An approach based on the polymerase chain reaction has been devised to clone new members of the family of genes encoding guanosine triphosphate-binding protein (G protein)-coupled receptors. Degenerate primers corresponding to consensus sequences of the third and sixth transmembrane segments of available receptors were used to selectively amplify and clone members of this gene family from thyroid complementary DNA. Clones encoding three known receptors and four new putative receptors were obtained. Sequence comparisons established that the new genes belong to the G protein-coupled receptor family. Close structural similarity was observed between one of the putative receptors and the 5HT1a receptor. Two other molecules displayed common sequence characteristics, suggesting that they are members of a new subfamily of receptors with a very short nonglycosylated (extracellular) amino-terminal extension.

The pituitary hormone thyrotropin, or thyroid-stimulating hormone (TSH), is the main physiological agent that regulates the thyroid gland. The thyrotropin receptor (TSHR) was cloned by selective amplification with the polymerase chain reaction of DNA segments presenting sequence similarity with genes for G protein-coupled receptors. Out of 11 new putative receptor clones obtained from genomic DNA, one had sequence characteristics different from all the others. Although this clone did not hybridize to thyroid transcripts, screening of a dog thyroid complementary DNA (cDNA) library at moderate stringency identified a cDNA encoding a 4.9-kilobase thyroid-specific transcript. The polypeptide encoded by this thyroid-specific transcript consisted of a 398-amino acid residue amino-terminal segment, constituting a putative extracellular domain, connected to a 346-residue carboxyl-terminal domain that contained seven putative transmembrane segments. Expression of the cDNA conferred TSH responsiveness to Xenopus oocytes and Y1 cells and a TSH binding phenotype to COS cells. The TSHR and the receptor for luteinizing hormone-choriogonadotropin constitute a subfamily of G protein-coupled receptors with distinct sequence characteristics.

A human thyroid cDNA library was screened by hybridization with a dog thyrotropin receptor (TSHr) cDNA. Sequencing of the resulting clones identified a 2292 residue open reading frame encoding a 744 amino acid mature polypeptide presenting 90.3% similarity with the dog TSHr. Two major transcripts (4.6 and 4.4 kilobases) were identified in the human thyroid which suggests that alternative splicing could generate multiple forms of human TSHr. Transfection of the coding sequence in COS-7 cells conferred to a membrane preparation of these cells the ability to bind specifically TSH. TSH binding was completely displaced by immunoglobulin preparations from patients with idiopathic myxoedema.

Abstract Starvation causes the accumulation of lipid droplets in the liver, a somewhat counterintuitive phenomenon that is nevertheless conserved from flies to humans. Much like fatty liver resulting from overfeeding, hepatic lipid accumulation (steatosis) during undernourishment can lead to lipotoxicity and atrophy of the liver. Here, we found that while surface populations of Astyanax mexicanus undergo this evolutionarily conserved response to starvation, the starvation-resistant cavefish larvae of the same species do not display an accumulation of lipid droplets upon starvation. Moreover, cavefish are resistant to liver atrophy during starvation, providing a unique system to explore strategies for liver protection. Using comparative transcriptomics between zebrafish, surface fish, and cavefish, we identified the fatty acid transporter slc27a2a/fatp2 to be correlated with the development of fatty liver. Pharmacological inhibition of slc27a2a in zebrafish rescues steatosis and atrophy of the liver upon starvation. Further, down-regulation of FATP2 in drosophila larvae inhibits the development of starvation-induced steatosis, suggesting the evolutionary conserved importance of the gene in regulating fatty liver upon nutrition deprivation. Overall, our study identifies a conserved, druggable target to protect the liver from atrophy during starvation. One-Sentence Summary Cavefish evolved protection from starvation-induced liver damage through reduction of fatty acid uptake regulated by FATP2 , a mechanism conserved through 400 million years of animal evolution.

A-to-I editing substitutes inosines for adenosines at specific positions in mRNAs and can substantially alter a cell's transcriptome. Currently, little is known about how RNA editing operates in cancer. Transcriptome analysis of 68 normal and cancerous breast tissues revealed that the editing enzyme ADAR acts uniformly, on the same loci, across tissues. Controlled ADAR expression experiments demonstrated that the editing frequency at all loci is proportional to both ADAR expression levels and the individual locus' editability?a propensity to be edited determined by the surrounding nucleotide sequence. Comparison of tumor transcriptomes to those of normal breast and breast organoids, i.e. pure normal breast epithelial cells, demonstrated that the editing frequency is increased in tumor cells. This was consistent with ADAR immunohistochemistry. We also demonstrated that type I interferon response and ADAR DNA copy number explain together 53% of ADAR expression in breast cancers, an observation also valid in nearly all of 20 other cancer types in The Cancer Genome Atlas. Interferon exposure increased ADAR mRNA, protein expression and editing in four breast cell lines. Finally, ADAR silencing using shRNA lentivirus transduction in breast cancer cell lines led to more cell proliferation and less apoptosis. Our results reveal that A-to-I editing is a pervasive, yet reproducible, source of variation that is controlled by two factors, 1q amplification and inflammation, both highly prevalent among human cancers. This suggests the potential for a new class of therapeutic targets and an unexpected role for inflammation in cancers.

ABSTRACT Background and Aims Metabolic dysfunction-associated steatohepatitis (MASH) is a progressive liver disease that can lead to fibrosis, cirrhosis, and hepatocellular carcinoma. Though MASH is closely tied to metabolic risk factors, the underlying pathogenic mechanisms remain scarcely understood. Recent research underscores the importance of the gut-liver axis in its pathogenesis, an aspect less explored in human studies. Here, we investigated whether the duodenal epithelium of MASH patients, could exhibit intrinsic dysfunctions. Methods Duodenal epithelial organoids were generated from 16 MASH patients and 14 healthy controls. Biopsies and patient-derived organoid transcriptomes were then analyzed to evaluate if specific intestinal pathways were differentially modulated in MASH subjects. Functional assays were performed to assess the duodenal epithelial digestive potential and barrier functionality. Results Organoid formation efficiency was similar between control-derived epithelial organoids (CDEOs) and MASH-derived epithelial organoids (MDEOs) (71% and 69%, respectively). Despite global heterogeneity in growth patterns, MDEOs frequently exhibited cystic spheroid morphology. MDEOs displayed altered digestive homeostasis associated with reduced mature absorptive cell fate, but they retained their lipid metabolic capacity, possibly mediated by lipid oxidation in stem/progenitor cells. Additionally, MDEOs misexpressed components of tight and adherens junctions and desmosomes compared to controls. However, MDEOs maintained pore and leak pathway integrity, indicating that the duodenal epithelial barrier remained functionally preserved under tested conditions. Conclusions This study provides evidence that the duodenal epithelium of MASH patients exhibits significant alterations in its digestive and barrier functions. This study sheds light on the intricate dynamics of duodenal epithelial alterations in MASH, highlighting potential therapeutic avenues for restoring intestinal homeostasis.

Collagenase/dispase treatment of intestinal tissue from adult mice generates cells growing in matrigel as immortal cystic spheroids in addition to differentiated organoids. Contrary to classical EDTA-derived organoids, these spheroids display poor intestinal differentiation and are independent of Rspondin/Noggin/EGF for growth. Their transcriptome resembles strikingly that of fetal intestinal spheroids, with downregulation of crypt base columnar cell (CBC) markers (Lgr5, Ascl2, Smoc2, Olfm4). In addition, they display upregulation of inflammatory and mesenchymal genetic programs, together with robust expression of YAP target genes. Lineage tracing, cell-sorting and single cell RNA sequencing experiments demonstrate that adult spheroid-generating cells belong to a hitherto undescribed developmental lineage, independent of Lgr5+ve CBCs, and are involved in regeneration of the epithelium following CBC ablation.

ABSTRACT The gastrointestinal epithelium constitutes a chemosensory system for microbiota-derived metabolites such as Short Chain Fatty Acids (SCFA). In this study, we investigated spatial distribution of Olfr78, one of the SCFA receptors, in the mouse intestine and studied the transcriptome of colon enteroendocrine cells expressing Olfr78. The receptor is principally detected in the enterochromaffin and L subtypes in the proximal and distal colon, respectively. Using the Olfr78-GFP and VilCre/Olfr78flox transgenic mouse lines, we reveal that loss of epithelial Olfr78 results in impaired enterochromaffin cell differentiation, blocking cells in an undefined secretory lineage state. This is accompanied by dysbiosis, characterized by an increased Firmicutes / Bacteroidete s ratio, as well as a less efficient antioxidant system in colon crypts. Using organoid cultures, we further show that maintenance of enterochromaffin cells involves activation of the Olfr78 receptor via the SCFA ligand acetate. Altogether, this work provides evidence that Olfr78 contributes to colon homeostasis by regulating enterochromaffin cell differentiation.

ABSTRACT Cold atmospheric plasma (CAP) treatment has been proposed as a potentially innovative therapeutic tool in the biomedical field, notably for cancer due to its proposed toxic selectivity on cancer cells versus healthy cells. In the present study, we addressed the relevance of three-dimensional organoid technology to investigate the biological effects of CAP on normal epithelial stem cells and tumor cells isolated from mouse small intestine. CAP treatment exerted dose-dependent cytotoxicity on normal organoids and induced major transcriptomic changes associated with global response to oxidative stress, fetal-like regeneration reprogramming and apoptosis-mediated cell death. Moreover, we explored the potential selectivity of CAP on tumor-like Apc-deficient versus normal organoids in the same genetic background. Unexpectedly, tumor organoids exhibited higher resistance to CAP treatment, correlating with higher antioxidant activity at baseline as compared to normal organoids. This pilot study suggests that the ex vivo culture system could be a relevant alternative model to further investigate translational medical applications of CAP technology.