Background Anti-programmed cell death 1 (PD-1) antibody combined with chemotherapy simultaneously is regarded as the standard treatment for patients with advanced non-small cell lung cancer (NSCLC) by current clinical guidelines. Different immune statuses induced by chemotherapy considerably affect the synergistic effects of the chemo-anti-PD-1 combination. Therefore, it is necessary to determine the optimal timing of combination treatment administration. Methods The dynamic immune status induced by chemotherapy was observed in paired peripheral blood samples of patients with NSCLC using flow cytometry and RNA sequencing. Ex vivo studies and metastatic lung carcinoma mouse models were used to evaluate immune activity and explore the optimal combination timing. A multicenter prospective clinical study of 170 patients with advanced NSCLC was performed to assess clinical responses, and systemic immunity was assessed using omics approaches. Results PD-1 expression on CD8 + T cells was downregulated on day 1 (D1) and D2, but recovered on D3 after chemotherapy administration, which is regulated by the calcium influx-P65 signaling pathway. Programmed cell death 1 ligand 1 expression in myeloid-derived suppressor cells was markedly reduced on D3. RNA sequencing analysis showed that T-cell function began to gradually recover on D3 rather than on D1. In addition, ex vivo and in vivo studies have shown that anti-PD-1 treatment on D3 after chemotherapy may enhance the antitumor response and considerably inhibit tumor growth. Finally, in clinical practice, a 3-day-delay sequential combination enhanced the objective response rate (ORR, 68%) and disease control rate (DCR, 98%) compared with the simultaneous combination (ORR=37%; DCR=81%), and prolonged progression-free survival to a greater extent than the simultaneous combination. The new T-cell receptor clones were effectively expanded, and CD8 + T-cell activity was similarly recovered. Conclusions A 3-day-delay sequential combination might increase antitumor responses and clinical benefits compared with the simultaneous combination.

Abstract Metabolic reprogramming is a pivotal characteristic of cancer, yet the intricate interplay between glycolysis and the pentose phosphate pathway (PPP) remains elusive. This study unveils the pivotal role of 6-phosphofructokinase liver type (PFKL) in glycolysis and ribose 5-phosphate isomerase A (RPIA) in PPP, orchestrating liver tumorigenesis. PFKL, the rate-limiting enzyme in glycolysis, stabilizes RPIA by impeding ubiquitination/proteasome activity. The pro-inflammatory and tumor cytokine interleukin 6 activates pSTAT3 which binds to the promoter region and activates AMPK and PFKL transcription. Furthermore, pAMPK stabilizes PFKL protein by preventing proteasome degradation in hepatoma cells. Inhibiting PFKL, AMPK, and STAT3 genetically or pharmacologically can reduce glycolysis, ATP production, resulting in reduction of hepatoma cell proliferation and migration. Intriguingly, the PFKL, AMPK, RPIA, and PKM2 are co-localized in the Glycolytic body (G-body) which starts forming at chronic hepatitis, dramatically increases during active hepatitis, and the size of G-bodies becomes bigger from cirrhosis to hepatocellular carcinoma. Furthermore, using Bimolecular fluorescence complementation (BiFC) assay, we demonstrated that PFKL and RPIA direct interacts. Targeting AMPK or STAT3 significantly reduced tumor formation and lipid accumulation in zebrafish models, suggesting the STAT3/AMPK/PFKL axis as a potential therapeutic avenue for liver cancer treatment.

Abstract Lamin A/C gene ( LMNA ) mutations contribute to severe striated muscle laminopathies, affecting cardiac and skeletal muscles, with limited treatment options. In this study, we delve into the investigations of five distinct LMNA mutations, including three novel variants and two pathogenic variants identified in patients with muscular laminopathy. Our approach employs zebrafish models to comprehensively study these variants. Transgenic zebrafish expressing wild-type LMNA and each mutation undergo extensive morphological profiling, swimming behavior assessments, muscle endurance evaluations, heartbeat measurement, and histopathological analysis of skeletal muscles. Additionally, these models serve as platform for focused drug screening. We explore the transcriptomic landscape through qPCR and RNAseq to unveil altered gene expression profiles in muscle tissues. Larvae of LMNA (L35P), LMNA (E358K), and LMNA (R453W) transgenic fish exhibit reduced swim speed compared to LMNA (WT) measured by DanioVision. All LMNA transgenic adult fish exhibit reduced swim speed compared to LMNA (WT) in T-maze. Moreover, all LMNA transgenic adult fish, except LMNA (E358K), display weaker muscle endurance than LMNA (WT) measured by swimming tunnel. Histochemical staining reveals decreased fiber size in all LMNA mutations transgenic fish, excluding LMNA (WT) fish. Interestingly, LMNA (A539V) and LMNA (E358K) exhibited elevated heartbeats. We recognize potential limitations with transgene overexpression and conducted association calculations to explore its effects on zebrafish phenotypes. Our results suggest lamin A/C overexpression may not directly impact mutant phenotypes, such as impaired swim speed, increased heart rates, or decreased muscle fiber diameter. Utilizing LMNA zebrafish models for drug screening, we identify l -carnitine treatment rescuing muscle endurance in LMNA (L35P) and creatine treatment reversing muscle endurance in LMNA (R453W) zebrafish models. Creatine activates AMPK and mTOR pathways, improving muscle endurance and swim speed in LMNA (R453W) fish. Transcriptomic profiling reveals upstream regulators and affected genes contributing to motor dysfunction, cardiac anomalies, and ion flux dysregulation in LMNA mutant transgenic fish. These findings faithfully mimic clinical manifestations of muscular laminopathies, including dysmorphism, early mortality, decreased fiber size, and muscle dysfunction in zebrafish. Furthermore, our drug screening results suggest l -carnitine and creatine treatments as potential rescuers of muscle endurance in LMNA (L35P) and LMNA (R453W) zebrafish models. Our study offers valuable insights into the future development of potential treatments for LMNA -related muscular laminopathy.

Introduction Malignant pleural effusion (MPE) is associated with poor quality of life and mortality in patients with tumors. In clinical practice, we observed that patients with malignant pleural effusion (MPE) and concurrent heart disease exhibited a decrease in MPE volumes following treatment with β-receptor blockers for heart disease. Immunosuppressive tumor microenvironment was found to play a substantial role in the progression of MPE, and mainly attributed to tumor-associated macrophages (TAMs). However, whether β-receptor blockers improve MPE through affecting the immune microenvironment especially TAMs and the potential mechanism behind remains unclear. Methods In this study, we collected the MPE samples from MPE and heart disease patients treated with propranolol, and performed flow cytometry experiment to evaluate the effect of propranolol on MPE immune microenvironment. Then, the mechanism that how propranolol effectively reprogrammed the immunosuppressive microenvironment of MPE was conducted by the experiments of mass spectrometry, RNA-seq, flow cytometry, immunofluorescence, western blotting, etc. Lastly, to further evaluate the effect of propranolol on MPE therapy in vivo, we developed a mouse model of MPE. We administrated propranolol into MPE-bearing mice to investigate the therapy efficacy and the changes of MPE microenvironment by the experiments of computed tomography (CT) scanning, flow cytometry, etc. Results We observed that propranolol treatment in MPE patients with heart disease decreased TAM frequency and immunosuppression and enhanced anti-tumor immunity. Macrophages in MPE exhibited an immunosuppressive phenotype via the activation of norepinephrine metabolism. Subsequently, we found that lactate was increased in MPE and may contribute to an increase in TAM frequency and inhibition of anti-tumor immunity by macrophages. Additionally, lactate triggered phenylalanine/norepinephrine signaling and further induced macrophage immunosuppression in an ERK-depended way. Lastly, in the MPE mouse model, propranolol inhibited MPE development and reversed the immune microenvironment of MPE. Discussion Here, we reveal the mechanism by which lactate induces macrophage immunosuppression via activating phenylalanine/norepinephrine signaling. Our findings highlight that blocking norepinephrine signaling by β-receptor blockers is an attractive therapeutic strategy to enhance anti-tumor immunity in the context of MPE

Metastasis is a well-known factor worsening colorectal cancer (CRC) prognosis, but mortality mechanisms in non-metastatic patients with poor outcomes are less understood. TCF12 is a transcription factor that can be physically associated with the long non-coding RNA MALAT1, creating an alliance with correlated expression levels in CRC patients. This TCF12–MALAT1 alliance is linked to poorer prognosis independently of age and metastasis. To identify the downstream effects responsible for this outcome, we analyzed 2312 common target genes of TCF12 and MALAT1, finding involvement in pathways like Aurora B, ATM, PLK1, and non-canonical WNT. We investigated the impact of WNT downstream genes CTNNB1 and CCND1, encoding β-catenin and cyclin D1, respectively, on survival in CRC patients with this alliance. Tumors with higher TCF12 and MALAT1 gene expressions alongside increased β-catenin gene expressions were classified as having a “Pan-CMS-2 pattern”, showing relatively better prognoses. Conversely, tumors with high TCF12, MALAT1, and cyclin D1 gene expressions but low β-catenin expression were categorized as “TMBC pattern”, associated with poor survival, with survival rates dropping sharply from 60% at one year to 30% at three years. This suggests that targeting cyclin D1-associated CDK4/6 could potentially reduce early mortality risks in TMBC patients, supporting personalized medicine approaches.