A search for pair production of up-type vector-like quarks ($T$) with a significant branching ratio into a top quark and either a Standard Model Higgs boson or a $Z$ boson is presented. The same analysis is also used to search for four-top-quark production in several new physics scenarios. The search is based on a dataset of $pp$ collisions at $\sqrt{s}=13$ TeV recorded in 2015 and 2016 with the ATLAS detector at the CERN Large Hadron Collider and corresponds to an integrated luminosity of 36.1 fb$^{-1}$. Data are analysed in the lepton+jets final state, characterised by an isolated electron or muon with high transverse momentum, large missing transverse momentum and multiple jets, as well as the jets+$E_{T}^{miss}$ final state, characterised by multiple jets and large missing transverse momentum. The search exploits the high multiplicity of jets identified as originating from $b$-quarks, and the presence of boosted, hadronically decaying top quarks and Higgs bosons reconstructed as large-radius jets, characteristic of signal events. No significant excess above the Standard Model expectation is observed, and 95% CL upper limits are set on the production cross sections for the different signal processes considered. These cross-section limits are used to derive lower limits on the mass of a vector-like $T$ quark under several branching ratio hypotheses assuming contributions from $T \rightarrow Wb$, $Zt$, $Ht$ decays. The 95% CL observed lower limits on the $T$ quark mass range between 0.99 TeV and 1.43 TeV for all possible values of the branching ratios into the three decay modes considered, significantly extending the reach beyond that of previous searches. Additionally, upper limits on anomalous four-top-quark production are set in the context of an effective field theory model, as well as in an universal extra dimensions model.

A bstract A search for supersymmetry involving the pair production of gluinos decaying via third-generation squarks into the lightest neutralino $$ \left({\tilde{\chi}}_1^0\right) $$  χ ˜ 1 0  is reported. It uses LHC proton-proton collision data at a centre-of-mass energy $$ \sqrt{s}=13 $$  s  = 13 TeV with an integrated luminosity of 36.1 fb −1 collected with the ATLAS detector in 2015 and 2016. The search is performed in events containing large missing transverse momentum and several energetic jets, at least three of which must be identified as originating from b -quarks. To increase the sensitivity, the sample is divided into subsamples based on the presence or absence of electrons or muons. No excess is found above the predicted background. For $$ {\tilde{\chi}}_1^0 $$ χ ˜ 1 0 masses below approximately 300 GeV, gluino masses of less than 1.97 (1.92) TeV are excluded at 95% confidence level in simplified models involving the pair production of gluinos that decay via top (bottom) squarks. An interpretation of the limits in terms of the branching ratios of the gluinos into third-generation squarks is also provided. These results improve upon the exclusion limits obtained with the 3.2 fb −1 of data collected in 2015.

Abstract The Dominantly Inherited Alzheimer Network (DIAN) Observational Study is an international collaboration studying autosomal dominant Alzheimer disease (ADAD). This rare form of Alzheimer disease (AD) is caused by mutations in the presenilin 1 (PSEN1) , presenilin 2 (PSEN2) , or amyloid precursor protein ( APP ) genes. As individuals from these families have a 50% chance of inheriting the familial mutation, this provides researchers with a well-matched cohort of carriers vs non-carriers for case-control studies. An important trait of ADAD is that the age at symptom onset is highly predictable and consistent for each specific mutation, allowing researchers to estimate an individual’s point in their disease time course prior to symptom onset. Although ADAD represents only a small proportion (approximately 0.1%) of all AD cases, studying this form of AD allows researchers to investigate preclinical AD and the progression of changes that occur within the brain prior to AD symptom onset. Furthermore, the young age at symptom onset (typically 30-60 years) means age-related comorbidities are much less prevalent than in sporadic AD, thereby allowing AD pathophysiology to be studied independent of these confounds. A major goal of the DIAN Observational Study is to create a global resource for AD researchers. To that end, the current manuscript provides an overview of the DIAN magnetic resonance imaging (MRI) and positron emission tomography (PET) protocols and highlights the key imaging results of this study to date.

Abstract The Keap1-Nrf2 signalling to transcriptionally regulate antioxidant response element (ARE)-driven target genes has been accepted as key redox-sensitive pathway governing a vast variety of cellular stresses during healthy survival and disease development. Herein, we identified two nuanced isoforms α and β of Keap1, arising from its first and another in-frame translation starting codons, respectively. In identifying those differential expression genes monitored by Keap1α and/or Keap1β, an unusual interaction of Keap1 with Smad2/3 was discovered by parsing transcriptome sequencing, Keap1-interacting protein profiling and relevant immunoprecipitation data. Further examination validated that Smad2/3 enable physical interaction with Keap1, as well as its isoforms α and β, by both EDGETSD and DLG motifs in the linker regions between their MH1 and MH2 domains, such that the stability of Smad2/3 and its transcriptional activity are enhanced with the prolonged half-lives and signalling responses from the cytoplasmic to nuclear compartments. The activation of Smad2/3 by Keap1, Keap1α or Keap1β was likely contributable to a coordinative or another competitive effect of Nrf2, particularly in distinct Keap1-based cellular responses to its cognate growth factor or redox stress. Overall, this discovery presents a novel functional bridge crossing both the Keap1-Nrf2 redox signalling and the TGF-β1-Smad2/3 pathways in healthy growth and development.

Abstract Background Archipelagos and oceanic islands often present high percentage of endemism due to rapid speciation. The Malayan pangolin is a species distributing at both mainland (southern Yunnan, China) and oceanic islands via Malayan peninsula, which may result in deep differentiation among populations. In-depth investigation of population structure and genetic consequences for such species is of vital importance for their protection and conservation, practically for the critically endangered Malayan pangolin that is suffering from poaching, illegal trade, and habitat loss. Results Here we carried out a large-scale population genomic analysis for Malayan pangolins, and revealed three highly distinct genetic populations in this species, two of which are now being reported for the first time. Based on multiple lines of genomic and morphological evidence, we postulate the existence of a new pangolin species ( Manis _1). Genetic diversity and recent inbreeding were both at a moderate level for both Malayan pangolins and Manis _1, but mainland Malayan pangolins presented relatively lower genetic diversity, higher inbreeding and fitness cost than island populations. Conclusions We found extremely deep and graded differentiation in Malayan pangolins, with two newly discovered genetic populations and a new pangolin species that is closely related to the Philippine pangolin than the typical Malayan pangolin, but a distant relative of the Indian pangolin. Anthropogenic factors did not significantly weaken the basis of genetic sustainability for Malayan pangolins, but mainland Malayan pangolins should be paid more attention for conservation due to higher genetic risks than island populations.

Abstract Hexanucleotide repeat expansion (HRE) within C9orf72 is the most common genetic cause of frontotemporal dementia (FTD). Thalamic atrophy occurs in both sporadic and familial FTD but is thought to distinctly affect HRE carriers. Separately, emerging evidence suggests widespread de-repression of transposable elements (TEs) in the brain in several neurodegenerative diseases, including C9orf72 HRE-mediated FTD (C9-FTD). Whether TE activation can be measured in peripheral blood and how the reduction in peripheral C9orf72 expression observed in HRE carriers relates to atrophy and clinical impairment remain unknown. We used the FreeSurfer pipeline and its extensions to assess the effects of C9orf72 HRE and clinical diagnosis ( n = 78) on atrophy of thalamic nuclei. We also generated a novel, whole-blood RNA-seq dataset to determine the relationships between peripheral C9orf72 expression, TE activation, thalamic atrophy, and clinical severity ( n = 114). We confirmed global thalamic atrophy and reduced C9orf72 expression in HRE carriers. Moreover, we identified disproportionate atrophy of the right mediodorsal lateral nucleus in HRE carriers and showed that C9orf72 expression associated with clinical severity, independent of thalamic atrophy. Strikingly, we found global peripheral activation of TEs, including the human endogenous LINE-1 element, L1HS. L1HS levels were associated with atrophy of multiple pulvinar nuclei, a thalamic region implicated in C9-FTD. Integration of peripheral transcriptomic and neuroimaging data from HRE carriers revealed atrophy of specific thalamic nuclei; demonstrated that C9orf72 levels relate to clinical severity; and identified marked de-repression of TEs, including L1HS , which predicted atrophy of FTD-relevant thalamic nuclei. Significance Statement Pathogenic repeat expansion in C9orf72 is the most frequent genetic cause of frontotemporal dementia and amyotrophic lateral sclerosis (C9-FTD/ALS). The clinical, neuroimaging, and pathological features of C9-FTD/ALS are well-characterized, whereas the intersections of transcriptomic dysregulation and brain structure remain largely unexplored. Herein, we utilized a novel radiogenomic approach to examine the relationship between peripheral blood transcriptomics and thalamic atrophy, a neuroimaging feature disproportionately impacted in C9-FTD/ALS. We confirmed reduction of C9orf72 in blood and found broad dysregulation of transposable elements—genetic elements typically repressed in the human genome—in symptomatic C9orf72 expansion carriers, which associated with atrophy of thalamic nuclei relevant to FTD. C9orf72 expression was also associated with clinical severity, suggesting that peripheral C9orf72 levels capture disease-relevant information.

Glioblastoma (GBM), a universally fatal brain cancer, infiltrates the brain and can be synaptically innervated by neurons, which drives tumor progression 1-6 . Synaptic inputs onto GBM cells identified so far are largely short-range and glutamatergic 7-9 . The extent of integration of GBM cells into brain-wide neuronal circuitry is not well understood. Here we applied a rabies virus-mediated retrograde monosynaptic tracing approach 10-12 to systematically investigate circuit integration of human GBM organoids transplanted into adult mice. We found that GBM cells from multiple patients rapidly integrated into brain-wide neuronal circuits and exhibited diverse local and long-range connectivity. Beyond glutamatergic inputs, we identified a variety of neuromodulatory inputs across the brain, including cholinergic inputs from the basal forebrain. Acute acetylcholine stimulation induced sustained calcium oscillations and long-lasting transcriptional reprogramming of GBM cells into a more invasive state via the metabotropic CHRM3 receptor. CHRM3 downregulation suppressed GBM cell invasion, proliferation, and survival in vitro and in vivo. Together, these results reveal the capacity of human GBM cells to rapidly and robustly integrate into anatomically and molecularly diverse neuronal circuitry in the adult brain and support a model wherein rapid synapse formation onto GBM cells and transient activation of upstream neurons may lead to a long-lasting increase in fitness to promote tumor infiltration and progression.

Abstract For insights into the fact that liver-specific knockout of Nrf1 leads to development of non-alcoholic steatohepatitis and spontaneous hepatoma, we previously found that loss of Nrf1α (i.e., a full-length isoform encoded by Nfe2l1 ) promotes HepG2-derived tumor growth in xenograft mice, but malgrowth of the xenograft tumor is significantly suppressed by knockout of Nrf2 (encoded by Nfe2l2 ). The mechanism underlying such marked distinctions in their pathologic phenotypes remains elusive, however, to date. Herein, we mined the transcriptome data of liver cancer from the TCGA database to establish a prognostic model of liver cancer and then calculated the predicted risk score of each cell line. The results indicated that knockout of Nrf1α significantly increased the risk score in HepG2 cells, whereas the risk score was reduced by knockout of Nrf2. Of note, stanniocalcin 2 (STC2, a biomarker of liver cancer, that is up-expressed in hepatocellular carcinoma (HCC) tissues with a reduction in the overall survival ratio of those patients) was augmented in Nrf1α Nrf2α -/- cells, but diminished in Nrf2 -/- cells. Thereby, it is inferable that STC2 is likely involved in mediating the distinction between Nrf1α Nrf2α -/- and Nrf2 -/- . Further investigation revealed that HIF1A is an upstream regulator of STC2 in caNrf2 Δ N , rather than Nrf1α Nrf2α -/- , cells, and regulation of STC2 and HIF1A in Nrf1α Nrf2α -/- is determined by Nrf2, but the regulation of STC2 by Nrf2 may be independent on HIF1A. In turn, STC2 can regulate Nrf2 via the putative calcium-mediated Keap1-p62 signaling so to form a feedback regulatory loop. Such potential function of STC2 was further corroborated by a series of experiments combined with transcriptomic sequencing. The results unraveled that STC2 manifests as a dominant tumor-promoter, because the STC2-leading increases in clonogenicity of hepatoma cells and malgrowth of relevant xenograft tumor were almost completely abolished in STC2 -/- cells. Together, these demonstrate that STC2 could be paved as a novel potent therapeutic target, albeit as a diagnostic marker, for hepatocellular carcinoma.

Abstract COVID-19 remains a significant international public health concern. Yet, the mechanisms through which symptomatology emerges remain poorly understood. While SARS-CoV-2 infection may induce prolonged inflammation within the central nervous system, the evidence primarily stems from limited small-scale case investigations. To address this gap, our study capitalized on longitudinal UK Biobank neuroimaging data acquired prior to and following COVID-19 testing (N=416 including n=224 COVID-19 cases; M age =58.6). Putative neuroinflammation was assessed in gray matter structures and white matter tracts using non-invasive Diffusion Basis Spectrum Imaging (DBSI), which estimates inflammation-related cellularity (DBSI-restricted fraction; DBSI-RF) and vasogenic edema (DBSI-hindered fraction; DBSI-HF).We hypothesized that COVID-19 case status would be associated with increases in DBSI markers after accounting for potential confound (age, sex, race, body mass index, smoking frequency, and data acquisition interval) and multiple testing. COVID-19 case status was not significantly associated with DBSI-RF (|β|’s<0.28, p FDR >0.05), but with greater DBSI-HF in left pre- and post-central gyri and right middle frontal gyrus (β’s>0.3, all p FDR =0.03). Intriguingly, the brain areas exhibiting increased putative vasogenic edema had previously been linked to COVID-19-related functional and structural alterations, whereas brain regions displaying subtle differences in cellularity between COVID-19 cases and controls included regions within or functionally connected to the olfactory network, which has been implicated in COVID-19 psychopathology. Nevertheless, our study might not have captured acute and transitory neuroinflammatory effects linked to SARS-CoV-2 infection, possibly due to symptom resolution before the imaging scan. Future research is warranted to explore the potential time- and symptom-dependent neuroinflammatory relationship with COVID-19.