The Illumina HumanMethylation450 BeadChip is increasingly utilized in epigenome-wide association studies, however, this array-based measurement of DNA methylation is subject to measurement variation. Appropriate data preprocessing to remove background noise is important for detecting the small changes that may be associated with disease. We developed a novel background correction method, ENmix, that uses a mixture of exponential and truncated normal distributions to flexibly model signal intensity and uses a truncated normal distribution to model background noise. Depending on data availability, we employ three approaches to estimate background normal distribution parameters using (i) internal chip negative controls, (ii) out-of-band Infinium I probe intensities or (iii) combined methylated and unmethylated intensities. We evaluate ENmix against other available methods for both reproducibility among duplicate samples and accuracy of methylation measurement among laboratory control samples. ENmix out-performed other background correction methods for both these measures and substantially reduced the probe-design type bias between Infinium I and II probes. In reanalysis of existing EWAS data we show that ENmix can identify additional CpGs, and results in smaller P-value estimates for previously-validated CpGs. We incorporated the method into R package ENmix, which is freely available from Bioconductor website.

Cognitive deficit is a debilitating complication of SCD with multifactorial pathobiology. Here we show that neuroinflammation and dysregulation in lipidomics and transcriptomics profiles are major underlying mechanisms of social stress-induced cognitive deficit in SCD. Townes sickle cell (SS) mice and controls (AA) were exposed to social stress using the repeat social defeat (RSD) paradigm concurrently with or without treatment with minocycline. Mice were tested for cognitive deficit using novel object recognition (NOR) and fear conditioning (FC) tests. SS mice exposed to RSD without treatment had worse performance on cognitive tests compared to SS mice exposed to RSD with treatment or to AA controls, irrespective of their RSD or treatment disposition. Additionally, compared to SS mice exposed to RSD with treatment, SS mice exposed to RSD without treatment had significantly more cellular evidence of neuroinflammation coupled with a significant shift in the differentiation of neural progenitor cells towards astrogliogenesis. Additionally, brain tissue from SS mice exposed to RSD was significantly enriched for genes associated with blood-brain barrier dysfunction, neuron excitotoxicity, inflammation, and significant dysregulation in sphingolipids important to neuronal cell processes. We demonstrate in this study that neuroinflammation and lipid dysregulation are potential underlying mechanisms of social stress-related cognitive deficit in SS mice.

Cognitive deficit is a debilitating complication of sickle cell disease (SCD), with a multifactorial etiopathogenesis. Here we show that neuroinflammation and dysregulation in lipidomics and transcriptomics profiles are major underlying mechanisms of social stress-induced cognitive deficit in SCD. Male Townes sickle cell (SS) mice and controls (AA) were exposed to social stress using the repeat social defeat (RSD) paradigm concurrently with or without treatment with minocycline. Mice were tested for cognitive deficit using novel object recognition and fear conditioning tests. SS mice exposed to RSD without treatment had worse performance on cognitive tests compared to SS mice exposed to RSD with treatment or to AA controls, irrespective of their RSD or treatment disposition. Additionally, compared to SS mice exposed to RSD with treatment, SS mice exposed to RSD without treatment had significantly more cellular evidence of neuroinflammation coupled with a significant shift in the differentiation of neural progenitor cells towards astrogliogenesis. Additionally, brain tissue from SS mice exposed to RSD was significantly enriched for genes associated with blood-brain barrier dysfunction, neuron excitotoxicity, inflammation, and significant dysregulation in sphingolipids important to neuronal cell processes. We demonstrate in this study that social stress induces cognitive deficit in SS mice, concurrently with neuroinflammation and lipid dysregulation.

Cutaneous malignant melanoma (CMM) is one of the most aggressive and lethal types of skin cancer. Cytoskeletal remodeling is a key factor in the progression of CMM. Previous research has shown that activating transcription factor 3 (ATF3) inhibits metastasis in bladder cancer by regulating actin cytoskeleton remodeling through gelsolin. However, whether ATF3 plays a similar role in cytoskeletal remodeling in CMM cells remains unknown. Various gene and protein expression analyses were performed using techniques such as reverse transcription quantitative PCR, western blot, immunofluorescent staining, and immunohistochemical staining. CMM viability, migration, and invasion were examined through cell counting kit-8 and transwell assays. The interactions between cell division cycle 42 (CDC42) and ATF3 were investigated using chromatin immunoprecipitation and dual-luciferase reporter assays. CDC42 was upregulated in CMM tissues and cells. Cytoskeletal remodeling of CMM cells, as well as CMM cell proliferation, migration, and invasion, were inhibited by CDC42 or ATF3. ATF3 targeted the CDC42 promoter region to regulate its transcriptional activity. ATF3 suppresses cytoskeletal remodeling in CMM cells, thereby inhibiting CMM progression and metastasis through CDC42. This research may provide a foundation for using ATF3 as a therapeutic target for CMM.