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Modelling cadmium-induced cardiotoxicity using human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes.
Shen, Jiaxi; Wang, Xiaochen; Zhou, Danni; Li, Tongyu; Tang, Ling; Gong, Tingyu; Su, Jun; Liang, Ping.
Afiliação
  • Shen J; Key Laboratory of combined Multi-organ Transplantation, Ministry of Public Health, The First Affiliated Hospital, Zhejiang University, School of Medicine, Hangzhou, China.
  • Wang X; Institute of Translational Medicine, Zhejiang University, Hangzhou, China.
  • Zhou D; Key Laboratory of combined Multi-organ Transplantation, Ministry of Public Health, The First Affiliated Hospital, Zhejiang University, School of Medicine, Hangzhou, China.
  • Li T; Institute of Translational Medicine, Zhejiang University, Hangzhou, China.
  • Tang L; Key Laboratory of combined Multi-organ Transplantation, Ministry of Public Health, The First Affiliated Hospital, Zhejiang University, School of Medicine, Hangzhou, China.
  • Gong T; Institute of Translational Medicine, Zhejiang University, Hangzhou, China.
  • Su J; Key Laboratory of combined Multi-organ Transplantation, Ministry of Public Health, The First Affiliated Hospital, Zhejiang University, School of Medicine, Hangzhou, China.
  • Liang P; Institute of Translational Medicine, Zhejiang University, Hangzhou, China.
J Cell Mol Med ; 22(9): 4221-4235, 2018 09.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-29993192
ABSTRACT
Cadmium, a highly ubiquitous toxic heavy metal, has been widely recognized as an environmental and industrial pollutant, which confers serious threats to human health. The molecular mechanisms of the cadmium-induced cardiotoxicity (CIC) have not been studied in human cardiomyocytes at the cellular level. Here we showed that human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (hPSC-CMs) can recapitulate the CIC at the cellular level. The cadmium-treated hPSC-CMs exhibited cellular phenotype including reduced cell viability, increased apoptosis, cardiac sarcomeric disorganization, elevated reactive oxygen species, altered action potential profile and cardiac arrhythmias. RNA-sequencing analysis revealed a differential transcriptome profile and activated MAPK signalling pathway in cadmium-treated hPSC-CMs, and suppression of P38 MAPK but not ERK MAPK or JNK MAPK rescued CIC phenotype. We further identified that suppression of PI3K/Akt signalling pathway is sufficient to reverse the CIC phenotype, which may play an important role in CIC. Taken together, our data indicate that hPSC-CMs can serve as a suitable model for the exploration of molecular mechanisms underlying CIC and for the discovery of CIC cardioprotective drugs.
Assuntos
Cloreto de Cádmio/toxicidade; Regulação da Expressão Gênica/efeitos dos fármacos; Modelos Biológicos; Miócitos Cardíacos/efeitos dos fármacos; Fosfatidilinositol 3-Quinases/genética; Proteínas Proto-Oncogênicas c-akt/genética; Cloreto de Cádmio/antagonistas & inibidores; Cardiotoxicidade/genética; Cardiotoxicidade/metabolismo; Cardiotoxicidade/prevenção & controle; Diferenciação Celular/efeitos dos fármacos; Linhagem Celular; Cromonas/farmacologia; Relação Dose-Resposta a Droga; MAP Quinases Reguladas por Sinal Extracelular/genética; MAP Quinases Reguladas por Sinal Extracelular/metabolismo; Humanos; Imidas/farmacologia; Insulina/farmacologia; MAP Quinase Quinase 4/genética; MAP Quinase Quinase 4/metabolismo; Morfolinas/farmacologia; Miócitos Cardíacos/citologia; Miócitos Cardíacos/metabolismo; Estresse Oxidativo/efeitos dos fármacos; Fenótipo; Fosfatidilinositol 3-Quinases/metabolismo; Inibidores de Fosfoinositídeo-3 Quinase; Células-Tronco Pluripotentes/citologia; Células-Tronco Pluripotentes/efeitos dos fármacos; Células-Tronco Pluripotentes/metabolismo; Proteínas Proto-Oncogênicas c-akt/antagonistas & inibidores; Proteínas Proto-Oncogênicas c-akt/metabolismo; Piridinas/farmacologia; Pirimidinas/farmacologia; Quinolinas/farmacologia; Espécies Reativas de Oxigênio/antagonistas & inibidores; Espécies Reativas de Oxigênio/metabolismo; Transdução de Sinais; Proteínas Quinases p38 Ativadas por Mitógeno/genética; Proteínas Quinases p38 Ativadas por Mitógeno/metabolismo
Palavras-chave

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Regulação da Expressão Gênica / Cloreto de Cádmio / Fosfatidilinositol 3-Quinases / Miócitos Cardíacos / Proteínas Proto-Oncogênicas c-akt / Modelos Biológicos Idioma: En Ano de publicação: 2018 Tipo de documento: Article

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Regulação da Expressão Gênica / Cloreto de Cádmio / Fosfatidilinositol 3-Quinases / Miócitos Cardíacos / Proteínas Proto-Oncogênicas c-akt / Modelos Biológicos Idioma: En Ano de publicação: 2018 Tipo de documento: Article