SUMMARY Improvements in the speed and cost of expression profiling of neuronal tissues offer an unprecedented opportunity to define ever finer subgroups of neurons for functional studies. In the spinal cord, single cell RNA sequencing studies 1,2 support decades of work on spinal cord lineage studies 3–5 , offering a unique opportunity to probe adult function based on developmental lineage. While Cre/Flp recombinase intersectional strategies remain a powerful tool to manipulate spinal neurons 6–8 , the field lacks genetic tools and strategies to restrict manipulations to the adult mouse spinal cord at the speed at which new tools develop. This study establishes a new workflow for intersectional mouse-viral strategies to dissect adult spinal function based on developmental lineages in a modular fashion. To restrict manipulations to the spinal cord, we generate a brain-sparing Hoxb8 FlpO mouse line restricting Flp recombinase expression to caudal tissue. Recapitulating endogenous Hoxb8 gene expression 9 , Flp-dependent reporter expression is present in the caudal embryo starting day 9.5. This expression restricts Flp activity in the adult to the caudal brainstem and below. Hoxb8 FlpO heterozygous and homozygous mice do not develop any of the sensory or locomotor phenotypes evident in Hoxb8 heterozygous or mutant animals 10,11 , suggesting normal developmental function of the Hoxb8 gene and protein in Hoxb8 FlpO mice. Compared to the variability of brain recombination in available caudal Cre and Flp lines 12,13 Hoxb8 FlpO activity is not present in the brain above the caudal brainstem, independent of mouse genetic background. Lastly, we combine the Hoxb8 FlpO mouse line with dorsal horn developmental lineage Cre mouse lines to express GFP in developmentally determined dorsal horn populations. Using GFP-dependent Cre recombinase viruses 14 and Cre recombinase-dependent inhibitory chemogenetics, we target developmentally defined lineages in the adult. We show how developmental knock-out versus transient adult silencing of the same ROR β lineage neurons affects adult sensorimotor behavior. In summary, this new mouse line and viral approach provides a blueprint to dissect adult somatosensory circuit function using Cre/Flp genetic tools to target spinal cord interneurons based on genetic lineage. In brief We describe the generation of a Hoxb8 FlpO mouse line that targets Flp-recombinase expression to the spinal cord, dorsal root ganglia, and caudal viscera. This line can be used in intersectional Cre/Flp strategies to restrict manipulations to the caudal nervous system. Additionally, we describe an intersectional genetics+viral strategy to convert developmental GFP expression into adult Cre expression, allowing for modular incorporation of viral tools into intersectional genetics. This approach allows for manipulation of a developmentally determined lineage in the adult. This strategy is also more accessible than traditional intersectional genetics, and can adapt to the constantly evolving available viral repertoire. Highlights - A new Hoxb8 FlpO mouse line allows Flp-dependent recombination in the spinal cord, dorsal root ganglia, and caudal viscera. - We observed no ectopic brain expression across mouse genetic backgrounds with the Hoxb8 FlpO mouse line. - Combining this new mouse line for intersectional genetics and a viral approach, we provide a novel pipeline to target and manipulate developmentally defined adult spinal circuits.

SUMMARY Tactile perception relies on reliable transmission and modulation of low-threshold information as it travels from the periphery to the brain. During pathological conditions, tactile stimuli can aberrantly engage nociceptive pathways leading to the perception of touch as pain, known as mechanical allodynia. Two main drivers of peripheral tactile information, low-threshold mechanoreceptors (LTMRs) and postsynaptic dorsal column neurons (PSDCs), terminate in the brainstem dorsal column nuclei (DCN). Activity within the DRG, spinal cord, and DCN have all been implicated in mediating allodynia, yet the DCN remains understudied at the cellular, circuit, and functional levels compared to the other two. Here, we show that the gracile nucleus (Gr) of the DCN mediates tactile sensitivity for low-threshold stimuli and contributes to mechanical allodynia during neuropathic pain in mice. We found that the Gr contains local inhibitory interneurons in addition to thalamus-projecting neurons, which are differentially innervated by primary afferents and spinal inputs. Functional manipulations of these distinct Gr neuronal populations resulted in bidirectional changes to tactile sensitivity, but did not affect noxious mechanical or thermal sensitivity. During neuropathic pain, silencing Gr projection neurons or activating Gr inhibitory neurons was able to reduce tactile hypersensitivity, and enhancing inhibition was able to ameliorate paw withdrawal signatures of neuropathic pain, like shaking. Collectively, these results suggest that the Gr plays a specific role in mediating hypersensitivity to low-threshold, innocuous mechanical stimuli during neuropathic pain, and that Gr activity contributes to affective, pain-associated phenotypes of mechanical allodynia. Therefore, these brainstem circuits work in tandem with traditional spinal circuits underlying allodynia, resulting in enhanced signaling of tactile stimuli in the brain during neuropathic pain.

Abstract Topicals and chemical peels are the standard of care for management of facial hyperpigmentation. However, traditional therapies have come under recent scrutiny, such as topical hydroquinone (HQ) has some regulatory restrictions, and high concentration trichloroacetic acid (TCA) peel pose a risk in patients with skin of colour. The objective of our research was to identify, investigate and elucidate the mechanism of action of a novel TCA‐ and HQ‐free professional‐use chemical peel to manage common types of facial hyperpigmentation. Using computational modelling and in vitro assays on tyrosinase, we identified proprietary multi‐acid synergistic technology (MAST). After a single application on human skin explants, MAST peel was found to be more effective than a commercial HQ peel in inhibiting melanin (histochemical imaging and gene expression). All participants completed the case study ( N = 9) without any adverse events. After administration of the MAST peel by a dermatologist, the scoring and VISIA photography reported improvements in hyperpigmentation, texture and erythema, which could be linked to underlying pathophysiological changes in skin after peeling, visualized by non‐invasive optical biopsy of face. Using reflectance confocal microscopy (VivaScope®) and multiphoton tomography (MPTflex™), we observed reduction in melanin, increase in metabolic activity of keratinocytes, and no signs of inflammatory cells after peeling. Subsequent swabbing of the cheek skin found no microbiota dysbiosis resulting from the chemical peel. The strong efficacy with minimum downtime and no adverse events could be linked to the synergistic action of the ingredients in the novel HQ‐ and TCA‐free professional peel technology.

Chemical peeling is among the top five non-surgical dermatology procedures in the USA (1). Trichloroacetic acid (TCA) is the most commonly used agent in chemical peeling, while hydroquinone (HQ) and kojic acid (KA) are popular topicals to reduce hyperpigmentation. However, due to potential safety concerns, all three aforementioned ingredients are under strict regulations (2-4). Therefore, the objective of our research was to identify and develop a novel peel technology free from ingredients of concerns with superior efficacy and minimum downtime. Through in-silico and in-vitro screening of the tyrosinase enzyme, a synergistic mixture of alpha-hydroxy (lactic and mandelic acids), alpha-keto (pyruvic acid) and tranexamic acid (TXA) at a proprietary ratio was identified. After a single application on ex-vivo skin explants, the peel was found to be more effective than a commercial HQ peel in inhibiting melanin by gene expression and histochemical staining. In two IRB-approved case studies, the peel showed good tolerance, and improvements in hyperpigmentation (melasma, photodamage, and acne-induced post-inflammatory hyperpigmentation), skin texture, erythema, and fine lines/wrinkles. The visible improvement in hyperpigmented and dull facial skin after peeling could be correlated to subsurface reduction in melanin and increase in NADH (energy marker in mitochondria of the keratinocytes), as visualized real-time by reflectance confocal microscopy (RCM) and multiphoton tomography (MPT). Subsequent swabbing of the cheek skin found no microbiota dysbiosis resulting from the peel. The strong efficacy with minimum downtime and no adverse events could be linked to the synergistic action of the multi-acid blend.