Macrophage accumulation participates decisively in the development and exacerbation of atherosclerosis. Circulating monocytes, the precursors of macrophages, display heterogeneity in mice and humans, but their relative contribution to atherogenesis remains unknown. We report here that the Ly-6Chi monocyte subset increased dramatically in hypercholesterolemic apoE–deficient mice consuming a high-fat diet, with the number of Ly-6Chi cells doubling in the blood every month. Ly-6Chi monocytes adhered to activated endothelium, infiltrated lesions, and became lesional macrophages. Hypercholesterolemia-associated monocytosis (HAM) developed from increased survival, continued cell proliferation, and impaired Ly-6Chi to Ly-6Clo conversion and subsided upon statin-induced cholesterol reduction. Conversely, the number of Ly-6Clo cells remained unaffected. Thus, we believe that Ly-6Chi monocytes represent a newly recognized component of the inflammatory response in experimental atherosclerosis.

Abstract Background Immune checkpoint inhibitors (ICIs) are successful in treating many cancers but may cause immune-related adverse events. ICI-mediated myocarditis has a high fatality rate of up to 40%, with severe cardiovascular consequences. Targeted therapies for ICI myocarditis are currently lacking. Methods We used a genetic mouse model of PD-1 deletion ( MRL/Pdcd1-/- ) along with a novel drug-treated ICI myocarditis mouse model to recapitulate the disease phenotype. We performed single-cell RNA-sequencing (scRNAseq), single-cell T-cell receptor sequencing (scTCR-seq), and cellular indexing of transcriptomes and epitopes (CITE-seq) on immune cells isolated from MRL and MRL/Pdcd1-/- mice at serial timepoints. We assessed the impact of macrophage deletion in MRL/Pdcd1-/- mice, then inhibited CXC chemokine receptor 3 (CXCR3) in ICI-treated mice to assess therapeutic effect on myocarditis phenotype. Furthermore, we delineated functional effects of CXCR3 blockade on T-cell and macrophage interactions in a transwell assay. We then correlated the results in human single-cell multi-omics data from blood and heart biopsy data from patients with ICI myocarditis. Results Single-cell multi-omics demonstrated expansion of CXCL9/10+CCR2+ macrophages and CXCR3hi CD8+ effector T-lymphocytes in the hearts of MRL/Pdcd1-/- mice correlating with onset of myocarditis development. Both depletion of CXCL9/10+CCR2+ macrophages and CXCR3 blockade respectively led to decreased CXCR3hiCD8+ T-cell infiltration into the heart and significantly improved survival. A transwell assay showed that selective blockade of CXCR3 and its ligand, CXCL10 decreased CD8+ T-cell migration towards macrophages, implicating this interaction in T-cell cardiotropism towards cardiac macrophages. Cardiac biopsies from patients with confirmed ICI myocarditis demonstrated infiltrating CXCR3+ lymphocytes and CXCL9+/CXCL10+ macrophages. Both mouse cardiac immune cells and patient peripheral blood immune cells revealed expanded TCRs correlating with CXCR3hi CD8+ T-cells in ICI myocarditis samples. Conclusions These findings bring forth the CXCR3-CXCL9/10 axis as an attractive therapeutic target for ICI myocarditis treatment, and more broadly, as a druggable pathway in cardiac inflammation.

Heart failure (HF) is characterized by a progressive decline in cardiac function and represents one of the largest health burdens worldwide. Clinically, 2 major types of HF are distinguished based on the left ventricular ejection fraction (EF): HF with reduced EF and HF with preserved EF. While both types share several risk factors and features of adverse cardiac remodeling, unique hallmarks beyond ejection fraction that distinguish these etiologies also exist. These differences may explain the fact that approved therapies for HF with reduced EF are largely ineffective in patients suffering from HF with preserved EF. Improving our understanding of the distinct cellular and molecular mechanisms is crucial for the development of better treatment strategies. This article reviews the knowledge of the immunologic mechanisms underlying HF with reduced and preserved EF and discusses how the different immune profiles elicited may identify attractive therapeutic targets for these conditions. We review the literature on the reported mechanisms of adverse cardiac remodeling in HF with reduced and preserved EF, as well as the immune mechanisms involved. We discuss how the knowledge gained from preclinical models of the complex syndrome of HF as well as from clinical data obtained from patients may translate to a better understanding of HF and result in specific treatments for these conditions in humans.

CRISPR–Cas9 gene editing technology has considerably facilitated the generation of mouse knockout alleles, relieving many of the cumbersome and time-consuming steps of traditional mouse embryonic stem cell technology. However, the generation of conditional knockout alleles remains an important challenge. An earlier study reported up to 16% efficiency in generating conditional knockout alleles in mice using 2 single guide RNAs (sgRNA) and 2 single-stranded oligonucleotides (ssODN) (2sgRNA–2ssODN). We re-evaluated this method from a large data set generated from a consortium consisting of 17 transgenic core facilities or laboratories or programs across the world. The dataset constituted 17,887 microinjected or electroporated zygotes and 1,718 live born mice, of which only 15 (0.87%) mice harbored 2 correct LoxP insertions in cis configuration indicating a very low efficiency of the method. To determine the factors required to successfully generate conditional alleles using the 2sgRNA–2ssODN approach, we performed a generalized linear regression model. We show that factors such as the concentration of the sgRNA, Cas9 protein or the distance between the placement of LoxP insertions were not predictive for the success of this technique. The major predictor affecting the method's success was the probability of simultaneously inserting intact proximal and distal LoxP sequences, without the loss of the DNA segment between the two sgRNA cleavage sites. Our analysis of a large data set indicates that the 2sgRNA–2ssODN method generates a large number of undesired alleles (>99%), and a very small number of desired alleles (<1%) requiring, on average 1,192 zygotes.

Abstract Cellular senescence is a carefully regulated process of proliferative arrest accompanied by numerous functional and morphologic changes. Senescence allows damaged cells to avoid neoplastic proliferation, however induction of the senescence-associated secretory phenotype (SASP) can promote tumor growth. The complexity of the senescence response may limit the efficacy of anti-neoplastic agents, such as CDK4/6 inhibitors (Cdk4/6i), that induce a senescence-like, non-proliferative state in tumor cells. The AKT kinase family plays an important role in cellular growth and division, and is commonly hyperactive in many cancers including melanoma. AKT activity has also been implicated in regulation of senescence. The three AKT isoforms play both redundant and unique roles in tumorigenesis and cancer progression. To interrogate the role of AKT isoforms in the induction of cellular senescence by Cdk4/6i, we generated isoform specific AKT knockout human BRAF-V600E mutated melanoma cell lines. We found that the CDK4/6i Palbociclib induced a form of senescence in these cells that was dependent on AKT1. As a potential mechanism, we evaluated the activity of the cGAS-STING pathway, recently implicated in cellular senescence. While we showed cGAS-STING function to be dependent on AKT1, pharmacologic inhibition of either cGAS or STING had little effect on senescence. However, we found SASP factors to require NF-kB function, in part dependent on a stimulatory phosphorylation of IKKα by AKT1 previously reported in other models. In summary, we provide the first evidence of a novel, isoform specific role for AKT1 in therapy-induced senescence in human melanoma cells acting through NF-kB but independent of cGAS-STING.