Embryonic hematopoiesis consists of distinct waves originating in rapid succession from different anatomical locations. Hematopoietic progenitors appearing earlier than definitive hematopoietic stem cells (HSCs) play key roles in fetal and postnatal life. However, their precise origin, identity and the extent of their contribution need further clarification. To this aim, we took advantage of a genetic fate-mapping strategy in mice that allows labeling and tracking of distinct subsets of hemogenic endothelium (HE). Time-course labeling of hematopoietic progenitors emerging from HE between E8.5 and E9.5, before intra-embryonic definitive HSC generation, revealed a major fetal lympho-myeloid contribution which declined in the adult. Lineage tracing coupled with whole-mount imaging and single-cell RNA sequencing located its source within hematopoietic clusters of vitelline and umbilical arteries. Functional assays confirmed the transient nature of these progenitors. We therefore unveiled a hitherto unidentified early wave of fetal-restricted hematopoietic stem/progenitor cells poised for differentiation that provide a major contribution to pre-natal hematopoiesis.

ABSTRACT Protocadherins are cell adhesion molecules with crucial role in cell-cell contacts, whose mutations or altered expression have been implicated in multiple brain disorders. In particular, growing evidence links genetic alterations in Protocadherin 9 ( PCDH9 ) gene with Autism Spectrum Disorder (ASD) and Major Depression Disorder (MDD). Furthermore, Pcdh9 deletion induces neuronal defects in the mouse somatosensory cortex, accompanied by sensorimotor and memory impairment. However, the synaptic and molecular mechanisms underlying Pcdh9 physiological function and its involvement in brain pathology remain largely unknown. To this aim, we conducted a comprehensive investigation of PCDH9 role in the mouse hippocampus at the ultrastructural, biochemical, transcriptomic, electrophysiological and network level. We show that PCDH9 mainly localizes at glutamatergic synapses and its expression peaks in the first week after birth, a crucial time window for synaptogenesis. Strikingly, Pcdh9 KO neurons exhibit oversized presynaptic terminal and postsynaptic density (PSD) in the CA1. Synapse overgrowth is sustained by the broad up-regulation of synaptic genes and the dysregulation of key drivers of synapse morphogenesis, as revealed by single-nucleus RNAseq. Synaptic and transcriptional defects are accompanied by increased EPSC frequency and disturbances in the hippocampal network activity of Pcdh9 KO mice. In conclusion, our work indicates that Pcdh9 regulates the morphology and function of excitatory synapses in the CA1, thereby affecting glutamatergic transmission in hippocampal circuitries.

SUMMARY Within the chromatin, distal elements interact with promoters to regulate specific transcriptional programs. Histone acetylation, interfering with the net charges of the nucleosomes, is a key player in this regulation. Here, we report that the onco-protein SET is a critical determinant for the levels of histone acetylation within enhancers. We disclose that conditions in which SET is accumulated, including the severe Schinzel-Giedion Syndrome (SGS), are characterized by a failure in the usage of the distal regulatory regions typically employed during fate commitment. This is accompanied by the usage of alternative enhancers leading to a massive rewiring of the distal control of the gene transcription. This represents a (mal)adaptive mechanism that, on one side, allows to achieve a certain degree of differentiation, while on the other affects the fine and corrected maturation of the cells. Thus, we propose the differential in cis -regulation as a contributing factor to the pathological basis of the SET-related disorders in humans, including SGS, neurodevelopmental disorders, myeloproliferative diseases, and cancer.