After entry into lymph nodes (LNs), B cells migrate to follicles, whereas T cells remain in the paracortex, with each lymphocyte type showing apparently random migration within these distinct areas. Other than chemokines, the factors contributing to this spatial segregation and to the observed patterns of lymphocyte movement are poorly characterized. By combining confocal, electron, and intravital microscopy, we showed that the fibroblastic reticular cell network regulated naive T cell access to the paracortex and also supported and defined the limits of T cell movement within this domain, whereas a distinct follicular dendritic cell network similarly served as the substratum for movement of follicular B cells. These results highlight the central role of stromal microanatomy in orchestrating cell migration within the LN.

Rationale: The respiratory tract constitutes an elaborate line of defense that is based on a unique cellular ecosystem.Objectives: We aimed to investigate cell population distributions and transcriptional changes along the airways by using single-cell RNA profiling.Methods: We have explored the cellular heterogeneity of the human airway epithelium in 10 healthy living volunteers by single-cell RNA profiling. A total of 77,969 cells were collected at 35 distinct locations, from the nose to the 12th division of the airway tree.Measurements and Main Results: The resulting atlas is composed of a high percentage of epithelial cells (89.1%) but also immune (6.2%) and stromal (4.7%) cells with distinct cellular proportions in different regions of the airways. It reveals differential gene expression between identical cell types (suprabasal, secretory, and multiciliated cells) from the nose (MUC4, PI3, SIX3) and tracheobronchial (SCGB1A1, TFF3) airways. By contrast, cell-type–specific gene expression is stable across all tracheobronchial samples. Our atlas improves the description of ionocytes, pulmonary neuroendocrine cells, and brush cells and identifies a related population of NREP-positive cells. We also report the association of KRT13 with dividing cells that are reminiscent of previously described mouse “hillock” cells and with squamous cells expressing SCEL and SPRR1A/B.Conclusions: Robust characterization of a single-cell cohort in healthy airways establishes a valuable resource for future investigations. The precise description of the continuum existing from the nasal epithelium to successive divisions of the airways and the stable gene expression profile of these regions better defines conditions under which relevant tracheobronchial proxies of human respiratory diseases can be developed.

To get a better insight into the dynamic interaction between cells and their environment, we developed the agonist-induced Functional Analysis and Cell Sorting (aiFACS) technique, which allows the simultaneous recording and sorting of cells in real-time according to their immediate and individual response to a stimulus. By modulating the aiFACS selection parameters, testing different developmental times, using various stimuli and multiplying the analysis of readouts, it is possible to analyze cell populations of any tissue, including tumors. The association of aiFACS to single-cell transcriptomic allows to build a tissue cartography based on specific functional response/s of cells. As proof of concept, we used aiFACS on the dissociated mouse brain, a highly heterogenous tissue, enriching it in interneurons upon stimulation with an agonist of the glutamate receptors and upon sorting based on calcium levels. Further single-cell RNA-seq of these aiFACS-selected interneurons resulted in a nine-cluster classification. Furthermore, we used aiFACS on interneurons derived from the brain of the Fmr1-KO mouse, a rodent model of Fragile X syndrome. We show here that these interneurons manifest a generalized defective pharmacological response compared to wild type, affecting all the analyzed cell clusters at one specific post-natal developmental time.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.

In humans, obesity was associated with brain inflammation and glial cell proliferation. Studies in rodents showed that glial cell proliferation occurs within 24 hours of high-fat diet (HFD) consumption, before obesity development. This proliferation was mainly observed in the hypothalamus (HT), a crucial brain structure for controlling body weight. Therefore, we sought to characterize the post-prandial HT inflammatory response to 1-3-6 hours exposure to a standard diet and HFD. HFD exposure increased gene expression of astrocyte and microglial marker (GFAP and Iba1) compare to standard treated mice and induced morphological modifications of microglial cells in HT. This remodeling was associated with higher expression of inflammatory genes and differential activation of hypothalamic neuropeptides involved in energy balance regulation. DREADD and PLX5622 technologies, used to modulate GFAP-positive or microglial cells activity respectively, showed that both glial cell types are involved in hypothalamic post-prandial inflammation, but in a different time frame and with a diet specificity Thus, an exacerbated post-prandial inflammation in brain might predispose individuals to obesity and needs to be characterized to address this worldwide crisis.

Abstract Perilipins (PLINs), the most abundant proteins on lipid droplets (LDs), display similar domain organization including amphipathic helices (AH). However, the five human PLINs bind different LDs suggesting different modes of interaction. We established a minimal system whereby artificial LDs covered with defined polar lipids were transiently deformed to promote surface tension. Binding of purified PLIN3 and PLIN4 AH was dependent on tension, even with polar lipids favoring packing defects, and showed an inverse correlation between protein and phospholipid densities on LDs. In contrast, PLIN1 bound readily to LDs fully covered by phospholipids; PLIN2 showed an intermediate behavior. In human adipocytes, PLIN3/4 were found in a soluble pool and relocated to LDs upon stimulation of triglyceride synthesis, whereas PLIN1 and PLIN2 localized to pre-existing LDs, consistent with the huge difference in LD avidity observed in vitro . We conclude that the PLIN repertoire is adapted to handling LDs with different surface properties. Significance statement Lipid droplets (LDs) are highly dynamic organelles, whose size and surface properties vary during their life-time and also differ between different tissues. Here, we analyze the mode of binding of human perilipins (PLINs), the most abundant LD proteins, to LDs. We have developed a new reconstitution method, which shows that the purified PLIN family members have very different affinities for LDs, which might explain how they handle LDs of different dynamics in the cell.

Abstract Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is an aggressive interstitial lung disease associated with progressive and irreversible deterioration of respiratory functions that lacks curative therapies. Despite IPF being associated with a dysregulated immune response, current antifibrotics aim only at limiting fibroproliferation. We show here that the P2RX7/IL-18/IFNG axis is downregulated in IPF patients and that P2RX7 has immunoregulatory functions. Using our positive modulator of P2RX7, we show that activation of the P2RX7/IL-18 axis in immune cells limits lung fibrosis progression in a mouse model by favoring an anti-fibrotic immune environment, with notably an enhanced IL-18-dependent IFN-γ production by lung T cells leading to a decreased production of IL-17 and TGFβ. Overall, we show the ability of the immune system to limit lung fibrosis progression by targeting the immunomodulator P2RX7. Hence, treatment with a small activator of P2RX7 may represent a promising strategy to help patients with lung fibrosis.

Fragile X syndrome (FXS) is the most frequent form of inherited intellectual disability and the best-described monogenic cause of autism. FXS is usually caused by a CGG-repeat expansion in the FMR1 gene leading to its silencing and the loss-of-expression of the Fragile X Mental Retardation Protein (FMRP). Missense mutations were also identified in FXS patients, including the recurrent FMRP-R138Q mutation. To investigate the mechanisms underlying FXS in these patients, we generated a knock-in mouse model ( Fmr1R138Q ) expressing the FMRP-R138Q protein. We demonstrate that the Fmr1R138Q hippocampus has an increased spine density associated with postsynaptic ultrastructural defects and increased AMPA receptor surface expression. Combining biochemical assays, high-resolution imaging and electrophysiological recordings, we also show that the mutation impairs the hippocampal long-term potentiation (LTP) and leads to socio-cognitive deficits in Fmr1R138Q mice. These findings reveal that the R138Q mutation impacts the postsynaptic function of FMRP and highlight potential mechanisms causing FXS in FMRP-R138Q patients.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.

ABSTRACT HIV infection of the central nervous system causes HIV-associated neurocognitive disease (HAND) in up to 50% HIV-infected individuals. Cocaine use is prevalent in the HIV-infected population and has been shown to facilitate the HAND progression. However, the cellular and molecular mechanism of the cocaine-facilitated HAND progression remains largely unknown. In this study, we took advantage of the doxycycline inducible and brain-specific HIV Tat transgenic mouse model (iTat) of HAND and characterized effects of chronic cocaine exposure and long- term Tat expression on HAND-associated neurology and neuropathology. We found that cocaine exposure worsened the learning and memory of iTat mice, coupled with dendritic spine swelling, increased synaptophysin expression, and diminished microglia and astrocyte activation. We then employed the single-base resolution whole genome bisulfate sequencing and RNA sequencing and identified 14,838 hypermethylated CpG-related differentially methylated regions (DMR) and 15,800 hypomethylated CpG-related DMR that were linked to 52 down- and 127 up-regulated genes by cocaine and Tat. We further uncovered these genes to be mostly enriched at neuronal function- and cell morphology- and synapse formation-related ECM-receptor interaction pathway, and to be linked to behavioral and pathological changes altered by cocaine and Tat. Eight mostly affected genes included four in microglia Ift172 , Eif2ak4 , Pik3c2a, and Phf8 , two in astrocytes Garem1 and Adgrb3 , and two in neurons Dcun1d4 and Adgrb3 . These findings demonstrated for the first time that cocaine and Tat interactively contributed to HAND neurology and neuropathology through genome-wide changes of DNA methylation and gene expression and suggest that targeting epigenetic changes serves as a potentially new therapeutic strategy to treat cocaine use disorder in people living with HAND.

Biomolecular condensates regulate a wide range of cellular functions from signaling to RNA metabolism 1, 2 , yet, the physiologic conditions regulating their formation remain largely unexplored. Biomolecular condensate assembly is tightly regulated by the intracellular environment. Changes in the chemical or physical conditions inside cells can stimulate or inhibit condensate formation 3-5 . However, whether and how the external environment of cells can also regulate biomolecular condensation remain poorly understood. Increasing our understanding of these mechanisms is paramount as failure to control condensate formation and dynamics can lead to many diseases 6, 7 . Here, we provide evidence that matrix stiffening promotes biomolecular condensation in vivo . We demonstrate that the extracellular matrix links mechanical cues with the control of glucose metabolism to sorbitol. In turn, sorbitol acts as a natural crowding agent to promote biomolecular condensation. Using in silico simulations and in vitro assays, we establish that variations in the physiological range of sorbitol, but not glucose, concentrations, are sufficient to regulate biomolecular condensates. Accordingly, pharmacologic and genetic manipulation of intracellular sorbitol concentration modulates biomolecular condensates in breast cancer - a mechano-dependent disease. We propose that sorbitol is a mechanosensitive metabolite enabling protein condensation to control mechano-regulated cellular functions. Altogether, we uncover molecular driving forces underlying protein phase transition and provide critical insights to understand the biological function and dysfunction of protein phase separation.