Abstract Central nervous system (CNS) lesions become surrounded by neuroprotective borders of newly proliferated reactive astrocytes. Fundamental features of these cells are poorly understood. Here, we show that 90% of border-forming astrocytes derive from proliferating Aldh1l1-expressing local astrocytes, and 10% from Pdgfra-expressing oligodendrocyte progenitors in mice. Temporal transcriptome analysis, snRNAseq and immunohistochemistry showed that after CNS injury, local mature astrocytes dedifferentiated, proliferated, and became transcriptionally reprogrammed to permanently altered new functional states, with persisting downregulation of molecules associated with astrocyte-neuron interactions, and upregulation of molecules associated with wound healing, microbial defense, and interactions with stromal and immune cells. Our findings show that at CNS injury sites, local mature astrocytes proliferate and adopt canonical features of essential wound repair cells that persist in adaptive states and are the predominant source of neuroprotective borders that re-establish CNS integrity by separating neural parenchyma from stromal and immune cells as occurs throughout the healthy CNS.

Abstract Astrocytes derive from different lineages and play a critical role in neuropathic pain after spinal cord injury (SCI). Whether selective eliminating these main origins of astrocytes in lumbar enlargement could attenuate SCI-induced neuropathic pain remains unclear. In this study, astrocytes in lumbar enlargement were lineage traced, targeted and selectively eliminated through transgenic mice injected with an adeno-associated virus vector and diphtheria toxin. Pain-related behaviors were measured with an electronic von Frey apparatus and a cold/hot plate after SCI. RNA sequencing, bioinformatics analysis, molecular experiment and immunohistochemistry were used to explore the potential mechanisms after astrocyte elimination. Through lineage tracing, we concluded the resident astrocytes but not ependymal cells were the main origins of astrocytes-induced neuropathic pain. SCI induced mice to obtain significant pain symptoms and astrocyte activation in lumbar enlargement. Selective resident astrocytes elimination in lumbar enlargement could attenuate neuropathic pain and activate microglia. Interestingly, the type I interferons (IFNs) signal was significantly activated after astrocytes elimination, and the most activated Gene Ontology terms and pathways were associated with the type I IFNs signal which was mainly activated in microglia and further verified in vitro and in vivo. Furthermore, different concentrations of interferon and Stimulator of interferon genes (STING) agonist could activate the type I IFNs signal in microglia. Our results elucidate that selectively eliminating resident astrocytes attenuated neuropathic pain associated with type I IFNs signal activation in microglia. Targeting type I IFNs signal is proven to be an effective strategy for neuropathic pain treatment after SCI.

Two rare 8-hydroxysteroid glycosides (6-7), and their downstream metabolites (1-5) with an unprecedented 6/6/5/5/5-pentacyclic scaffold, together with seven known analogues (8-14) were isolated from the twigs and leaves of Strophanthus divaricatus. Their structures were fully assigned by analysis of the spectroscopic and ECD data, NMR calculations, X-ray crystallographic study, and chemical methods. In addition, the inhibitory effects of 1-14 on liver and lung cancer cell lines were evaluated, and preliminary structure-activity relationship was discussed. Data-independent acquisition (DIA)-based quantitative proteomic analysis and biological verification of H1299 cells suggested that this family of compounds may play an anticancer role by suppressing both DNA damage response (DDR) and mTOR/S6K signaling pathways.

Background Klebsiella pneumoniae is a common Gram-negative bacterium. Blood infection caused by K. pneumoniae is one of the most common causes of human sepsis, which seriously threatens the life of patients. The immune status of peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) based on single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) in acute stage and recovery stage of sepsis caused by K. pneumoniae bloodstream infection has not been studied. Methods A total of 13 subjects were included in this study, 3 healthy controls, 7 patients with K. pneumoniae bloodstream infection in the acute stage (4 patients died), and 3 patients in the recovery stage. Peripheral blood of all patients was collected and PBMCs were isolated for scRNA-seq analysis. We studied the changes of PBMCs components, signaling pathways, differential genes, and cytokines in acute and recovery stages. Results During K. pneumoniae acute infection we observed a decrease in the proportion of T cells, most probably due to apoptosis and the function of T cell subtypes was disorder. The proportion of monocytes increased in acute stage. Although genes related to their phagocytosis function were upregulated, their antigen presentation capacity-associated genes were downregulated. The expression of IL-1β, IL-18, IFNGR1 and IFNGR2 genes was also increased in monocytes. The proportion of DCs was depleted during the acute stage and did not recover during sepsis recovery. DCs antigen presentation was weakened during the acute stage but recovered fast during the recovery stage. pDCs response to MCP-1 chemokine was weakened, they recovered it quickly during the recovery stage. B cells showed apoptosis both in the acute stage and recovery stage. Their response to complement was weakened, but their antigen presentation function was enhanced. The proportion of NK cells stable during all disease’s stages, and the expression of IFN-γ gene was upregulated. Conclusion The proportion of PBMCs and their immune functions undergo variations throughout the course of the disease, spanning from the acute stage to recovery. These findings provide new insights into the mechanism of PBMCs immune function during K. pneumoniae bloodstream infection sepsis and recovery and sets the basis for further understanding and treatment.