SUMMARY While challenging, identifying individuals displaying resilience to Alzheimer’s disease (AD) and understanding the underlying mechanism holds great promise for the development of new therapeutic interventions to effectively treat AD. Down syndrome (DS), or trisomy 21, is the most common genetic cause of AD. Interestingly, some people with DS, despite developing AD neuropathology, show resilience to cognitive decline. Furthermore, DS individuals are at an increased risk of myeloid leukemia due to somatic mutations in hematopoietic cells. Recent studies indicate that somatic mutations in hematopoietic cells may lead to resilience to neurodegeneration. Microglia, derived from hematopoietic lineages, play a central role in AD etiology. We therefore hypothesize that microglia carrying the somatic mutations associated with DS myeloid leukemia may impart resilience to AD. Using CRISPR-Cas9 gene editing, we introduce a trisomy 21-linked hotspot CSF2RB A455D mutation into human pluripotent stem cell (hPSC) lines derived from both DS and healthy individuals. Employing hPSC-based in vitro microglia culture and in vivo human microglia chimeric mouse brain models, we show that in response to pathological tau, the CSF2RB A455D mutation suppresses microglial type-1 interferon signaling, independent of trisomy 21 genetic background. This mutation reduces neuroinflammation and enhances phagocytic and autophagic functions, thereby ameliorating senescent and dystrophic phenotypes in human microglia. Moreover, the CSF2RB A455D mutation promotes the development of a unique microglia subcluster with tissue repair properties. Importantly, human microglia carrying CSF2RB A455D provide protection to neuronal function, such as neurogenesis and synaptic plasticity in chimeric mouse brains where human microglia largely repopulate the hippocampus. When co-transplanted into the same mouse brains, human microglia with CSF2RB A455D mutation phagocytize and replace human microglia carrying the wildtype CSF2RB gene following pathological tau treatment. Our findings suggest that hPSC-derived CSF2RB A455D microglia could be employed to develop effective microglial replacement therapy for AD and other age-related neurodegenerative diseases, even without the need to deplete endogenous diseased microglia prior to cell transplantation.

Abstract In mammals, the most remarkable T cell variations with aging are the shrinking of naïve T cell pool and enlargement of memory T cell pool, which are partially caused by thymic involution. However, it remains an enigma whether these T-cell-related changes are consequences or causes of mammalian aging. In this study, we find that the T-cell specific Rip1 KO mice present similar age-related T cell changes and exhibit signs of accelerated aging, including inflammation, multiple age-related diseases and a shorter lifespan. Mechanistically, T cells lacking RIP1 displayed excessive apoptosis, leading to T cell compensatory proliferation, hyperactivation, increased inflammation, and ultimately premature death. Consistent with this, blocking apoptosis by co-deletion of Fadd in Rip1 deficient T cells significantly recovered the lymphopenia and imbalance between naïve and memory T cell, substantially restored ageing-related phenotypes, and prolonged life span in T-cell specific Rip1 KO mice. These results suggest that changes in T cells play a causal role in mammalian aging. Therefore, replenishing or blocking apoptosis of naïve T cells could offer new therapeutic approaches for aging and age-related diseases.

Abstract Cell degeneration in the retina leads to several ocular diseases and vision loss. Considerable research efforts focus on reprogramming Muller glia (MG) into functional cells to rescue vision as a promising therapeutic strategy, although whether MG can convert into functional bipolar cells, retinal ganglia cells (RGCs), rods or cones in mammals remains controversial. The broad applicability of tracking MG differentiation thus presents a need for improved labeling efficiency and specificity. Here, we compared AAV-based labeling strategies with conventional lineage-tracking by crossing transgenic mouse lines. We found that reporter expression was weak and not MG-specific in mGFAP-Cre transgenic mice. Different AAV serotypes showed a range of efficiency and specificity in labeling MG, leading us to optimize a human GFAP-Cre reporter system packaged in the AAV9 serotype with the WPRE (WPRE, woodchuck hepatitis virus post-transcriptional regulatory element) removed. The hGFAP-Cre- Δ WPRE reporter could label 20-73.8% MGs, with non-specific RGC labeling rates ranging from 0-0.08% at doses of 1 × 10 8 to 10 10 vector genomes (vg) per eye, an approximate 40-fold reduction compared with the AAV9-hGFAP-Cre-WPRE labeling system. Furthermore, we validated the availability of the label system to trace MG reprogramming and also detected false-positive results reported previously. The AAV9-hGFAP-Cre- Δ WPRE system thus represents a highly efficient and specific labeling system for MG, providing a valuable tool for tracking cell fate in vivo .

Abstract The outbreak of COVID-19 has emerged as a global pandemic. The unprecedented scale and severity call for rapid development of effective prophylactics or therapeutics. We here reported Nanobody (Nb) phage display libraries derived from four camels immunized with the SARS-CoV-2 spike receptor-binding domain (RBD), from which 381 Nbs were identified to recognize SARS-CoV-2-RBD. Furthermore, seven Nbs were shown to block interaction of human angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) with SARS-CoV-2-RBD-variants, bat-SL-CoV-WIV1-RBD and SARS-CoV-1-RBD. Among the seven candidates, Nb11-59 exhibited the highest activity against authentic SARS-CoV-2 with ND 50 of 0.55 μg/mL. Nb11-59 can be produced on a large-scale in Pichia pastoris , with 20 g/L titer and 99.36% purity. It also showed good stability profile, and nebulization did not impact its stability. Overall, Nb11-59 might be a promising prophylactic and therapeutic molecule against COVID-19, especially through inhalation delivery. Graphical Abstract

Abstract Postharvest partial dehydration of blueberries can enhance blueberry wine aroma, while the underlying mechanisms remain unclear. In this study, the key odor-active volatiles in blueberry wines fermented from dehydrated blueberries (30% weight loss) were identified via aroma extract dilution analysis. Results showed that increased levels of phenylalanine-derived compounds such as phenylethanol, and terpenes such as linalool and geraniol, primarily led to the enhancement of sweet, floral and fruity aromas of blueberry wines. Postharvest partial dehydration increased the contents of these compounds, which could be linked to the upregulation of VcGOT2 and VcPAR involved in phenylalanine metabolism, and the upregulation of VcDXS , VcHDR and VcTPS involved in terpene biosynthesis. Notably, the upregulated VcTPS encoded a monoterpene synthase responsible for producing linalool. These findings provided insight into the impact of postharvest dehydration on phenylalanine and terpene metabolism in blueberries, offering a reference for improving blueberry wine aroma through postharvest partial dehydration techniques.

Abstract Repressor element 1-silencing transcription factor (REST) is a transcriptional repressor that recognizes neuron-restrictive silencer elements in the mammalian genomes in a tissue- and cell-specific manner. The identity of REST target genes and molecular details of how REST regulates them are emerging. We performed conditional null deletion of Rest (cKO) in murine hair cells (HCs) and auditory neurons, spiral ganglion neurons (SGNs). Null-deletion of full-length REST resulted in normal HCs and SGNs development but manifested with progressive hearing loss in adulthood. We found that deletion of REST results in an increased abundance of K v 7.4 channels at the transcript, protein, and function levels. Specifically, we found that SGNs and HCs from Rest cKO mice displayed increased K v 7.4 expression and augmented K v 7 currents; SGN’s excitability was also significantly reduced. Administration of K v 7.4 channel activator, fasudil, recapitulated progressive hearing loss in mice. In contrast, inhibition of the K v 7.4 channel by XE991 rescued the auditory phenotype of Rest cKO mice. Previous studies identified some loss-of-function mutations within the K v 7.4-coding gene, Kcnq4 , as a causative factor for progressive hearing loss in mice and humans. Thus, the present findings revealed that a critical homeostatic K v 7.4 channel level is required for proper auditory functions.