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Enregistrement W4387617917 · doi:10.1101/2023.10.08.561455

Molecular and metabolomic characterization of hiPSC-derived cardiac fibroblasts transitioning to myofibroblasts

2023· preprint· en· W4387617917 sur OpenAlexafffund
Raghu S. Nagalingam, Farah Jayousi, Homa Hamledari, Dina Hosseini Baygi, Saif Dababneh, Chloe Lindsay, Ramon I. Klein Geltink, Philipp F. Lange, Ian MC Dixon, Robert A. Rose, Michael P. Czubryt, Glen F. Tibbits

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2023
Typepreprint
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueCardiac Fibrosis and Remodeling
Établissements canadiensLibin Cardiovascular Institute of AlbertaUniversity of CalgarySimon Fraser UniversityUniversity of ManitobaSt. Boniface HospitalUniversity of British ColumbiaBC Children's Hospital
Organismes subventionnairesCanadian Institutes of Health ResearchBC Children's HospitalMichael Smith Health Research BCStem Cell NetworkChildren's Hospital FoundationHeart and Stroke Foundation of Canada
Mots-clésMyofibroblastCardiac fibrosisCell biologyPeriostinFibrosisFibroblastBiologyCancer researchDownregulation and upregulationChemistryMedicinePathologyExtracellular matrixCell cultureBiochemistryGeneticsGene

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

1. Summary Mechanical stress and pathological signaling trigger the activation of fibroblasts to myofibroblasts, which impacts extracellular matrixcomposition, disrupts normal wound healing,andcan generate deleterious fibrosis (Bohl et al., 2008; Sutton and Sharpe, 2000). Myocardial fibrosis independently promotes cardiac arrhythmias, sudden cardiac arrest, and contributes to the severity of heart failure (Frangogiannis, 2021). Fibrosis can also alter cell-to-cell communication and increase myocardial stiffness which eventually may lead to lusitropic and inotropic cardiac dysfunction (PMID: 33135058). Human induced pluripotent stem cell derived cardiac fibroblasts (hiPSC-CFs) have the potential to enhance clinical relevance in precision disease modeling by facilitating the study of patient-specific phenotypes. However, it is unclear whether hiPSC-CFs can be activated to become myofibroblasts akin to primary cells, and the key signaling mechanisms in this process remain unidentified. We hypothesize that the passaging of hiPSC-CFs, like primary cardiac fibroblasts, induces specific genes required for myofibroblast activation and increased mitochondrial metabolism. Passaging of hiPSC-CFs from passage 0 to 3 (P0 to P3) and treatment of P0 with TGFβ1 was associated with a gradual induction of genes to initiate the activation of these cells to myofibroblasts, including collagen, periostin, fibronectin, and collagen fiber processing enzymes with concomitant downregulation of cellular proliferation markers. Most importantly, canonical TGFβ1 and Hippo signaling component genes including TAZ were influenced by passaging hiPSC-CFs. Seahorse assay revealed that passaging and TGFβ1 treatment increased mitochondrial respiration, consistent with fibroblast activation requiring increased energy production, whereas treatment with the glutaminolysis inhibitor BPTES completely attenuated this process. Based on these data, the hiPSC-CF passaging enhanced fibroblast activation, activated fibrotic signaling pathways, and enhanced mitochondrial metabolism approximating what has been reported in primary cardiac fibroblasts. Thus, hiPSC-CFs may provide an accurate in vitro preclinical model for the cardiac fibrotic condition, which may facilitate the identification of putative anti-fibrotic therapies, including patient-specific approaches. Highlights Passaging promotes the activation of fibroblasts to myofibroblasts. TGFβ1 treatment activates the fibroblasts, but their expression profile was uniquely different from myofibroblasts. High energy requiring fibroblast activation is dependent on glutaminase-based mitochondrial metabolism. Passaging induces TGFβ1 and Hippo signaling pathways in activated fibroblasts and myofibroblasts. Graphical Abstract Caption Probing the activation of fibroblasts to myofibroblasts is key in ECM remodeling processes to avoid fibrosis-related adverse complications, and to better understand disease pathology. Here we report that passaging of hiPSC-derived cardiac fibroblasts promotes fibroblast activation along with a gradual shift in gene expression and metabolic changes towards myofibroblasts. TGFβ1 treatment activates non-passaged fibroblasts, but they are dissimilar to myofibroblasts. The energy-intensive fibroblast to myofibroblast activation process is dependent on glutaminase-mediated mitochondrial metabolism and is prevented by treatment with GLS-1 inhibitor BPTES. Our work demonstrates that hiPSC-CFs can offer a preclinical model analogous to primary cardiac fibroblasts that is comparable with passage-mediated myofibroblast activation and increased mitochondrial metabolism. hiPSC-CFs may also facilitate patient-specific novel anti-fibrosis drug screening and disease management.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,264
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,013
Tête enseignante GPT0,223
Écart entre enseignants0,210 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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