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High molecular weight FGF-2 promotes postconditioning-like cardioprotection linked to activation of the protein kinase C isoforms Akt and p70 S6 kinase

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Fibroblast growth factor 2 (FGF-2) is a multifunctional protein translated as high and low molecular weight isoforms (hi- and lo-FGF-2, respectively). Although the postconditioning cardioprotective effect of lo-FGF-2 (18 kDa) has been documented, hi-FGF-2 is less well studied. We used an isolated perfused rat heart model of ischemia-reperfusion to study the effects of postischemic (during reperfusion) administration of hi-FGF-2 on recovery of contractile function and tissue salvage, as indicated by decreased cytosolic cytochrome c levels. Compared with the vehicle-treated group, hi-FGF-2-treated hearts had significantly improved recovery of systolic pressure, developed pressure, rates of contraction and relaxation, and coronary flow, as well as decreased relative levels of cytosolic cytochrome c. The effects of hi-FGF-2 on functional recovery and cytosolic cytochrome c were indistinguishable from those induced by lo-FGF-2. Both hi- and lo-FGF-2 upregulated relative levels of phosphorylated (activated) Akt and p70 S6 kinase, and they both promoted translocation of α, ε, and ζ isoforms of protein kinase C (PKC) to the particulate fraction of reperfused hearts. The magnitude of the effect on PKCζ and p70 S6 kinases, however, was significantly more potent in the hi-FGF-2 than in the lo-FGF-2 group. We conclude that acute postischemic cardioprotection by hi- or lo-FGF-2 is isoform nonspecific and likely to be mediated by PKC and Akt. Nevertheless, isoform-specific functions are suggested by the augmented sensitivity of p70 S6 and PKCζ to hi-FGF-2.

Le facteur de croissance fibroblastique 2 des (FGF-2) est une protéine multifonctionnelle traduite en deux isoformes de poids moléculaires différents : haut (hi-FGF-2) et bas (lo-FGF-2). Bien que l’effet cardioprotecteur du post-conditionnement apporté par le lo-FGF-2 (18 kDa) soit documenté, le rôle du hi-FGF-2 est moins bien connu. Nous utilisons un modèle d’ischémie-reperfusion sur un cœur de rat isolé et perfusé pour analyser les effets de l’administration post-ischémique (au cours de la reperfusion) du hi-FGF-2 sur la récupération de la fonction contractile et sur la préservation tissulaire indiquée par la diminution de la concentration cytosolique de cytochrome c. Comparativement au groupe qui n’a reçu que le transporteur, on observe dans le cœur ayant reçu le hi-FGF-2 des augmentations significatives de la pression systolique durant la récupération, de la production de pression, de la vitesse de contraction et de relaxation et du débit coronarien et une diminution de la concentration cytosolique relative de cytochrome c. Les effets du hi-FGF-2 sur la récupération fonctionnelle et sur la concentration cytosolique relative de cytochrome c ne sont pas différents de ceux observés pour le lo-FGF-2. Les deux isoformes de FGF-2 suscitent une régulation à la hausse des Akt et p70 S6 kinases phosphorylées (activées) et favorisent la translocation des isoformes de la α, ε et ζ protéine kinase (PKC) dans la fraction particulaire des cœurs reperfusés. Comparativement au groupe traité au moyen de lo-FGF-2, on observe un plus grand effet sur les PKC-ζ et p70 S6 kinases chez le groupe traité au hi-FGF-2. En conclusion, la cardioprotection post-ischémique immédiate apportée par les deux FGF-2 (lo ou hi) n’est pas spécifique à l’isoforme et est vraisemblablement médiée par PKC et Akt. Néanmoins, la spécificité de l’isoforme semble indiquée par la plus grande sensibilité de p70 S6 et de PKC-ζ au hi-FGF-2.
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Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2009

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