Abstract Background Local gene therapies, including in vivo genome editing, are highly anticipated for the treatment of genetic diseases in skin, especially the epidermis. While the adeno-associated virus (AAV) is a potent vector for in vivo gene delivery, the lack of efficient gene delivery methods has limited its clinical applications. Objective To optimize the AAV gene delivery system with higher gene delivery efficiency and specificity for epidermis and keratinocytes (KCs), using AAV capsid and promoter engineering technologies. Methods AAV variants with mutations in residues reported to be critical to determine the tropism of AAV2 for KCs were generated by site-directed mutagenesis of AAVDJ. The infection efficiency and specificity for KCs of these variants were compared with those of previously reported AAVs considered to be suitable for gene delivery to KCs in vitro and in vivo . Additionally, we generated an epidermis-specific promoter using the most recent short-core promoter and compared its specificity with existing promoters. Results A novel AAVDJ variant capsid termed AAVDJK2 was superior to the existing AAVs in terms of gene transduction efficiency and specificity for epidermis and KCs in vitro and in vivo . A novel tissue-specific promoter, termed the K14 SCP3 promoter, was superior to the existing promoters in terms of gene transduction efficiency and specificity for KCs. Conclusion The combination of the AAVDJK2 capsid and K14 SCP3 promoter improves gene delivery to epidermis in vivo and KCs in vitro . The novel AAV system may benefit experimental research and development of new epidermis-targeted gene therapies.

Summary Paragraph Mammalian skin appendages, such as hair follicles and sweat glands, are complex mini-organs formed during skin development 1, 2 . As wounds heal, the resulting scar tissue lacks skin appendages. The clinical regeneration of skin appendages is an ongoing challenge 3, 4 . Skin epithelial tissues have been regenerated in vivo by cellular reprogramming 5, 6 , but the de novo generation of skin appendages has not previously been achieved. Here, we show that transplantation of a type of epithelial cell and two types of mesenchymal cells, reprogrammed from adult mouse subcutaneous mesenchymal cells to mimic developing skin cells, resulted in the generation of skin-appendage-like structures. Furthermore, with the development of a new AAV serotype, in vivo reprogramming of wound-resident cells with the same reprogramming factors generates skin with de novo appendages in adult mice. These findings may provide new therapeutic avenues for skin regeneration and frequent aging-associated skin appendage disorders, such as hair loss and dry skin, and may extend to other tissues and organs. This study also provides the potential for de novo generation of complex organs in vivo .

Intestinal lymphangiectasia (IL) is a protein-losing enteropathy (PLE) that occasionally leads to gastrointestinal bleeding (GIB). We encountered a 41-year-old female with a 9-year history of duodenal IL with PLE and GIB that progressively worsened. Despite a diet, supplemented with medium-chain triglycerides, antiplasmin therapy, oral corticosteroids, octreotides, sirolimus, and repeated endoscopic hemostasis, her symptoms remained uncontrolled, leading to blood transfusion dependence. Lymphangiography revealed significant leakage from abnormal abdominal lymph vessels into the duodenal lumen. The patient subsequently underwent an abdominal-level lymphaticovenous anastomosis combined with local venous ligation. This approach resulted in a dramatic improvement and sustained resolution of both the PLE and GIB. More than 6 months after surgery, the patient remained free of symptoms and blood transfusion dependence.

Mammalian skin appendages, such as hair follicles and sweat glands, are essential for both esthetic and functional purposes. Conditions such as burns and ulcers can lead to dysfunction or loss of skin appendages and result in hair loss and dry skin, posing challenges in their regeneration. Existing animal models are insufficient for studying acquired dysfunction of skin appendages without underlying genetic causes. This study aimed to develop more clinically relevant mouse models by evaluating two approaches: keratinocyte transplantation and grafting of skin at varying thicknesses. GFP-expressing keratinocytes were transplanted into ulcers on nude mice, leading to re-epithelialization with minimal skin appendages at 4 weeks after transplantation. However, the re-epithelialized area was largely derived from recipient cells, with the grafted cells contributing to only 1.31% of the area. In the skin grafting model, donor skin from GFP transgenic mice was grafted onto nude mice at three thicknesses: full thickness, 10/1000 inch, and 5/1000 inch. The grafted area of the 5/1000-inch grafts remained stable at 89.5% of its original size 5 weeks after transplantation, ensuring a sufficiently large skin area. The 5/1000-inch grafts resulted in a significant reduction in skin appendages, with a mean of only 3.73 hair follicles per 5 mm, compared with 69.7 in the control group. The 5/1000-inch skin grafting in orthotopic autologous transplantation also showed the achievement of skin surfaces with a minimal number of skin appendages. Therefore, a mouse model with skin grafting demonstrated stability in producing large areas of skin with minimal appendages. In conclusion, these two models with acquired skin appendage dysfunction and no underlying genetic causes provide valuable tools for researching skin appendage regeneration, offering insights into potential therapeutic strategies for conditions involving skin appendage loss.

Pharyngocutaneous fistula is a critical complication of head and neck cancer reconstruction and it is often difficult to manage. We herein report two cases of pharyngocutaneous fistulas that developed after oropharyngeal reconstruction and were successfully treated with negative pressure wound therapy with instillation and dwell time (NPWTi‐d), an advanced form of traditional NPWT. NPWTi‐d may be a useful nonsurgical treatment for pharyngocutaneous fistula. Laryngoscope , 2024