Apelin stimulation of the vascular skeletal muscle stem cell niche enhances endogenous repair in dystrophic mice.


Journal

Science translational medicine
ISSN: 1946-6242
Titre abrégé: Sci Transl Med
Pays: United States
ID NLM: 101505086

Informations de publication

Date de publication:
20 Mar 2024
Historique:
medline: 20 3 2024
pubmed: 20 3 2024
entrez: 20 3 2024
Statut: ppublish

Résumé

Impaired skeletal muscle stem cell (MuSC) function has long been suspected to contribute to the pathogenesis of muscular dystrophy (MD). Here, we showed that defects in the endothelial cell (EC) compartment of the vascular stem cell niche in mouse models of Duchenne MD, laminin α2-related MD, and collagen VI-related myopathy were associated with inefficient mobilization of MuSCs after tissue damage. Using chemoinformatic analysis, we identified the 13-amino acid form of the peptide hormone apelin (AP-13) as a candidate for systemic stimulation of skeletal muscle ECs. Systemic administration of AP-13 using osmotic pumps generated a pro-proliferative EC-rich niche that supported MuSC function through angiocrine factors and markedly improved tissue regeneration and muscle strength in all three dystrophic mouse models. Moreover, EC-specific knockout of the apelin receptor led to regenerative defects that phenocopied key pathological features of MD, including vascular defects, fibrosis, muscle fiber necrosis, impaired MuSC function, and reduced force generation. Together, these studies provide in vivo proof of concept that enhancing endogenous skeletal muscle repair by targeting the vascular niche is a viable therapeutic avenue for MD and characterized AP-13 as a candidate for further study for the systemic treatment of MuSC dysfunction.

Identifiants

pubmed: 38507466
doi: 10.1126/scitranslmed.abn8529
doi:

Types de publication

Journal Article

Langues

eng

Sous-ensembles de citation

IM

Pagination

eabn8529

Auteurs

Emmeran Le Moal (E)

Département de Pharmacologie-Physiologie, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Yuguo Liu (Y)

Département de Pharmacologie-Physiologie, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Jasmin Collerette-Tremblay (J)

Département de Pharmacologie-Physiologie, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Simon Dumontier (S)

Département de Pharmacologie-Physiologie, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Paul Fabre (P)

CHU Sainte-Justine Research Center, Department of Pharmacology and Physiology, School of Rehabilitation, Faculty of Medicine Université de Montréal, Montreal, QC H3T 1C5, Canada.

Thomas Molina (T)

CHU Sainte-Justine Research Center, Department of Pharmacology and Physiology, School of Rehabilitation, Faculty of Medicine Université de Montréal, Montreal, QC H3T 1C5, Canada.

Junio Dort (J)

CHU Sainte-Justine Research Center, Department of Pharmacology and Physiology, School of Rehabilitation, Faculty of Medicine Université de Montréal, Montreal, QC H3T 1C5, Canada.

Zakaria Orfi (Z)

CHU Sainte-Justine Research Center, Department of Pharmacology and Physiology, School of Rehabilitation, Faculty of Medicine Université de Montréal, Montreal, QC H3T 1C5, Canada.

Nicolas Denault (N)

Département de Pharmacologie-Physiologie, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Joël Boutin (J)

Département de Pharmacologie-Physiologie, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Joris Michaud (J)

Nestlé Institute of Health Sciences, Nestlé Research, 1015 Lausanne, Switzerland.

Hugo Giguère (H)

Département de Médecine-Service de Cardiologie, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Alexandre Desroches (A)

Département de Pharmacologie-Physiologie, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Kien Trân (K)

Département de Pharmacologie-Physiologie, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Benjamin Ellezam (B)

CHU Sainte-Justine Department of Pathology and Cell Biology, Université de Montréal, Montréal, QC H3T 1C5, Canada.

François Vézina (F)

Department of Surgery, Division of Orthopedics, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Sonia Bedard (S)

Department of Surgery, Division of Orthopedics, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Catherine Raynaud (C)

Department of Surgery, Division of Orthopedics, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Frederic Balg (F)

Department of Surgery, Division of Orthopedics, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Philippe Sarret (P)

Département de Pharmacologie-Physiologie, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Pierre-Luc Boudreault (PL)

Département de Pharmacologie-Physiologie, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Michelle S Scott (MS)

Département de Biochimie et Génomique Fonctionnelle, Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Jean-Bernard Denault (JB)

Département de Pharmacologie-Physiologie, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Eric Marsault (E)

Département de Pharmacologie-Physiologie, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Jerome N Feige (JN)

Nestlé Institute of Health Sciences, Nestlé Research, 1015 Lausanne, Switzerland.
School of Life Sciences, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), 1015 Lausanne, Switzerland.

Mannix Auger-Messier (M)

Département de Médecine-Service de Cardiologie, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

Nicolas A Dumont (NA)

CHU Sainte-Justine Research Center, Department of Pharmacology and Physiology, School of Rehabilitation, Faculty of Medicine Université de Montréal, Montreal, QC H3T 1C5, Canada.

C Florian Bentzinger (CF)

Département de Pharmacologie-Physiologie, Institut de Pharmacologie de Sherbrooke, Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS), Faculté de Médecine et des Sciences de la Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1H 5N4, Canada.

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