Abstract Motor neurons (MNs) are the final output of circuits driving fundamental behaviors, such as respiration and locomotion. Hox proteins are essential in generating the MN diversity required for accomplishing these functions, but the transcriptional mechanisms that enable Hox paralogs to assign distinct MN subtype identities despite their promiscuous DNA binding motif are not well understood. Here we show that Hoxa5 controls chromatin accessibility in all mouse spinal cervical MN subtypes and engages TALE co-factors to directly bind and regulate subtype-specific genes. We identify a paralog-specific interaction of Hoxa5 with the phrenic MN-specific transcription factor Scip and show that heterologous expression of Hoxa5 and Scip is sufficient to suppress limb-innervating MN identity. We also demonstrate that phrenic MN identity is stable after Hoxa5 downregulation and identify Klf proteins as potential regulators of phrenic MN maintenance. Our data identify multiple modes of Hoxa5 action that converge to induce and maintain MN identity.

Abstract Introduction CFTR modulators triple combo-therapy Elexacaftor/Tezacaftor/Ivacaftor (ETI) has proven to clinically benefit homozygous and heterozygous F508del patients. As a result, an increasing number of pregnancies is expected. Studies of the potential impact of these modulators on the development of the foetus are mandatory. Materials We used the early mouse embryonic lung organ culture model to analyse ex vivo the lung branching process and the relative expression of Fgf10 , Fgfr2IIIb , Shh , and Hhip development regulator genes in different conditions: standard culture medium, treatment with ETI or with Forskolin ± Inh172. Development of lung branching and distal bud caliber were evaluated in lung explants from heterozygous F508del Cftr tm1Eur/+ and control Cftr tm1Eur+/+ (WT) mouse embryos at E12.5 during pseudo-glandular stage. Results Exposure to ETI of the Cftr tm1Eur/+ and WT lung explants induced a significant decrease in lung branching after 48h culture and the percentage of terminal bud dilations was significantly increased. These results were recapitulated by cAMP-dependent CFTR continuous activation by Forskolin and reversed by addition of Inh172. ETI induced a significant decrease in Fgf10 , Fgfr2IIIb , Shh and Hhip expression in lung explants of both E12.5 Cftr tm1Eur/+ and WT embryos treated with ETI for 72h. Conclusion Our results provide evidence that the triple association Elexacaftor/Tezacaftor/Ivacaftor alters lung branching morphogenesis of WT and heterozygous F508del mouse embryos during the pseudo-glandular stage. Those results argue for a close monitoring of pregnancies in patients treated with these drugs. Plain Language Introduction The triple combo-therapy Elexacaftor/Tezacaftor/Ivacaftor (ETI) improves homozygous and heterozygous F508del patients. As a result, an increasing number of pregnancies is expected. Studies of this treatment on the development of the foetus are lacking. We incubated lungs of murine foetus not carrying CFTR mutation or F508del heterozygous. We show that ETI induces significant defect of lung development and the formation of cysts. These results are at least partly due to CFTR activation. Those results argue for a close monitoring of pregnancies in patients treated with these drugs.