Immunotherapy holds tremendous promise for improving cancer treatment. To administer radiotherapy with immunotherapy has been shown to improve immune responses and can elicit the 'abscopal effect'. Unfortunately, response rates for this strategy remain low. Herein we report an improved cancer immunotherapy approach that utilizes antigen-capturing nanoparticles (AC-NPs). We engineered several AC-NP formulations and demonstrated that the set of protein antigens captured by each AC-NP formulation is dependent on the NP surface properties. We showed that AC-NPs deliver tumour-specific proteins to antigen-presenting cells (APCs) and significantly improve the efficacy of αPD-1 (anti-programmed cell death 1) treatment using the B16F10 melanoma model, generating up to a 20% cure rate compared with 0% without AC-NPs. Mechanistic studies revealed that AC-NPs induced an expansion of CD8

Rationale: E-cigarettes vaporize propylene glycol/vegetable glycerin (PG/VG), nicotine, and flavorings. However, the long-term health effects of exposing lungs to vaped e-liquids are unknown.Objectives: To determine the effects of chronic vaping on pulmonary epithelia.Methods: We performed research bronchoscopies on healthy nonsmokers, cigarette smokers, and e-cigarette users (vapers) and obtained bronchial brush biopsies and lavage samples from these subjects for proteomic investigation. We further employed in vitro and murine exposure models to support our human findings.Measurements and Main Results: Visual inspection by bronchoscopy revealed that vaper airways appeared friable and erythematous. Epithelial cells from biopsy samples revealed approximately 300 proteins that were differentially expressed in smoker and vaper airways, with only 78 proteins being commonly altered in both groups and 113 uniquely altered in vapers. For example, CYP1B1 (cytochrome P450 family 1 subfamily B member 1), MUC5AC (mucin 5 AC), and MUC4 levels were increased in vapers. Aerosolized PG/VG alone significantly increased MUC5AC protein in human airway epithelial cultures and in murine nasal epithelia in vivo. We also found that e-liquids rapidly entered cells and that PG/VG reduced membrane fluidity and impaired protein diffusion.Conclusions: We conclude that chronic vaping exerts marked biological effects on the lung and that these effects may in part be mediated by the PG/VG base. These changes are likely not harmless and may have clinical implications for the development of chronic lung disease. Further studies will be required to determine the full extent of vaping on the lung.

To delineate the mechanisms by which the ERK1 and ERK2 mitogen-activated protein kinases support mutant KRAS-driven cancer growth, we determined the ERK-dependent phosphoproteome in KRAS-mutant pancreatic cancer. We determined that ERK1 and ERK2 share near-identical signaling and transforming outputs and that the KRAS-regulated phosphoproteome is driven nearly completely by ERK. We identified 4666 ERK-dependent phosphosites on 2123 proteins, of which 79 and 66%, respectively, were not previously associated with ERK, substantially expanding the depth and breadth of ERK-dependent phosphorylation events and revealing a considerably more complex function for ERK in cancer. We established that ERK controls a highly dynamic and complex phosphoproteome that converges on cyclin-dependent kinase regulation and RAS homolog guanosine triphosphatase function (RHO GTPase). Our findings establish the most comprehensive molecular portrait and mechanisms by which ERK drives KRAS-dependent pancreatic cancer growth.

Summary Cells adjust their metabolism by remodeling membrane contact sites that channel metabolites to different fates. Lipid droplet (LD)-mitochondria contacts change in response to fasting, cold exposure, and exercise. However, their function and mechanism of formation have remained controversial. We focused on perilipin 5 (Plin5), an LD protein that tethers mitochondria, to probe the function and regulation of LD-mitochondria contacts. We demonstrate that efficient LD-to-mitochondria fatty acid (FA) trafficking and ß-oxidation during starvation of myoblasts requires both phosphorylation of Plin5 and an intact Plin5 mitochondrial tethering domain. We further identified the acyl-CoA synthetase, Fatp4 (ACSVL4) as a novel mitochondrial interactor of Plin5. The C-terminal domains of Plin5 and Fatp4 constitute a minimal protein interaction capable of inducing organelle contacts. Our work suggests that starvation leads to phosphorylation of Plin5, lipolysis, and subsequent channeling of FAs from LDs to Fatp4 on mitochondria for conversion to fatty-acyl-CoAs and subsequent oxidation.

How the

The Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2) is a conserved enzyme that tri-methylates Lysine 27 on Histone 3 (H3K27me3) to promote gene silencing. PRC2 is remarkably responsive to the expression of certain long noncoding RNAs (lncRNAs). In the most notable example, PRC2 is recruited to the X-chromosome shortly after expression of the lncRNA Xist begins during X-chromosome inactivation. However, the mechanisms by which lncRNAs recruit PRC2 to chromatin are not yet clear. We report that a broadly used rabbit monoclonal antibody raised against human EZH2, a catalytic subunit of PRC2, cross-reacts with an RNA-binding protein called Scaffold Attachment Factor B (SAFB) in mouse embryonic stem cells (ESCs) under buffer conditions that are commonly used for chromatin immunoprecipitation (ChIP). Knockout of EZH2 in ESCs demonstrated that the antibody is specific for EZH2 by western blot (no cross-reactivity). Likewise, comparison to previously published datasets confirmed that the antibody recovers PRC2-bound sites by ChIP-Seq. However, RNA-IP from formaldehyde-crosslinked ESCs using ChIP wash conditions recovers distinct peaks of RNA association that co-localize with peaks of SAFB and whose enrichment disappears upon knockout of SAFB but not EZH2. IP and mass spectrometry-based proteomics in wild-type and EZH2 knockout ESCs confirm that the EZH2 antibody recovers SAFB in an EZH2-independent manner. Our data highlight the importance of orthogonal assays when studying interactions between chromatin-modifying enzymes and RNA.

Abstract Scaffold Attachment Factor B (SAFB) is a conserved RNA Binding Protein (RBP) that is essential for early mammalian development. However, the RNAs that associate with SAFB in mouse embryonic stem cells have not been characterized. Here, we addressed this unknown using RNA-seq and SAFB RNA immunoprecipitation followed by RNA-seq (RIP-seq) in wild-type ESCs and in ESCs in which SAFB and SAFB2 were knocked out. SAFB predominantly associated with introns of protein-coding genes through purine-rich motifs. The transcript most enriched in SAFB association was the lncRNA Malat1 , which also contains a purine-rich region in its 5 ′ end. Knockout of SAFB/2 led to down- and upregulation of approximately 1,000 genes associated with multiple biological processes, including genes that are regulated by Polycomb and genes involved in apoptosis, cell division, and cell migration. The spliced and nascent transcripts of many downregulated genes associated with high levels of SAFB in wild-type cells, implying that SAFB binding promotes their expression. Reintroduction of SAFB into double-knockout cells restored gene expression towards wild-type levels, an effect that was again observable at the level of spliced and nascent transcripts. Proteomics analysis revealed a significant enrichment of nuclear speckle-associated and RS-domain containing proteins among SAFB interactors. Our findings suggest that among other potential functions in mouse embryonic stem cells, SAFB promotes the expression of a subset of genes through its ability to bind purine regions in nascent RNA.

Abstract Autosomal recessive spastic ataxia of Charlevoix-Saguenay (ARSACS) is caused by mutations in SACS , which manifest as a childhood-onset cerebellar ataxia. Cellular ARSACS phenotypes include mitochondrial dysfunction, intermediate filament (IF) disorganization, and loss of Purkinje neurons. It is unclear how the loss of SACS causes these deficits, or why they manifest as cerebellar ataxia. We employed a multi-omics approach to characterize molecular and cellular deficiencies in SACS knockout (KO) cells. We identified alterations in microtubule structure and dynamics, protein trafficking, and mislocalization of synaptic and focal adhesion proteins. Targeting PTEN , a negative regulator of focal adhesions, rescued several cellular phenotypes in SACS KO cells. We found sacsin interacts with proteins implicated in vesicle transport, including HSP proteins, and interactions between structural and cell adhesion proteins were diminished in SACS KO cells. In all, this study suggests that trafficking and localization of synaptic adhesion proteins is a causal molecular deficiency in ARSACS.

During neuronal development, dynamic filopodia emerge from dendrites and mature into functional dendritic spines during synaptogenesis. Dendritic filopodia and spines respond to extracellular cues, influencing dendritic spine shape and size as well as synaptic function. Previously, the E3 ubiquitin ligase TRIM9 was shown to regulate filopodia in early stages of neuronal development, including netrin-1 dependent axon guidance and branching. Here we demonstrate TRIM9 also localizes to dendritic filopodia and spines of murine cortical and hippocampal neurons during synaptogenesis and is required for synaptic responses to netrin-1. In particular, TRIM9 is enriched in the post-synaptic density (PSD) within dendritic spines and loss of Trim9 alters the PSD proteome, including the actin cytoskeleton landscape. While netrin-1 exposure induces accumulation of the Arp2/3 complex and filamentous actin in dendritic spine heads, this response is disrupted by genetic deletion of Trim9 . In addition, we document changes in synaptic receptors associated with loss of Trim9 . These defects converge on a loss of netrin-dependent increases in neuronal firing rates, indicating TRIM9 is required downstream of synaptic netrin-1 signaling. We propose TRIM9 regulates cytoskeletal dynamics in dendritic spines and is required for the proper response to synaptic stimuli.

SUMMARY Defining the molecular mechanisms that govern heart development is essential for identifying the etiology of congenital heart disease. Here, quantitative proteomics was used to measure temporal changes in the cardiac proteome at eight critical stages of murine embryonic heart development. Global temporal profiles of the over 7,300 identified proteins uncovered signature cardiac protein interaction networks that linked protein dynamics with molecular pathways. Using this integrated dataset, we identified and established a functional role for the mevalonate pathway in the regulation of embryonic cardiomyocyte proliferation and cell signaling. Overall, our proteomic datasets are an invaluable resource for studying molecular events that regulate embryonic heart development and contribute to congenital heart disease.