Abstract Fibrosis is a chronic disease characterized by excessive extracellular matrix (ECM) production which leads to destruction of normal tissue architecture and disruption of organ function. Fibroblasts are key effector cells of this process and respond to a host of pro-fibrotic stimuli, including notably the pleiotropic cytokine, TGF-β 1 , which promotes fibroblast to myofibroblast differentiation. This is accompanied by the simultaneous rewiring of metabolic networks to meet the biosynthetic and bioenergetic needs of contractile and ECM-synthesizing cells, but the exact mechanisms involved remain poorly understood. In this study, we report that extracellular nutrient availability profoundly influences the TGF-β 1 transcriptome of primary human lung fibroblasts (pHLFs) and the “biosynthesis of amino acids” emerges as a top enriched transcriptional module influenced by TGF-β 1 . We subsequently uncover a key role for pyruvate in influencing the pharmacological impact of glutaminase (GLS1) inhibition during TGF-β 1 -induced fibrogenesis. In pyruvate replete conditions which mimic the physiological concentration of pyruvate in human blood, GLS1 inhibition is ineffective in blocking TGF-β 1 -induced fibrogenesis, as pyruvate is able to be used as the substrate for glutamate and alanine production via glutamate dehydrogenase (GDH) and glutamic-pyruvic transaminase 2 (GPT2), respectively. We further show that dual targeting of either GPT2 or GDH in combination with GLS1-inhibition is required to fully block TGF-β 1 -induced collagen synthesis. These findings embolden a therapeutic strategy aimed at additional targeting of mitochondrial pyruvate metabolism in the presence of a glutaminolysis inhibitor in order to interfere with the pathological deposition of collagen in the setting of pulmonary fibrosis and potentially other fibrotic conditions.

Abstract Children born with deleterious biallelic variants of the chaperone aryl hydrocarbon receptor interacting protein (AIP) have a novel pediatric metabolic disease presenting a severe, complex clinical phenotype characterized by failure to develop following birth. Analysis of Aip knockout mouse embryonic fibroblasts and patient-derived dermal fibroblasts revealed that AIP was required to support proteostasis; including proteasome activity, induction of autophagy and lysosome function. aip knockout zebrafish, recapitulated the phenotype of the children; dying at an early stage of development when autophagy is required to adapt to periods of starvation. Our results demonstrate that AIP plays a crucial role in initiating autophagy and maintaining proteostasis in vitro and in vivo . One Sentence Summary Homozygous loss of the chaperone AIP results in a novel pediatric disease exhibiting multiple features of a lysosomal storage disease.

Summary Mutations in mitochondrial DNA cause severe multisystem disease, frequently associated with muscle weakness. The m.3243A>G mutation is the major cause of Mitochondrial Encephalomyopathy Lactic Acidosis and Stroke Like episodes (MELAS). Experimental models that recapitulate the disease phenotype in vitro for disease modelling or drug screening are very limited. We have therefore generated hiPSC-derived muscle fibres with variable heteroplasmic mtDNA mutation load without significantly affecting muscle differentiation potential. The cells are excitable and show physiological characteristics of muscle fibres and show well organised myofibrillar structure. In cells carrying the m.3243A>G, the mitochondrial membrane potential and oxygen consumption were reduced in relation to the mutant load. We have shown through proteomic, phosphoproteomic, and metabolomic analyses that the m.3243A>G mutation variably affects the cell phenotype in relation to the mutant load. This variation is reflected by an increase in the NADH/NAD + ratio, which in turns influences key nutrient-sensing pathways in the myofibres. This model enables detailed study of the impact of the mutation on cellular bioenergetics and on muscle physiology with the potential to provide a platform for drug screening.