Background With the advent of second-generation sequencing, the expression of gene transcripts can be digitally measured with high accuracy. The purpose of this study was to systematically profile the expression of both mRNA and miRNA genes in clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) using massively parallel sequencing technology. Methodology The expression of mRNAs and miRNAs were analyzed in tumor tissues and matched normal adjacent tissues obtained from 10 ccRCC patients without distant metastases. In a prevalence screen, some of the most interesting results were validated in a large cohort of ccRCC patients. Principal Findings A total of 404 miRNAs and 9,799 mRNAs were detected to be differentially expressed in the 10 ccRCC patients. We also identified 56 novel miRNA candidates in at least two samples. In addition to confirming that canonical cancer genes and miRNAs (including VEGFA, DUSP9 and ERBB4; miR-210, miR-184 and miR-206) play pivotal roles in ccRCC development, promising novel candidates (such as PNCK and miR-122) without previous annotation in ccRCC carcinogenesis were also discovered in this study. Pathways controlling cell fates (e.g., cell cycle and apoptosis pathways) and cell communication (e.g., focal adhesion and ECM-receptor interaction) were found to be significantly more likely to be disrupted in ccRCC. Additionally, the results of the prevalence screen revealed that the expression of a miRNA gene cluster located on Xq27.3 was consistently downregulated in at least 76.7% of ∼50 ccRCC patients. Conclusions Our study provided a two-dimensional map of the mRNA and miRNA expression profiles of ccRCC using deep sequencing technology. Our results indicate that the phenotypic status of ccRCC is characterized by a loss of normal renal function, downregulation of metabolic genes, and upregulation of many signal transduction genes in key pathways. Furthermore, it can be concluded that downregulation of miRNA genes clustered on Xq27.3 is associated with ccRCC.

Background

 TGFβ signaling plays a pleotropic role in tumor biology, promoting tumor proliferation, invasion and metastasis, and escape from immune surveillance. Inhibiting TGFβ’s immune suppressive effects has become of particular interest as a way to increase the benefit of cancer immunotherapy. Here we utilized preclinical models to explore the impact of the clinical stage TGFβ pathway inhibitor, galunisertib, on anti-tumor immunity at clinically relevant doses. 

Results

 In vitro treatment with galunisertib reversed TGFβ and regulatory T cell mediated suppression of human T cell proliferation. In vivo treatment of mice with established 4T1-LP tumors resulted in strong dose-dependent anti-tumor activity with close to 100% inhibition of tumor growth and complete regressions upon cessation of treatment in 50% of animals. This effect was CD8+ T cell dependent, and led to increased T cell numbers in treated tumors. Mice with durable regressions rejected tumor rechallenge, demonstrating the establishment of immunological memory. Consequently, mice that rejected immunogenic 4T1-LP tumors were able to resist rechallenge with poorly immunogenic 4 T1 parental cells, suggesting the development of a secondary immune response via antigen spreading as a consequence of effective tumor targeting. Combination of galunisertib with PD-L1 blockade resulted in improved tumor growth inhibition and complete regressions in colon carcinoma models, demonstrating the potential synergy when cotargeting TGFβ and PD-1/PD-L1 pathways. Combination therapy was associated with enhanced anti-tumor immune related gene expression profile that was accelerated compared to anti-PD-L1 monotherapy. 

Conclusions

 Together these data highlight the ability of galunisertib to modulate T cell immunity and the therapeutic potential of combining galunisertib with current PD-1/L1 immunotherapy.

Abstract Huntingtin protein, mutated in Huntington disease, is implicated in nucleic acid- mediated processes, yet evidence for direct huntingtin-nucleic acid interaction is limited. Here we show wildtype and mutant huntingtin co-purify with nucleic acids, primarily RNA, and interact directly with G-rich RNAs in in vitro assays. Huntingtin RNA immunoprecipitation sequencing from patient-derived fibroblasts and neuronal progenitor cells expressing wildtype and mutant huntingtin revealed NEAT1 as a significantly enriched transcript. Altered NEAT1 levels were evident in Huntington’s disease cells and postmortem brain tissues, and huntingtin knockdown decreased NEAT1 levels. Huntingtin co-localized with NEAT1 in paraspeckles, and we identified a high-affinity RNA motif preferred by huntingtin. This study highlights NEAT1 as a novel huntingtin interactor, demonstrating huntingtin’s involvement in RNA-mediated functions and paraspeckle regulation. One-Sentence Summary HTT is an RNA-binding protein that interacts with G-rich sequences, including those in the paraspeckle lncRNA NEAT1.

Abstract Background Many neurodegenerative diseases (NDs) develop only later in life, when cells in the nervous system lose their structure or function. In genetic forms of NDs, this late onset phenomenon remains largely unexplained. Results Analyzing single cell RNA sequencing (scRNA-seq) from Alzheimer’s disease (AD) patients, we find increased transcriptional heterogeneity in AD excitatory neurons. We hypothesized that transcriptional heterogeneity precedes ND pathologies. To test this idea experimentally, we used juvenile forms (72Q; 180Q) of Huntington’s disease (HD) iPSCs, differentiated them into committed neuronal progenitors, and obtained single cell expression profiles. We show a global increase in gene expression variability in HD. Autophagy genes become more stable, while energy and actin-related genes become more variable in the mutant cells. Knocking-down several differentially-variable genes resulted in increased aggregate formation, a pathology associated with HD. We further validated the increased transcriptional heterogeneity in CHD8 +/- cells, a model for autism spectrum disorder. Conclusions Overall, our results suggest that although NDs develop over time, transcriptional regulation imbalance is present already at very early developmental stages. Therefore, an intervention aimed at this early phenotype may be of high diagnostic value.

Abstract Background Localized and total body irradiation are used to treat certain cancers and also used prior to transplantation of stem cells or organs. However, the use of radiation also induces collateral damage to the cells of healthy tissue. Although the acute damage of radiation to oocytes is well known, the long-term effects induced by radiation to stromal cells and their relationship with age are still unclear. Methods A total of 206 two-month-old female mice were whole-body exposed to gamma rays at doses of 0, 0.5, 1, 2, or 4 Gy, respectively. The mice were sacrificed at 3.5, 9, 12, or 18 months of age and pathological changes including cysts and tumors were assessed in the ovary and other organs. Results The overall incidence of visible pathological changes of mice receiving irradiation was 33.7% in the ovary, but much lower in the liver, spleen, lung, thymus, and skin. Among these, the ovarian cyst formation rate was 24.7%, and tumor lesions were 10.2%, respectively, compared to 5% cyst formation and no tumor lesions among control, unirradiated mice. Statistical analysis showed that cyst formation was age, but not dose-dependent, whereas the formation of tumor lesions was dependent on both age and radiation dose. Pathology analysis indicated that most ovarian cysts originated from follicles and both tumor lesions analyzed originated from granulosa cells. Conclusion Ovaries are highly susceptible to the effects of radiation. Long-term damage is increased after total body irradiation in mice, manifested by higher incidences of cyst formation and tumor lesions. The ovarian stromal-derived granulosa cells might play an essential role in these changes.

Abstract Huntington disease (HD) is a neurodegenerative disorder caused by a CAG expansion in the HTT gene that codes for an elongated polyglutamine tract in the huntingtin (HTT) protein. HTT is subject to multiple post-translational modifications (PTMs) that regulate its cellular function. Mutating specific PTM sites within mutant HTT (mHTT) in HD mouse models can modulate disease phenotypes, highlighting the key role of HTT PTMs in the pathogenesis of HD. These findings have led to increased interest in developing small molecules to modulate HTT PTMs in order to decrease mHTT toxicity. However, the therapeutic efficacy of pharmacological modulation of HTT PTMs in preclinical HD models remains largely unknown. HTT is palmitoylated at cysteine 214 by the huntingtin-interacting protein 14 (HIP14 or ZDHHC17) and 14-like (HIP14L or ZDHHC13) acyltransferases. Here, we assessed if HTT palmitoylation should be regarded as a therapeutic target to treat HD by (1) investigating palmitoylation dysregulation in rodent and human HD model systems, (2) measuring the impact of mHTT-lowering therapy on brain palmitoylation, and (3) evaluating if HTT palmitoylation can be pharmacologically modulate. We show that palmitoylation of mHTT and some HIP14/HIP14L-substrates is decreased early in multiple HD mouse models, and that aging further reduces HTT palmitoylation. Lowering mHTT in the brain of YAC128 mice is not sufficient to rescue aberrant palmitoylation. However, we demonstrate that mHTT palmitoylation can be normalized in COS-7 cells, in YAC128 cortico-striatal primary neurons and HD patient-derived lymphoblasts using an acyl-protein thioesterase (APT) inhibitor. Moreover, we show that modulating palmitoylation reduces mHTT aggregation and mHTT-induced cytotoxicity in COS-7 cells and YAC128 neurons. Highlights Palmitoylation of mHTT is reduced in multiple transgenic HD mouse models HTT palmitoylation decreases with increasing polyQ length in HD patient cells mHTT-lowering in mouse brains does not rescue aberrant palmitoylation mHTT palmitoylation in HD patient-derived cells can be rescued via APT inhibition Promoting palmitoylation reduces mHTT aggregation and cytotoxicity in vitro

Astrocytoma is a type of adult-type diffuse gliomas that includes diffuse astrocytoma (DA) and anaplastic astrocytoma (AA).However, comprehensive investigations into the risk assessment and prognosis of DA and AA using population-based studies remain noticeably scarce. In this study, we developed two predictive nomograms to evaluate the susceptibility and prognosis associated with DA and AA. The study cohort comprised 3,837 individuals diagnosed with DA or AA between 2010 and 2019 selected from the Surveillance, Epidemiology, and End Results (SEER) database. Independent predictors were identified and used to construct the nomograms for overall death (OD) and cancer-specific death (CSD) rates. The performance of the models was assessed using c-index, calibration curves, and receiver operating characteristic curve (ROC), and the clinical applicability was evaluated using decision curve analysis (DCA). The ROC curves in this study show excellent clinical applicability and predictive power. Notably, the area under the curves (AUCs) of the training and verification queues was higher than 0.80, thereby cementing the models' precision. Additionally, the calibration plots demonstrate that the anticipated mortality rates strikingly match with the measured values.This alignment of figures is sustained in the validation cohort. Furthermore, the decision curve analysis (DCA) corroborates the models' translational potential, reinforcing their relevance within real-world clinical settings. The presented nomograms have not only exhibited good predictive performance but also showcased pragmatic clinical utility in prognosticating patient outcomes. Significantly, which will undoubtedly serve as a valuable asset for oncologists, facilitating informed treatment decisions and facilitating meticulous follow-up planning.

Huntington disease (HD) is a neurodegenerative disorder that is caused by a CAG repeat expansion in the HTT gene. In an attempt to identify genomic modifiers that contribute towards the age of onset of HD, we performed a transcriptome wide association study assessing heritable differences in genetically determined expression in diverse tissues, employing genome wide data from over 4,000 patients. This identified genes that showed evidence for colocalization and replication, with downstream functional validation being performed in isogenic HD stem cells and patient brains. Enrichment analyses detected associations with various biologically-relevant gene sets and striatal coexpression modules that are mediated by CAG length. Further, cortical coexpression modules that are relevant for HD onset were also associated with cognitive decline and HD-related traits in a longitudinal cohort. In summary, the combination of population-scale gene expression information with HD patient genomic data identified novel modifier genes for the disorder.