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IL-1β reduces cardiac lymphatic muscle contraction via COX-2 and PGE2 induction: Potential role in myocarditis - 20/09/18

Doi : 10.1016/j.biopha.2018.08.004 
Mahmoud Al-Kofahi a, e, Seiichi Omura b, g, Ikuo Tsunoda b, d, g, Fumitaka Sato b, g, Felix Becker a, f, Felicity N.E. Gavins a, d, Matthew D. Woolard b, Christopher Pattillo a, David Zawieja i, Mariappan Muthuchamy i, Anatoliy Gashev i, Israa Shihab a, Mohamed Ghoweba a, Pierre-Yves Von der Weid h, Yuping Wang a, c, J. Steven Alexander a, d,
a Department of Molecular & Cellular Physiology, United States 
b Department of Microbiology and Immunology, United States 
c Department of Obstetrics and Gynecology, United States 
d Department of Neurology, Louisiana State University Health Sciences Center-Shreveport, LA, United States 
e Department of Experimental and Clinical Pharmacology, College of Pharmacy, University of Minnesota, Minneapolis, MN, United States 
f Department of General, Visceral and Transplant Surgery, University Hospital Muenster, Muenster, Germany 
g Department of Microbiology, Kindai University Faculty of Medicine, Osaka, Japan 
h Department of Pharmacology, University of Calgary, Alberta, Canada 
i Texas A&M University, College Station, TX, United States 

Corresponding author at: Louisiana State University Health Sciences Center-Shreveport, Department of Molecular & Cellular Physiology, 1501 Kings Highway, Shreveport, LA 71130, United States.Louisiana State University Health Sciences Center-ShreveportDepartment of Molecular & Cellular Physiology1501 Kings HighwayShreveportLA71130United States

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Abstract

The role of lymphatic vessels in myocarditis is largely unknown, while it has been shown to play a key role in other inflammatory diseases. We aimed to investigate the role of lymphatic vessels in myocarditis using in vivo model induced with Theiler’s murine encephalomyelitis virus (TMEV) and in vitro model with rat cardiac lymphatic muscle cells (RCLMC). In the TMEV model, we found that upregulation of a set of inflammatory mediator genes, including interleukin (IL)-1β, tumor necrosis factor (TNF)-αand COX-2 were associated with disease activity. Thus, using in vitro collagen gel contraction assays, we decided to clarify the role(s) of these mediators by testing contractility of RCLMC in response to IL-1β and TNF-α individually and in combination, in the presence or absence of: IL-1 receptor antagonist (Anakinra); cyclooxygenase (COX) inhibitors inhibitors (TFAP, diclofenac and DuP-697). IL-1β impaired RCLMC contractility dose-dependently, while co-incubation with both IL-1β and TNF-α exhibited synergistic effects in decreasing RCLMC contractility with increased COX-2 expression. Anakinra maintained RCLMC contractility; Anakinra blocked the mobilization of COX-2 induced by IL-1β with or without TNF-α. COX-2 inhibition blocked the IL-1β-mediated decrease in RCLMC contractility. Mechanistically, we found that IL-1β increased prostaglandin (PG) E2 release dose-dependently, while Anakinra blocked IL-1β mediated PGE2 release. Using prostaglandin E receptor 4 (EP4) receptor antagonist, we demonstrated that EP4 receptor blockade maintained RCLMC contractility following IL-1β exposure. Our results indicate that IL-1β reduces RCLMC contractility via COX-2/PGE2 signaling with synergistic cooperation by TNF-α. These pathways may help provoke inflammatory mediator accumulation within the heart, driving progression from acute myocarditis into dilated cardiomyopathy.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Abbreviations : COX-1, COX-2, DCM, DMEM, ELISA, EP1, EP2, EP3, EP4, FBS, HCl, HF, IACUC, ICM, IFN-γ, IL-1β, LEC, LSUHSC-S, LYVE-1, MI, NaOH, NF-kB, PCA, PGE2, PTGER1, PTGER2, PTGER3, PTGER4, PTGS1, PTGS2, RCLMC, TFAP, TMEV, TNF-α, VEGFR3, VSMC

Keywords : Myocarditis, IL-1β, TNF-α, COX-2, PGE2, Lymphatic contractility


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Vol 107

P. 1591-1600 - novembre 2018 Retour au numéro
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