Gαi-biased apelin analog protects against isoproterenol-induced myocardial dysfunction in rats.


Journal

American journal of physiology. Heart and circulatory physiology
ISSN: 1522-1539
Titre abrégé: Am J Physiol Heart Circ Physiol
Pays: United States
ID NLM: 100901228

Informations de publication

Date de publication:
01 04 2021
Historique:
pubmed: 27 2 2021
medline: 20 4 2021
entrez: 26 2 2021
Statut: ppublish

Résumé

Apelin receptor (APJ) activation by apelin-13 (APLN-13) engages both Gαi proteins and β-arrestins, stimulating distinct intracellular pathways and triggering physiological responses like enhanced cardiac contractility. Substituting the C-terminal phenylalanine of APLN-13 with α-methyl-l-phenylalanine [(l-α-Me)Phe] or p-benzoyl-l-phenylalanine (Bpa) generates biased analogs inducing APJ functional selectivity toward Gαi proteins. Using these original analogs, we proposed to investigate how the canonical Gαi signaling of APJ regulates the cardiac function and to assess their therapeutic impact in a rat model of isoproterenol-induced myocardial dysfunction. In vivo and ex vivo infusions of either Bpa or (l-α-Me)Phe analogs failed to enhance rats' left ventricular (LV) contractility compared with APLN-13. Inhibition of Gαi with pertussis toxin injection optimized the cardiotropic effect of APLN-13 and revealed the inotropic impact of Bpa. Moreover, both APLN-13 and Bpa efficiently limited the forskolin-induced and PKA-dependent phosphorylation of phospholamban at the Ser16 in neonatal rat ventricular myocytes. However, only Bpa significantly reduced the inotropic effect of forskolin infusion in isolated-perfused heart, highlighting its efficient bias toward Gαi. Compared with APLN-13, Bpa also markedly improved isoproterenol-induced myocardial systolic and diastolic dysfunctions. Bpa prevented cardiac weight increase, normalized both ANP and BNP mRNA expressions, and decreased LV fibrosis in isoproterenol-treated rats. Our results show that APJ-driven Gαi/adenylyl cyclase signaling is functional in cardiomyocytes and acts as negative feedback of the APLN-APJ-dependent inotropic response. Biased APJ signaling toward Gαi over the β-arrestin pathway offers a promising strategy in the treatment of cardiovascular diseases related to myocardial hypertrophy and high catecholamine levels.

Identifiants

pubmed: 33635165
doi: 10.1152/ajpheart.00688.2020
doi:

Substances chimiques

Apelin 0
Apelin Receptors 0
Aplnr protein, rat 0
Calcium-Binding Proteins 0
GTP-Binding Protein alpha Subunits 0
Intercellular Signaling Peptides and Proteins 0
Ligands 0
apelin-13 peptide 0
phospholamban 0
Cyclic AMP-Dependent Protein Kinases EC 2.7.11.11
Adenylyl Cyclases EC 4.6.1.1
Isoproterenol L628TT009W

Types de publication

Journal Article Research Support, Non-U.S. Gov't

Langues

eng

Sous-ensembles de citation

IM

Pagination

H1646-H1656

Auteurs

David Coquerel (D)

Département de Médecine, Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du CHUS, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec, Canada.

Eugénie Delile (E)

Département de Médecine, Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du CHUS, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec, Canada.

Lauralyne Dumont (L)

Département de Médecine, Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du CHUS, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec, Canada.

Frédéric Chagnon (F)

Département de Médecine, Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du CHUS, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec, Canada.

Alexandre Murza (A)

Département de Pharmacologie et Physiologie, Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du CHUS, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec, Canada.

Xavier Sainsily (X)

Département de Médecine, Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du CHUS, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec, Canada.
Département de Pharmacologie et Physiologie, Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du CHUS, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec, Canada.

Dany Salvail (D)

IPS Therapeutique Inc., Sherbrooke, Québec, Canada.

Philippe Sarret (P)

Département de Pharmacologie et Physiologie, Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du CHUS, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec, Canada.

Eric Marsault (E)

Département de Pharmacologie et Physiologie, Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du CHUS, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec, Canada.

Mannix Auger-Messier (M)

Département de Médecine, Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du CHUS, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec, Canada.

Olivier Lesur (O)

Département de Médecine, Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du CHUS, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec, Canada.

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