Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a devastating disease characterized by obliterative vascular remodeling and persistent increase of vascular resistance, leading to right heart failure and premature death. Understanding the cellular and molecular mechanisms will help develop novel therapeutic approaches for PAH patients. Recent studies showed that FABP4 and FABP5 were expressed in ECs across multiple tissues and circulating FABP4 level was elevated in the PAH patients. However, the role of endothelial FABP4/5 in the pathogenesis of PAH remains undetermined.FABP4/5 expression was examined in pulmonary arterial endothelial cells (PAECs) and lung tissues from patients with idiopathic PAH (IPAH) and pulmonary hypertension (PH) rat models. Plasma proteome analysis was performed in human PAH samples. Echocardiography, hemodynamics, histology, and immunostaining were performed to evaluate the lung and heart PH phenotypes in Egln1Tie2Cre (CKO) mice and Egln1Tie2Cre/Fabp4-5-/- (TKO) mice. Bulk RNA sequencing (RNA-seq) and single-cell RNA-seq (scRNA-seq) analysis were performed to understand the cellular and molecular mechanisms of endothelial FABP4/5 mediated PAH pathogenesis.Both FABP4 and FABP5 were highly induced in ECs of CKO mice and PAECs from IPAH patients, and in whole lungs of PH rats. Plasma levels of FABP4/5 were upregulated in IPAH patients and directly correlated with severity of hemodynamics and biochemical parameters. Genetic deletion of both Fabp4 and 5 in CKO mice caused a reduction of right ventricular systolic pressure (RVSP) and RV hypertrophy, attenuated pulmonary vascular remodeling and prevented the right heart failure. Fabp4/5 deletion also normalized EC glycolysis, reduced ROS and HIF-2α expression, and decreased aberrant EC proliferation in CKO lungs.PH causes aberrant expression of FABP4/5 in pulmonary ECs which leads to enhanced ECs glycolysis and hyperproliferation, contributing to the accumulation of arterial ECs and vascular remodeling and exacerbating the disease.

The development of committed erythroid progenitors and their continued maturation into mature erythrocytes requires the cytokine erythropoietin (Epo). Here, we describe the immunophenotypic identification of a unique Epo-dependent colony-forming unit-erythroid (CFU-E) cell subtype that forms during early erythropoiesis (EE). This previously undescribed CFU-E subtype, termed late-CFU-E (lateC), lacks surface expression of the characteristic erythroid marker CD235a (glycophorin A) but has high levels of CD71 and CD105. LateCs could be prospectively detected in human bone marrow (BM) cells and, upon isolation and reculture, exhibited the potential to form CFU-E colonies in medium containing only Epo (no other cytokines) and continued differentiation along the erythroid trajectory. Analysis of ex vivo cultures of BM CD34 + cells showed that acquisition of the CD71 hi CD105 hi phenotype in lateCs is gradual and occurs through the formation of four EE cell subtypes. Of these, two are CD34 + burst-forming unit-erythroid (BFU-E) cells, distinguishable as CD71 lo CD105 lo early BFU-E and CD71 hi CD105 lo late BFU-E, and two are CD34 - CFU-Es, also distinguishable as CD71 lo CD105 lo early CFU-E and CD71 hi CD105 lo mid-CFU-E. The transition of these EE populations is accompanied by a rise in CD36 expression, such that all lateCs are CD36 + . Single cell RNA-sequencing analysis confirmed Epo-dependent formation of a CFU-E cluster that exhibits high coexpression of CD71, CD105, and CD36 transcripts. Gene set enrichment analysis revealed the involvement of genes specific to fatty acid and cholesterol metabolism in lateC formation. Overall, in addition to identifying a key Epo-dependent EE cell stage, this study provides a framework for investigation into mechanisms underlying other erythropoiesis-stimulating agents.

In children and younger adults up to 39 years of age, SARS-CoV-2 usually elicits mild symptoms that resemble the common cold. Disease severity increases with age starting at 30 and reaches astounding mortality rates that are ~330 fold higher in persons above 85 years of age compared to those 18-39 years old. To understand age-specific immune pathobiology of COVID-19 we have analyzed soluble mediators, cellular phenotypes, and transcriptome from over 80 COVID-19 patients of varying ages and disease severity, carefully controlling for age as a variable. We found that reticulocyte numbers and peripheral blood transcriptional signatures robustly correlated with disease severity. By contrast, decreased numbers and proportion of naïve T-cells, reported previously as a COVID-19 severity risk factor, were found to be general features of aging and not of COVID-19 severity, as they readily occurred in older participants experiencing only mild or no disease at all. Single-cell transcriptional signatures across age and severity groups showed that severe but not moderate/mild COVID-19 causes cell stress response in different T-cell populations, and some of that stress was unique to old severe participants, suggesting that in severe disease of older adults, these defenders of the organism may be disabled from performing immune protection. These findings shed new light on interactions between age and disease severity in COVID-19.

Rare genetic variants and genetic variation at loci in an enhancer in SRY-Box Transcription Factor 17 (SOX17) are identified in patients with idiopathic pulmonary arterial hypertension (PAH) and PAH with congenital heart disease. However, the exact role of genetic variants or mutation in SOX17 in PAH pathogenesis has not been reported.To investigate the role of SOX17 deficiency in pulmonary hypertension (PH) development.Human lung tissue and endothelial cells (ECs) from IPAH patients were used to determine the expression of SOX17. Tie2Cre-mediated and EC-specific deletion of Sox17 mice were assessed for PH development. Single-cell RNA sequencing analysis, human lung ECs, and smooth muscle cell culture were performed to determine the role and mechanisms of SOX17 deficiency. A pharmacological approach was used in Sox17 deficiency mice for therapeutic implication.SOX17 expression was downregulated in the lungs and pulmonary ECs of IPAH patients. Mice with Tie2Cre mediated Sox17 knockdown and EC-specific Sox17 deletion developed spontaneously mild PH. Loss of endothelial Sox17 in EC exacerbated hypoxia-induced PH in mice. Loss of SOX17 in lung ECs induced endothelial dysfunctions including upregulation of cell cycle programming, proliferative and anti-apoptotic phenotypes, augmentation of paracrine effect on pulmonary arterial smooth muscle cells, impaired cellular junction, and BMP signaling. E2F Transcription Factor 1 (E2F1) signaling was shown to mediate the SOX17 deficiency-induced EC dysfunction and PH development.Our study demonstrated that endothelial SOX17 deficiency induces PH through E2F1 and targeting E2F1 signaling represents a promising approach in PAH patients.