Electrical field stimulation induces cardiac fibroblast proliferation through the calcineurin-NFAT pathway.

FIBROBLASTS; CELL proliferation; CALCINEURIN; NUCLEAR factor of activated T-cells; HEART diseases; HEART fibrosis

Most cardiac diseases are associated with fibrosis. Calcineurin (CaN) is regulated by Ca2+/calmodulin (CaM). The CaN-NFAT (nuclear factor of activated T cell) pathway is involved in the process of cardiac diseases, such as cardiac hypertrophy, but its effect on myocardial fibrosis remains unclear. The present study investigates whether the CaN-NFAT pathway is involved in cardiac fibroblast (CF) proliferation induced by electrical field stimulation (EFS), which recently became a popular treatment for heart failure and cardiac tissue engineering. CF proliferation was evaluated by a cell survival assay (MTT) and cell counts. Myocardial fibrosis was assessed by collagen I and collagen III protein expression. Green fluorescent protein (GFP)-tagged NFAT was used to detect NFAT nuclear translocation. CF proliferation, myocardial fibrosis, CaN activity, and NFAT nuclear translocation were enhanced by EFS. More importantly, these effects were abolished by CaN inhibitors, dominant negative CaN (DN-CaN), and CaN gene silenced with siRNA. Furthermore, buffering intracellular Ca2+ with BAPTA-AM and blocking Ca2+ influx with nifedipine suppressed EFS-induced increase in intracellular Ca2+ and CF proliferation. These results suggested that the CaN-NFAT pathway mediates CF proliferation, and that the CaN-NFAT pathway might be a possible therapeutic target for EFS-induced myocardial fibrosis and cardiac tissue engineering. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

La plupart des maladies cardiaques sont associées à la fibrose. La calcineurine (CaN) est régulée par la Ca2+/calmoduline (CaM). La voie CaN-NFAT ( nuclear factor of activated T cell) est impliquée dans le développement de maladies cardiaques comme l'hypertrophie cardiaque, mais son effet sur la fibrose du myocarde demeure mal défini. La présente étude vise à déterminer si la voie CaN/NFAT est impliquée dans la prolifération des fibroblastes cardiaques (FC) induite par une stimulation par champ électrique (SCE), qui est récemment devenue populaire comme traitement de l'insuffisance cardiaque et dans l'ingénierie cardiaque électrique. La prolifération de FC a été évaluée par un test de survie cellulaire (MTT) et par décompte cellulaire. La fibrose du myocarde a été évaluée par l'expression du collagène I et du collagène III. NFAT marqué par une étiquette de protéine fluorescente verte GFP a été utilisé pour détecter la translocation nucléaire de NFAT. La prolifération des FC, la fibrose du myocarde, l'activité de la CaN et la translocation nucléaire de NFAT étaient augmentées par la SCE. Qui plus est, ces effets étaient abolis par des inhibiteurs de CaN, par un dominant négatif de CaN (DN-CaN) et par le silençage génique de CaN par un siARN. En outre, tant le tamponnage de Ca2+ intracellulaire par le BAPTA-AM que le bloquage d'influx de Ca2+ par la nifédipine supprimaient l'accroissement de Ca2+ intracellulaire induit par la SCE et la prolifération des FC. Ces résultats suggèrent que la prolifération des FC dépendante de la voie CaN-NFAT et CaN-NFAT pourraient possiblement constituer des cibles thérapeutiques dans la fibrose du myocarde induite par la SCE et l'ingénierie cardiaque électrique. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Copyright of Canadian Journal of Physiology & Pharmacology is the property of Canadian Science Publishing and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)