tbx3 et l'expression ARNm de HCN4, favorisant ainsi l'augmentation du rythme et de la stabilité de l'activité autonome. De plus, une diminution significative de la vitesse de conduction a été relevée et est attribuée à la diminution du couplage intercellulaire. La diminution de la vitesse de conduction pourrait expliquer l'effet négatif du PMA sur la synchronisation de l'activité autonome du pacemaker biologique. Ces résultats ont été confirmés par un modèle mathématique multicellulaire suggérant que des fréquences et résistances intercellulaires plus élevée pourraient induire une activité plus stable et moins synchrone. Cette étude amène de nouvelles connaissances très importantes destinées à la production d'un pacemaker biologique efficient et robuste.

Disruption of the circadian clock within the cardiomyocyte influences myocardial contractile function, metabolism, and gene expression

Virtually every mammalian cell, including cardiomyocytes, possesses an intrinsic circadian clock. The role of this transcriptionally based molecular mechanism in cardiovascular biology is poorly understood. We hypothesized that the circadian clock within the cardiomyocyte influences diurnal variations in myocardial biology. We, therefore, generated a cardiomyocyte-specific circadian clock mutant (CCM) mouse to test this hypothesis. At 12 wk of age, CCM mice exhibit normal myocardial contractile function in vivo, as assessed by echocardiography. Radiotelemetry studies reveal attenuation of heart rate diurnal variations and bradycardia in CCM mice (in the absence of conduction system abnormalities). Reduced heart rate persisted in CCM hearts perfused ex vivo in the working mode, highlighting the intrinsic nature of this phenotype. Wild-type, but not CCM, hearts exhibited a marked diurnal variation in responsiveness to an elevation in workload (80 mmHg plus 1 mu M epinephrine) ex vivo, with a greater increase in cardiac power and efficiency during the dark (active) phase vs. the light (inactive) phase. Moreover, myocardial oxygen consumption and fatty acid oxidation rates were increased, whereas cardiac efficiency was decreased, in CCM hearts. These observations were associated with no alterations in mitochondrial content or structure and modest mitochondrial dysfunction in CCM hearts. Gene expression microarray analysis identified 548 and 176 genes in atria and ventricles, respectively, whose normal diurnal expression patterns were altered in CCM mice. These studies suggest that the cardiomyocyte circadian clock influences myocardial contractile function, metabolism, and gene expression.

Sevoflurano e desflurano sobre o ritmo cardíaco de cães tratados com infusão contínua de doses crescentes de adrenalina

Os anestésicos inalatórios sensibilizam o miocárdio ou seu sistema de condução à ação das catecolaminas endógenas e/ou exógenas, predispondo o animal às arritmias cardíacas. Dentre os anestésicos voláteis, o sevoflurano e o desflurano são fármacos relativamente recentes e, embora sejam dotados de características relacionadas a não sensibilização do miocárdio às catecolaminas, desconhecem-se estudos que comparem suas eventuais propriedades antiarritmogênicas. Com o objetivo de estudar, comparativamente, o comportamento do ritmo cardíaco e observar eventuais bloqueios atrioventriculares em cães anestesiados pelo sevoflurano e desflurano e submetidos à infusão contínua de adrenalina, foram utilizados 20 animais adultos, os quais foram separados em dois grupos de igual número (G1 e G2). Aos cães do G1, foi administrado propofol, na dose média de 10mmg.kg-1; em seguida os animais receberam sevoflurano, a 1,5CAM. Decorridos 30 minutos do início da administração do anestésico volátil, iniciou-se a infusão de adrenalina na dose de 1mmg.kg-1.min-1. A cada 10 minutos, a dose da catecolamina foi acrescida em uma unidade, cessando-se a administração em 6mmg.kg-1.min-1. Para o G2, empregou-se a mesma metodologia, substituindo-se o sevoflurano pelo desflurano, administrado a 1,5CAM. A cada dose de adrenalina, foi feita contagem de batimentos ventriculares ectópicos, bem como a observação de bloqueios atrioventriculares. Os achados foram tratados pelos métodos estatísticos de Análise de Perfil e Kruskall-Wallis. Os resultados permitiram concluir que o desflurano minimiza de maneira mais eficiente a arritmia induzida pela adrenalina, além de reduzir a incidência de bloqueios atrioventriculares.

Complete atrioventricular block during renal transplantation in a patient with Alport's syndrome: case report

CONTEXTO: A síndrome de Alport é responsável por aproximadamente 5% dos pacientes com insuficiência renal crônica. Nessa doença, anormalidades no sistema de condução cardíaco são mais freqüentes que na população em geral. OBJETIVO: Relatar caso de síndrome de Alport que desenvolveu bloqueio atrioventricular total durante um transplante renal. RELATO DE CASO: Paciente masculino, 21 anos de idade, com insuficiência renal crônica secundária à síndrome de Alport, foi submetido a transplante renal sob anestesia peridural. Durante o procedimento anestésico-cirúrgico apresentou bloqueio atrioventricular total, que foi tratado rapidamente, e com sucesso, usando-se um marcapasso transcutâneo. O bloqueio simpático extenso pode contribuir para o desenvolvimento de distúrbios no sistema de condução cardíaco, particularmente em pacientes com insuficiência renal crônica em esquema de diálise. Mesmo em pacientes com eletrocardiograma pré-operatório normal e sem distúrbios de condução, graus variáveis de bloqueio atrioventricular, incluindo bloqueio atrioventricular total, podem ocorrer. Nesse caso, o uso de marcapasso transcutâneo é tratamento rápido e efetivo na sala de operação até o final da cirurgia, quando o tratamento definitivo pode ser planejado.

Modificacoes na ação mecânica do coração isolado de cobaia por doses de propafenon capazes de alterar o eletrocardiograma

Inotropic effects of Propafenon were studied in isovolumic isolated guinea pig hearts submitted to infusion of the drug during 10 minutes. The dosages utilized caused: bradycardia, depression of AV nodal conduction and QRS widening. Simultaneously there was: decrease of the developed pressure (DP) and of the rate of rise of pressure (dp/dt), and elongation of the time of peak pressure. Since there was no clear relation between the heart rate and the inotropic indices (PD and dp/dt), it could be supposed that the depressor effect was not due to impairment of the chronotropism only. After the infusion of Propafenon, the chronotropic effect disapeared after 15 min, while the inotropic state presented a less satisfatory recuperation. The coronary output accompanied the myocardial metabolic needs, that is to say, there was a fall during the period of depressed cardiac function and a later tendency to increase during recovery.

Efeitos de sistemas de condução sobre o crescimento, produção, qualidade dos frutos e custos de instalação de maracujazeiro amarelo (Passiflora edulis Sims, f. flavicarpa Deg)

Pós-graduação em Agronomia - FEIS

Avaliação dos reservatórios do Campo de Ubarana-RN, com baixas resistividades

Desenvolveu-se neste trabalho um novo modelo de avaliação quantitativa para arenitos argilosos, baseado na bibliografia e no estudo da disposição dos argilominerais dentro dos poros das rochas reservatório. Este novo modelo leva em consideração a contribuição de duas condutividades extras, além da condutividade eletrolítica das rochas: uma se deve à contribuição efetiva da condutância superficial dos argilominerais, aumentada ou diminuida em função da capacidade de troca catiônica dos mesmos, e outra independente e em paralelo, devido a condutância que se desenvolve em uma rede microporosa contínua formada por argilominerais sobre o arcabouço das rochas. Para o estudo da validade da equação proposta, foram feitos vários gráficos comparativos entre as equações e/ou modelos existentes n” bibliografia especializada, deles resultando ótimas correlações, principalmente com a tradicional equação de Waxman & Smits. Foi feita uma comparação do novo modelo em três seções distintas do Campo de Ubarana, Rio Grande do Norte, duas com baixas resistividades supostamente com hidrocarbonetos e uma outra efetivamente produtora. Verificou-se que as baixas resistividades resultam do fato das seções estudadas serem subsaturadas, com menos de 50% de óleo e aproximadamente igual ou maior proporção de água relativamente salgada (85.000 ppm de NaCl equivalente). Esta mesma água, sem dúvida, muito contribui para as baixas resistividades, por formar a fase eletricamente condutiva das referidas seções. Sendo a equação de Waxman & Smits mundialmente reconhecida, pode-se afirmar que a equação proposta neste trabalho tem consistência teórica e prática e para o caso particular do campo de Ubarana, mostrou-se mais coerente com o histórico de produção dos poços estudados, do que as demais equações existentes e testadas.

Custos energéticos do agroecossistema pinhão-manso e milho: comparativo entre o sistema de condução sequeiro e o irrigado

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Electrocardiographic manifestation of the middle fibers/septal fascicle block: a consensus report

There are fibers in the left ventricle (LV) (LV middle network) that in around one third of cases may be considered a true septal fascicle that arises from the common left bundle. Its presence and the evidence that there are 3 points of activation onset in the LV favor the quadrifascicular theory of the intravantricular activation of both ventricles. Since the 70s, different authors have suggested that the block of the left middle fibers (MS)/left septal fascicle may explain different electrocardiographic (ECG) patterns. The 2 hypothetically based criteria that are in some sense contradictory include: a) the lack of septal "q" wave due to first left and later posteriorly shifting of the horizontal plane loop and b) the presence of RS in lead V-2 (V-1-V-2) due to some anterior shifting of the horizontal plane vectorcardiogram loop. However, there are many evidence that the lack of septal q waves can be also explained by predivisional first-degree left bundle-branch block and that the RS pattern in the right precordial leads may be also explained by first-degree right bundle-branch block. The transient nature of these patterns favor the concept that some type of intraventricular conduction disturbance exists but a doubt remains about its location. Furthermore, the RS pattern could be explained by many different normal variants. To improve our understanding whether these patterns are due to MF/left septal fascicle block or other ventricular conduction disturbances (or both), it would be advisable: 1) To perform more histologic studies (heart transplant and necropsy) of the ventricular conduction system; 2) To repeat prior experimental studies using new methodology/technology to isolate the MF; and 3) To change the paradigm: do not try to demonstrate if the block of the fibers produces an ECG change but to study with new electroanatomical imaging techniques, if these ECG criteria previously described correlate or not with a delay of activation in the zone of the LV that receives the activation through these fibers or in other zones. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

Comparative experimental study of myocardial protection with crystalloid solutions for heart transplantation

Background: There is a growing need to improve myocardial protection, which will lead to better performance of cardiac operations and reduce morbidity and mortality. Therefore, the objective of this study was to compare the efficacy of myocardial protection solution using both intracellular and extracellular crystalloid type regarding the performance of the electrical conduction system, left ventricular contractility and edema, after being subjected to ischemic arrest and reperfusion. Methods: Hearts isolated from male Wistar (n=32) rats were prepared using Langendorff method and randomly divided equally into four groups according the cardioprotective solutions used Krebs-Henseleit-Buffer (KHB), Bretschneider-HTK (HTK), St. Thomas-1 (STH-1) and Celsior (CEL). After stabilization with KHB at 37 degrees C, baseline values (control) were collected for heart rate (HR), left ventricle systolic pressure (LVSP), maximum first derivate of rise left ventricular pressure (+dP/dt), maximum first derivate of fall left ventricular pressure (-dP/dt) and coronary flow (CF). The hearts were then perfused at 10 degrees C for 5 min and kept for 2 h in static ischemia at 20 degrees C in each cardioprotective solution. Data evaluation was done using analysis of variance in completely randomized One-Way ANOVA and Tukey's test for multiple comparisons. The level of statistical significance chosen was P<0.05. Results: HR was restored with all the solutions used. The evaluation of left ventricular contractility (LVSP, +dP/dt and -dP/dt) showed that treatment with CEL solution was better compared to other solutions. When analyzing the CF, the HTK solution showed better protection against edema. Conclusion: Despite the cardioprotective crystalloid solutions studied are not fully able to suppress the deleterious effects of ischemia and reperfusion in the rat heart, the CEL solution had significantly higher results followed by HTK>KHB>STH-1.

Comparative analysis between ventricular and sinoatrial node vascularization in cats

Biasi C., Borelli V., Benedicto H.G., Pereira M.R., Favaron P.O. & Bombonato P.P. 2012. [Comparative analysis between ventricular and sinoatrial node vascularization in cats.] Analise comparativa entre a vascularizacao ventricular e do no sinoatrial em gatos. Pesquisa Veterinaria Brasileira 31(1): 78-82. Setor de Anatomia dos Animais Domesticos e Silvestres, Faculdade de Medicina Veterinaria e Zootecnia, Universidade de Sao Paulo, Av. Prof. Dr. Orlando Marques de Paiva 87, Cidade Universitaria, Sao Paulo, SP 05508-000, Brazil. E-mail: caiobiasi@usp.br The possible existence of interdependence in the blood nutrition of both atrial and ventricular territories has been a subject of concern to cardiologists, mainly related to vascularization of the sinoatrial node and its dependence on just one coronary artery or both, and its relation with the predominance of these vessels in the ventricular vascularization. Therefore, this research aimed evaluated the relation of blood irrigation of the sinoatrial node in relation to the coronary artery predominance in the ventricle vascularization. In doing so, we analyzed 30 hearts of cats without pedigree, males and females, adults of several ages. They were not carrying any heart problems. The hearts were injected by the thoracic aorta with Neoprene Latex 450, stained with red pigment, and then they were dissected. It was found that when there was a prevalence of ventricular vascularization of the left type (63.34%) the sinoatrial node irrigation was predominantly in the dependency of the Ramus proximalis atrii dextri (78.9%) or with less frequency by Ramus proximalis atrii sinister (21.1%). In the ventricular vascularization of the balanced type (33.34%), the pacemaker irrigation was in dependence more often of Ramus proximalis atrii dextri (80%) or with less frequency the nutrition of the sinoatrial node occurred by Ramus proximalis atril sinister (20%). In a single-case, we observed the ventricular vascularization of the right type (3.34%), the pacemaker nutrition was in an exclusive dependence of the Ramus intermedius atril dextri. These results suggest in this species there is no relationship between both the sinoatrial node irrigation and the type of ventricular vascularization, regardless of gender.

The urea transporter family (SLC14): physiological, pathological and structural aspects

Urea transporters (UTs) belonging to the solute carrier 14 (SLC14) family comprise two genes with a total of eight isoforms in mammals, UT-A1 to -A6 encoded by SLC14A2 and UT-B1 to -B2 encoded by SLC14A1. Recent efforts have been directed toward understanding the molecular and cellular mechanisms involved in the regulation of UTs using transgenic mouse models and heterologous expression systems, leading to important new insights. Urea uptake by UT-A1 and UT-A3 in the kidney inner medullary collecting duct and by UT-B1 in the descending vasa recta for the countercurrent exchange system are chiefly responsible for medullary urea accumulation in the urinary concentration process. Vasopressin, an antidiuretic hormone, regulates UT-A isoforms via the phosphorylation and trafficking of the glycosylated transporters to the plasma membrane that occurs to maintain equilibrium with the exocytosis and ubiquitin-proteasome degradation pathways. UT-B isoforms are also important in several cellular functions, including urea nitrogen salvaging in the colon, nitric oxide pathway modulation in the hippocampus, and the normal cardiac conduction system. In addition, genomic linkage studies have revealed potential additional roles for SLC14A1 and SLC14A2 in hypertension and bladder carcinogenesis. The precise role of UT-A2 and presence of the urea recycling pathway in normal kidney are issues to be further explored. This review provides an update of these advances and their implications for our current understanding of the SLC14 UTs.

Atrial-like phenotype is associated with embryonic ventricular failure in retinoid X receptor alpha -/- mice.

We have recently characterized a cardiac model of ventricular chamber defects in retinoid X receptor alpha (RXR alpha) homozygous mutant (-/-) gene-targeted mice. These mice display generalized edema, ventricular chamber hypoplasia, and muscular septal defects, and they die at embryonic day 15. To substantiate our hypothesis that the embryos are dying of cardiac pump failure, we have used digital bright-field and fluorescent video microscopy and in vivo microinjection of fluorescein-labeled albumin to analyze cardiac function. The affected embryos showed depressed ventricular function (average left ventricular area ejection fraction, 14%), ventricular septal defects, and various degrees of atrioventricular block not seen in the RXR alpha wild-type (+/+) and heterozygous (+/-) littermates (average left ventricular area ejection fraction, 50%). The molecular mechanisms involved in these ventricular defects were studied by evaluating expression of cardiac-specific genes known to be developmentally regulated. By in situ hybridization, aberrant, persistent expression of the atrial isoform of myosin light chain 2 was identified in the ventricles. We hypothesize that retinoic acid provides a critical signal mediated through the RXR alpha pathway that is required to allow progression of development of the ventricular region of the heart from its early atrial-like form to the thick-walled adult ventricle. The conduction system disturbances found in the RXR alpha -/- embryos may reflect a requirement of the developing conduction system for the RXR alpha signaling pathway, or it may be secondary to the failure of septal development.