Abstract Early detection and accurate monitoring of chronic kidney disease (CKD) could improve care and retard progression to end-stage renal disease. Here, using untargeted metabolomics in 2155 participants including patients with stage 1–5 CKD and healthy controls, we identify five metabolites, including 5-methoxytryptophan (5-MTP), whose levels strongly correlate with clinical markers of kidney disease. 5-MTP levels decrease with progression of CKD, and in mouse kidneys after unilateral ureteral obstruction (UUO). Treatment with 5-MTP ameliorates renal interstitial fibrosis, inhibits IκB/NF-κB signaling, and enhances Keap1/Nrf2 signaling in mice with UUO or ischemia/reperfusion injury, as well as in cultured human kidney cells. Overexpression of tryptophan hydroxylase-1 (TPH-1), an enzyme involved in 5-MTP synthesis, reduces renal injury by attenuating renal inflammation and fibrosis, whereas TPH-1 deficiency exacerbates renal injury and fibrosis by activating NF-κB and inhibiting Nrf2 pathways. Together, our results suggest that TPH-1 may serve as a target in the treatment of CKD.

Isolevuglandins (isoLGs) are lipid aldehydes that form in the presence of reactive oxygen species (ROS) and drive immune activation. We found that isoLG-adducts are presented within the context of major histocompatibility complexes (MHC-I) by an immunoproteasome dependent mechanism. Pharmacologic inhibition of LMP7, the chymotrypsin subunit of the immunoproteasome, attenuates hypertension and tissue inflammation in the angiotensin II (Ang II) model of hypertension. Genetic loss of function of all immunoproteasome subunits or conditional deletion of LMP7 in dendritic cell (DCs) or endothelial cells (ECs) attenuated hypertension, reduced aortic T cell infiltration, and reduced isoLG-adduct MHC-I interaction. Furthermore, isoLG adducts structurally resemble double-stranded DNA and contribute to the activation of STING in ECs. These studies define a critical role of the immunoproteasome in the processing and presentation of isoLG-adducts. Moreover they define a role of LMP7 as a regulator of T cell activation and tissue infiltration in hypertension.

Abstract Despite the wide effects of cardiorespiratory fitness (CRF) on metabolic, cardiovascular, pulmonary and neurological health, challenges in the feasibility and reproducibility of CRF measurements have impeded its use for clinical decision-making. Here we link proteomic profiles to CRF in 14,145 individuals across four international cohorts with diverse CRF ascertainment methods to establish, validate and characterize a proteomic CRF score. In a cohort of around 22,000 individuals in the UK Biobank, a proteomic CRF score was associated with a reduced risk of all-cause mortality (unadjusted hazard ratio 0.50 (95% confidence interval 0.48–0.52) per 1 s.d. increase). The proteomic CRF score was also associated with multisystem disease risk and provided risk reclassification and discrimination beyond clinical risk factors, as well as modulating high polygenic risk of certain diseases. Finally, we observed dynamicity of the proteomic CRF score in individuals who undertook a 20-week exercise training program and an association of the score with the degree of the effect of training on CRF, suggesting potential use of the score for personalization of exercise recommendations. These results indicate that population-based proteomics provides biologically relevant molecular readouts of CRF that are additive to genetic risk, potentially modifiable and clinically translatable.

Abstract The development of new power systems and the expanding scale of demand-side load resources represented by electric vehicles have brought new challenges to the stable and economic operation of power systems, and the current load aggregation regulation model is no longer adapted to the current environment. Based on this, this paper proposes a hierarchical zonal load aggregation regulation model, in which the system layer and the regional layer cooperate to regulate the resources, and finally verifies the feasibility and economy of the model by example analysis.

Hypusine is an amino acid synthesized by the enzyme deoxyhypusine synthase (DHPS). It is critical for the activity of eukaryotic translation initiation factor 5A (EIF5A). We reported that hypusination i) in macrophages supports the innate response towards pathogenic bacteria and ii) in epithelial cells maintains intestinal homeostasis. Herein, we investigated the effect of myeloid hypusination on the outcome of colitis and colitis-associated cancer. We found that patients with Crohn's disease exhibit increased levels of DHPS and EIF5AHyp in cells infiltrating the colon lamina propria. However, the specific deletion of Dhps in myeloid cells had no impact on clinical, histological, or inflammatory parameters in mice treated with dextran sulfate sodium (DSS). Further, tumorigenesis and level of dysplasia were not affected by myeloid deletion of Dhps in the azoxymethane-DSS model. The composition of the fecal and the mucosa-associated microbiome was similar in animals lacking or not DHPS in myeloid cells. Thus, hypusination in myeloid cells does not regulate colitis associated with epithelial injury and colitis-associated cancer. Enhancement of the DHPS/hypusine pathway in patients with inflammatory bowel disease could have therapeutic impact through epithelial effects, but modulation of hypusination in myeloid cells will be unlikely to affect the disease.

Abstract Four seasonal coronaviruses, including HCoV-NL63 and HCoV-229E, HCoV-OC43 and HCoV-HKU1 cause approximately 15–30% of common colds in adults. However, the frequency and timing of early infection with four seasonal coronaviruses in the infant are still not well studied. Here, we evaluated the serological response to four seasonal coronaviruses in 1886 children under 18-year-old to construct the viral infection rates. The antibody levels were also determined from the plasma samples of 485 pairs postpartum women and their newborn babies. This passive immunity waned at one year after birth and the resurgence of the IgGs were found thereafter with the increase of the age. Taken together, our results show the age-related seroprevalence trajectories of seasonal coronaviruses in children and provide useful information for deciding vaccine strategy for coronaviruses in the future.

To comprehensively study extracellular small RNAs (sRNA) by sequencing (sRNA-seq), we developed a novel pipeline to overcome current limitations in analysis entitled, Tools for Integrative Genome analysis of Extracellular sRNAs (TIGER). To demonstrate the power of this tool, sRNA-seq was performed on mouse lipoproteins, bile, urine, and liver samples. A key advance for the TIGER pipeline is the ability to analyze both host and non-host sRNAs at genomic, parent RNA, and individual fragment levels. TIGER was able to identify approximately 60% of sRNAs on lipoproteins, and >85% of sRNAs in liver, bile, and urine, a significant advance compared to existing software. Results suggest that the majority of sRNAs on lipoproteins are non-host sRNAs derived from bacterial sources in the microbiome and environment, specifically rRNA-derived sRNAs from Proteobacteria. Collectively, TIGER facilitated novel discoveries of lipoprotein and biofluid sRNAs and has tremendous applicability for the field of extracellular RNA.