Progress in the Role of Mechanical Stimulus in Cardiac Development / 中国医学科学院学报

Mechanical stimulus is critical to cardiovascular development during embryogenesis period.The mechanoreceptors of endocardial cells and cardiac myocytes may sense mechanical signals and initiate signal transduction that induce gene expression at a cellular level,and then translate molecular-level events into tissue-level deformations,thus guiding embryo development.This review summarizes the regulatory roles of mechanical signals in the early cardiac development including the formation of heart tube,looping,valve and septal morphogenesis,ventricular development and maturation.Further,we discuss the potential mechanical transduction mechanisms of platelet endothelial cell adhesion molecule 1-vascular endothelial-cadherin-vascular endothelial growth factor receptor 2 complex,primary cilia,ion channels,and other mechanical sensors that affect some cardiac malformations.

Investigation of the effect of gestational diabetes on fetal cardiac tissue in streptozotocin induced in rats

Abstract Purpose: To investigate the cause of congenital anomalies resulted from gestational diabetes on fetal cardiac tissue in experimental animal study model. Methods: Totally 12 female Wistar albino rats were divided into two groups, each consisting of 6 rats. Streptozotocin (60 mg/kg) was administered intraperitoneally to the study group by dissolving in citrate solution. The rats with a blood glucose level of 200 mg/dL and above were considered to be diabetic rats. Total antioxidant status (TAS), total oxidative stress (TOS) and oxidative stress index (OSI) values were calculated in the cardiac tissues and maternal serum samples of the fetuses delivered by cesarean section after the mating process. The cardiac tissues were also subjected to histopathological examination. Results: TOS and OSI values in fetal cardiac tissues of the diabetic rats were found to be significantly higher than that of the control group (p=0.026 and p=0.005). Histopathological examination revealed that the mitotic index was lower and the cell organization was found to be damaged in the fetuses of the study group rats. Conclusion: Increased levels of free oxygen radicals considered to be due to hyperglycemia may cause congenital anomalies, especially during organogenesis period, by disrupting cell homeostasis and adversely affecting mitosis.

Interproximal wear versus incisors extraction to solve anterior lower crowding: A systematic review

OBJECTIVE: To determine by means of a systematic review the best treatment, whether interproximal wear or incisor extraction, to correct anterior lower crowding in Class I patients in permanent dentition. METHODS: A literature review was conducted using MEDLINE, Scopus and Web of Science to retrieve studies published between January 1950 and October 2013. In selecting the sample, the following inclusion criteria were applied: studies involving interproximal wear and/or extraction of mandibular incisors, as well as Class I cases with anterior lower crowding in permanent dentition. RESULTS: Out of a total of 943 articles found after excluding duplicates, 925 were excluded after abstract analysis. After full articles were read, 13 were excluded by the eligibility criteria and one due to methodological quality; therefore, only fours articles remained: two retrospective and two randomized prospective studies. Data were collected, analyzed and organized in tables. CONCLUSION: Both interproximal wear and mandibular incisor extraction are effective in treating Class I malocclusion in permanent dentition with moderate anterior lower crowding and pleasant facial profile. There is scant evidence to determine the best treatment option for each case. Clinical decision should be made on an individual basis by taking into account dental characteristics, crowding, dental and oral health, patient's expectations and the use of set-up models. .

OBJETIVO: determinar, por meio de uma revisão sistemática, o melhor tratamento entre desgastes interproximais e extração de incisivos para a correção de apinhamento anteroinferior em pacientes Classe I com dentição permanente. MÉTODOS: foram feitas buscas nas bases de dados eletrônicas MEDLINE, Scopus e Web of Science por artigos publicados de janeiro de 1950 até outubro de 2013. Os critérios de inclusão foram estudos que abordassem tratamentos com desgastes interproximais e/ou extração de incisivos inferiores, de casos Classe I com apinhamento anteroinferior na dentição permanente. RESULTADOS: dos 943 artigos encontrados após a remoção dos duplicados, 925 foram excluídos após a leitura dos resumos. Após leitura dos artigos completos, 13 foram excluídos pelos critérios de eligibilidade e um pela qualidade metodológica, restando quatro artigos, sendo dois retrospectivos e dois prospectivos randomizados. Os dados foram coletados, analisados e organizados em tabelas. CONCLUSÕES: tanto o desgaste interproximal quanto a extração de incisivo inferior são tratamentos eficazes em Classe I na dentição permanente, com apinhamento anteroinferior moderado e perfil facial agradável. Há fracas evidências para determinar a escolha do melhor tratamento para cada caso. A decisão clínica deve ser tomada em bases individuais, considerando as características anatômicas dentárias, da severidade do apinhamento, condições de saúde dentária e bucal, expectativas dos pacientes e ensaio em modelos (set-up). .

Tetralogy of fallot associated with invasive adrenocortical tumor in an adult woman

Migration of cardiac neural crest cells into the pharyngeal arches and the pharyngeal and splanchnic mesoderm contributes to the development of the cardiac outflow tract. The adrenal cortex is derived from the splanchnic mesoderm. Neuroblastoma is more prevalent in patients with congenital heart disease than in the general population, because both originate from embryonal neural crest-derived cells. Similarly, and in light of recent embryological findings, abnormal development or migration of splanchnic mesoderm, possibly due to an underlying genetic defect, could contribute to the association of adrenocortical carcinoma and tetralogy of Fallot. We present the case of a cardiologically asymptomatic 49-year-old woman with total correction of tetralogy of Fallot in the first year of life

Expression of beta 2 integrin (CD18) in embryonic mouse and chicken heart

Integrins are heterodimeric receptors composed of á and â transmembrane subunits that mediate attachment of cells to the extracellular matrix and counter-ligands such as ICAM-1 on adjacent cells. â2 integrin (CD18) associates with four different á (CD11) subunits to form an integrin subfamily, which has been reported to be expressed exclusively on leukocytes. However, recent studies indicate that â2 integrin is also expressed by other types of cells. Since the gene for â2 integrin is located in the region of human chromosome 21 associated with congenital heart defects, we postulated that it may be expressed in the developing heart. Here, we show the results from several different techniques used to test this hypothesis. PCR analyses indicated that â2 integrin and the áL, áM, and áX subunits are expressed during heart development. Immunohistochemical studies in both embryonic mouse and chicken hearts, using antibodies directed against the N- or C-terminal of â2 integrin or against its á subunit partners, showed that â2 integrin, as well as the áL, áM, and áX subunits, are expressed by the endothelial and mesenchymal cells of the atrioventricular canal and in the epicardium and myocardium during cardiogenesis. In situ hybridization studies further confirmed the presence of â2 integrin in these various locations in the embryonic heart. These results indicate that the â2 integrin subfamily may have other activities in addition to leukocyte adhesion, such as modulating the migration and differentiation of cells during the morphogenesis of the cardiac valves and myocardial walls of the heart.

Caracterización de células serotoninérgicas en el tejido cardiaco fetal / Characterization of serotonergic cells in fetal heart tissue

Objetivo: Caracterizar morfológica y bioquímicamente células productoras de serotonina durante el desarrollo del tejido cardiaco. Material y métodos: Se utilizaron ratas gestantes de la cepa Wistar. A los días 10, 12, 16 y 20 de gestación se obtuvieron los fetos por cesárea, a los cuales se les disecaron los corazones, que se fijaron para los ensayos de inmunohistoquímica para triptófano- 5-hidroxilasa (Tph), además se efectuó Western Blot para la enzima; se determinó la concentración de serotonina y la actividad de Tph por cromatografía de líquidos de alta resolución. Los resultados fueron analizados mediante U de Mann-Whitney, aceptando un nivel de significación de p < 0.05. Resultados: En los cortes de corazón fetal, desde el día 10 de gestación se observaron células inmunorreactivas para Tph, con metacromasia en su interior. Fibras nerviosas inmunorreactivas para la misma enzima que hacen contacto probablemente con las células serotoninérgicas. La actividad enzimática y la concentración de la serotonina aumentaron con la edad gestacional, además, se encontró la proteína enzimática por Western- Blot en el corazón fetal de 16 días de gestación. Conclusiones: Se demostró la presencia de células productoras de serotonina en el miocardio fetal, cuyo fenotipo corresponde a mastocitos cardiacos, lo cual sugiere que la serotonina puede ser importante en el desarrollo del tejido cardiaco y que también participa en los mecanismos fisiopatológicos de los defectos cardiacos estructurales o en la predisposición a enfermedades cardiovasculares en el adulto.

BACKGROUND: We undertook this study to present biochemical and morphological characterization of serotonergic cells during fetal heart development. METHODS: Wistar rats (10, 12, 16 and 20 days of gestation) were used. After obtaining the fetuses by Cesarean section, the hearts were removed and fixed for immunohistochemical assay of tryptophan-5-hydroxylase (Tph), in addition to Western blot for enzyme. Serotonin concentration and Tph were also evaluated with high-performance liquid chromatography. Results were analyzed using Mann-Whitney U test with a significance level of p <0.05. RESULTS: Metachromatic cells immunoreactive for Tph were observed from day 10 of gestation. Nerve fibers were also labeled, apparently making contact with serotonergic cells. Tph activity was measurable and serotonin levels increased with gestational age. The presence of Tph protein was confirmed by Western blot on day 16. CONCLUSIONS: The present results support the existence of cells located in the fetal myocardium, capable of producing serotonin whose phenotype belongs to cardiac mast cells. Their presence in this tissue strongly suggests that serotonin may play a key role in normal and abnormal development of cardiac tissue.

Los segmentos cardíacos primitivos, su implicación en la cardiogénesis normal aplicada a la cardiología pediátrica / Involvement of the primitive cardiac segments in the normal cardiogenesis. Its importance in the pediatric cardiology

The ample development of diagnostic echocardiography in pediatric cardiology has demanded precise knowledge of the abnormal anatomy of hearts that present congenital cardiac diseases. As a result, the information on morphologic and molecular aspects of cardiac embryogenesis has become fundamental to understand the anomalous anatomy of the malformed hearts. Based on these facts, in this paper we reviewed normal cardiogenesis, integrating the new information obtained experimentally in the chick embryo and from classic descriptive knowledge in humans. The age at which each cardiac segment appears is specified. At the same time, the changes in shape, relationships and position of these cardiac segments are detailed. Some implications of this process in the production of congenital cardiac defects and the importance of some specific genes are also discussed. This information is useful in the diagnosis of congenital cardiac diseases, as well as in discussing their embryogenesis. It is also beneficial in studying the possible mechanisms and genes implicated in normal morphogenesis of cardiac chambers, septa and valves. All this knowledge is important to plan strategies to avoid the production of this type of congenital pathologies.

Modulation of the caveolin-3 and Akt status in caveolae by insulin resistance in H9c2 cardiomyoblasts

We investigated glucose uptake and the translocation of Akt and caveolin-3 in response to insulin in H9c2 cardiomyoblasts exposed to an experimental insulin resistance condition of 100 nM insulin in a 25 mM glucose containing media for 24 h. The cells under the insulin resistance condition exhibited a decrease in insulin-stimulated 2-deoxy[3 H]glucose uptake as compared to control cells grown in 5 mM glucose media. In addition to a reduction in insulin-induced Akt translocation to membranes, we observed a significant decrease in insulin-stimulated membrane association of phosphorylated Akt with a consequent increase of the cytosolic pool. Actin remodeling in response to insulin was also greatly retarded in the cells. When translocation of Akt and caveolin-3 to caveolae was examined, the insulin resistance condition attenuated localization of Akt and caveolin-3 to caveolae from cytosol. As a result, insulin-stimulated Akt activation in caveolae was significantly decreased. Taken together, our data indicate that the decrease of glucose uptake into the cells is related to their reduced levels of caveolin-3, Akt and phosphorylated Akt in caveolae. We conclude that the insulin resistance condition induced the retardation of their translocation to caveolae and in turn caused an attenuation in insulin signaling, namely activation of Akt in caveolae for glucose uptake into H9c2 cardiomyoblasts.

Resonancia magnetica de las anomalias congenitas del corazon y grandes vasos / Magnetic resonance imaging of congenital cardiac anomalies and great arteries

La Resonancia Magnética ha surgido como un método confiable y eficaz para la evaluación de la patología cardíaca y de las grandes arterias. Las diferentes técnicas disponibles en el momento hacen de este examen una adecuada herramienta en el enfoque diagnóstico de los pacientes con enfermedad del sistema cardiovascular, que puede ser usada de manera complementaria a otros exámenes o de primera elección, según algunas indicaciones clínicas. En este estudio se revisan 7 casos representativos que se realizaron en nuestra institución, con anomalías congénitas cardíacas y de los grandes vasos. Se hace énfasis en la tónica del examen, así como también en los hallazgos más representativos

Transformación epitelio mesenquimática durante el desarrollo embrionario / Epithelial mesenchymal transformation during embryonic development

La transformación entre un epitelio y un mesénquima es un proceso celular crítico que cumple una importante función en la morfogénesis de diferentes órganos, como la desaparición del epitelio palatino medio que permite la fusión del paladar; el epitelio del conducto de Müller que está destinado a desaparecer en el macho; la formación del mesoderma durante la gastrulación; el desarrollo de la cresta neural; la formación de las válvulas y tabiques que dividen el corazón embrionario, etc. Durante este proceso, las células epiteliales pierden sus uniones celulares, dejan de expresar citoqueratinas y empiezan a sintetizar vimentina. Además, degradan la lámina basal y extienden filopodios a través de ella hacia el mesénquima subyacente, adoptando una morfología de fibroblasto. El control molecular de este proceso está asociado a factores de crecimiento, especialmente TGF-ß3 y a la proteína zinc finger Slug

Ventricular myosin light chain-2 gene expression in developing heart of chicken embryos

Recent gene knock-out studies in mice have suggested that ventricular myosin light chain-2 (vMLC2) has a role in the regulation of cardiogenic development and that perturbation in expression of vMLC2 is linked to the onset of dilated cardiomyopathy. In an attempt to develop an avian model for such studies, we examined the expression pattern of vMLC2 in chicken embryos at various stages and analyzed the effect of antisense oligonucleotide-mediated interference of vMLC2 function in cultures of whole embryos. Our results showed vMLC2 to be a specific marker for ventricular chamber throughout chicken embryonic development and antisense vMLC2 treatment of primitive streak stage (stage 4) embryos to produce pronounced dilation of heart tube with severe deficiency in formation of striated myofibrils. Further studies with antisense mRNA techniques of whole embryo cultures should, therefore, be useful to evaluate the role of vMLC2 and other putative regulatory factors in cardiac myofibrillogenesis.

Ausencia de conexión atrioventricular derecha e izquierda / Absence of atrio-ventricular connection

Para documentar los tipos de conexión ventriculoarterial y las malformaciones asociadas a la ausencia de conexión atrioventricular (A-V), se estudiaron morfológicamente cincuenta y siete corazones con esta cardiopatía. Se correlacionaron los rasgos anatómicos básicos con sus imágenes ecocardiográficas y cardioangiográficas para establecer sus correspondencias. Cincuenta y seis tuvieron situs solitus, cincuenta con ausencia de conexión A-V derecha y seis con izquierda; uno tuvo situs inversus. Todos presentaron: surco profundo entre las cámaras no conectadas, piso muscular en el atrio involucrado con depresión ciega proyectada hacia el ventrículo izquierdo dilatado e hipertrofiado, ventrículo derecho incompleto, carente de entrada, comunicación interventricular de dimensiones variables (obliterada en dos), defecto de la tabi-cación atrial, tabique ventricular desalineado con la crux cordis. En la ausencia de conexión A-V izquierda existió inversión ventricular y conexión V-A discordante. La conexión ventriculoarterial fue variable en la ausencia de conexión A-V derecha; concordante en treinta y ocho, de éstos, treinta y cuatro con estenosis pulmonar mixta (cinco con tetralogía de Fallot), dos con atresia valvular y dos con dilatación de la arteria pulmonar, discordante en nueve, uno con atresia aórtica; doble salida ventricular en tres: dos del derecho (uno con tetralogía de Fallot) y uno del izquierdo. El corazón en situs inversus presentó inversión ventricular, ausencia de conexión A-V derecha, (situada a la izquierda), ventrículo único (derecho) con doble salida y exclusión del ventrículo izquierdo (atrésico). La correspondencia entre los rasgos anatómicos de la cardiopatía y sus imágenes ecocardiográficas y cardioangiográficas fue precisa. Morfogenéticamente esta cardiopatía se origina por una tabicación ectópica desigual, muy lateralizada, del canal atrioventricular común que separa dos canales, uno estenótico que conduce a la atresia y otro de mayores dimensiones.

Effect of the mixture of captopril-hydrogen peroxide on the atrioventricular canal of the chick embryo heart

El presente trabajo estudia el efecto de la combinacion Captopril-Peroxido de Hidrogeno (H2O2) sobre el corazon de embrion de pollo durante etapas tempranas de la Cardiogénesis. Huevos fértiles White Leghorn de tres días de incubacion fueron divididos en tres grupos: a)controles solucion salina 0,15M. b)HýOý 0,1 ml, 10 mM y c)Captopril 0,1 ml 10 µg/ml + HýOý 0,1ml, 10 mM. A los 5 días se determino: a)el nivel de oxido reduccion del Verde Janus por incubacion en una solucion 0,2 mg/ml en PBS. b) el consumo de oxigeno por el método Polorográfico en funcion de la actividad de la catalasa endogena, c)los corazones fueron removidos y procesados para microscopia de luz. El HýOý produce a)una reduccion cualitativa de la poblacion de células de mesenquima del canal ario ventricular (cav), b)un mayor grado de reduccion del Verde Janus y c)una reduccion significativa del 20 por ciento de oxígeno consumido en comparacion al grupo control. La combinacion Captopril HýOý mantiene: a)cualitativamente estable la poblacion celular del tejido de mesenquima, b)una reduccion del colorante vital, en la region de cav, en escala similar a la de los controles y c)un 10 por ciento de diferencia en el consumo de oxígeno respecto al grupo control. El Captopril protege el estado de oxigeno-reduccion y porcentaje de saturacion de oxígeno en corazones embrionarios de pollo sometidos a estrés oxidativo y mantiene estable la poblacion celular del tejido de mesenquina durante etapas tempranas del desarrollo

Estudio inmunohistoquímico de los cambios en la expresión de la alfa-actinina durante el desarrollo cardíaco de pollo / Immunohistochemical analysis of the changes in the alfa-actinin expression during cardiac chick development

El citoesqueleto de la célula muscular es una compleja red de proteínas cuyo patrón de expresión está directamente relacionado con el proceso de diferenciación celular. La alfa-actinina, es una proteína que juega un papel decisivo en el proceso de contración de la célula muscular, es esencial para la estructuración de los sarcómeros ya que actúa como punto de anclaje o centro de organización de la preformación de filamentos de actina. La modificación de su expresión a lo largo de la madduración de la célula muscular tiene importantes implicaciones morfofuncionales para los miocardiocitos. Nuestros resultados, basados en el análisis mediante inmunofluorescencia de secciones criostáticas de corazón de pollo y miocardiocitos en cultivo de diferentes estadios del desarrollo, demuestran que en estadios tempranos (18 de Hamburger y Hamilton) la alfa-actinina se expresa débilmente, localizándose fundamentalmente en la membrana celular de los miocardiocitos y presentando un patrón de marcaja difuso en el citoplasma. Su expresión aumenta a lo largo del desarrollo cardíaco, produciéndose un aumento en la intensidad de marcaje, en el estadio 29 de Hamburger y Hamilton, que fue mayor en el miocardio ventricular que en el auricular lo que coincide con un cambio en el patrón de distrución de la alfa-actinina, que se estructura a lo largo de las miofibrillas de los miocardiocitos de este estadio. En estadios más avanzados (36 de Hamburger y Hamilton) se produce un incremento en la expresión de alfa-actinina pero sin cambios en su localización. El patrón de marcaje de la alfa- actinina durante el desarrollo cardíaco demuestra su utilidad como marcador del grado de diferenciación muscular y la importancia del estadio 29 HH en la maduración morfofuncional de la célula miocardiocítica, así como la diferente expresión en miocardios atrial y ventricular durante este proceso

Efecto de la modificación del volumen sanguíneo en la formación de las trabéculas ventriculares en corazón de embriones de pollo / Effect of the modifications of blood volumen in the formation of the ventricular trabeculas in chick embryonic

En un intento por conocer experimentalmente la importancia de los factores hemodinámicos en la morfogénesis cardíaca, diseñamos esta investigación para determinar las consecuencias que ejerce la disminución del flujo sanguíneo en el desarrollo de las trabéculas ventriculares en embriones de pollo. A tal objeto, los embriones fueron intervenidos durante el estadío 16, mediante la ligadura de la vena vitelina derecha en unos casos, e izquierda en otros, observandose sus efectos en embriones de los estadíos 35,36 y 37 mediante técnicas ultraestructurales de barrido. Nuestros resultados indican que la disminución del volumen sanguíneo causa modificaciones en la morfogénesis de las trabéculas ventriculares