ABSTRACT Germinal centers (GC) are microstructures where B cells that have been activated by antigen can improve the affinity of their B cell receptors and differentiate into memory B cells (MBCs) or antibody secreting plasma cells. Activation Induced Deaminase (AID) initiates antibody diversification in GCs by somatic hypermutation and class switch recombination. Here we have addressed the role of AID in the terminal differentiation of GC B cells by combining single cell transcriptome and immunoglobulin clonal analysis in a mouse model that traces AID-experienced cells. We identified 8 transcriptional clusters that include dark zone and light zone GC subsets, plasmablasts/plasma cells (PB), 4 subsets of MBCs and a novel prePB subset, which shares the strongest clonal relationships with PBs. Mice lacking AID have various alterations in the size and expression profiles of these transcriptional clusters. We find that AID deficiency leads to a reduced proportion of prePB cells and severely impairs transitions between the prePB and the PB subsets. Thus, AID shapes the differentiation fate of GC B cells by enabling PB generation from a prePB state.

Clonal hematopoiesis, a condition in which acquired somatic mutations in hematopoietic stem cells lead to the outgrowth of a mutant hematopoietic clone, is associated with a higher risk of hematological cancer and a growing list of nonhematological disorders, most notably atherosclerosis and associated cardiovascular disease. However, whether accelerated atherosclerosis is a cause or a consequence of clonal hematopoiesis remains a matter of debate. Some studies support a direct contribution of certain clonal hematopoiesis-related mutations to atherosclerosis via exacerbation of inflammatory responses, whereas others suggest that clonal hematopoiesis is a symptom rather than a cause of atherosclerosis, as atherosclerosis or related traits may accelerate the expansion of mutant hematopoietic clones. Here we combine high-sensitivity DNA sequencing in blood and noninvasive vascular imaging to investigate the interplay between clonal hematopoiesis and atherosclerosis in a longitudinal cohort of healthy middle-aged individuals. We found that the presence of a clonal hematopoiesis-related mutation confers an increased risk of developing de novo femoral atherosclerosis over a 6-year period, whereas neither the presence nor the extent of atherosclerosis affects mutant cell expansion during this timeframe. These findings indicate that clonal hematopoiesis unidirectionally promotes atherosclerosis, which should help translate the growing understanding of this condition into strategies for the prevention of atherosclerotic cardiovascular disease in individuals exhibiting clonal hematopoiesis.

The Notch pathway is a major regulator of transcriptional specification and vascular biology. Previous studies have suggested that targeting the ligand Dll4 or the Notch-receptors results in similar molecular and angiogenesis outcomes. Here, we analyzed single and compound genetic mutants for all Notch signaling members and found very significant differences in the way ligands and receptors regulate vascular homeostasis. Loss of Notch receptors, leads to minor vascular pathology featuring hypermitogenic MAPK-driven cell-cycle arrest and senescence. In contrast, loss of Dll4 triggers a strong Myc-driven switch towards cell proliferation and sprouting and major organ pathology. Targeting of Myc completely suppressed the proliferative and tip-cell angiogenic states induced by Dll4 loss-of-function, however, this did not avoid vascular pathology. Only VEGF blockade prevented the pathology induced by Dll4 loss, but without fully suppressing its transcriptional and metabolic programs. This study shows incongruence between single-cell transcriptional states and adult vascular phenotypes and related pathophysiology.

Atherosclerosis is the main medical problem in Hutchinson-Gilford progeria syndrome, a rare premature aging disorder caused by the mutant lamin-A protein progerin. Recently, we found that limiting progerin expression to vascular smooth muscle cells (VSMCs) is sufficient to hasten atherosclerosis and death in

Abstract Background: Natural killer (NK) cell-based immunotherapies, currently under investigation, appear to be safe, efficient treatments in patients with haematological tumours. Nevertheless, the short-lived nature of these cells combined with the need to infuse large number of cells for efficient tumour elimination represent important challenges for the development of NK cell-based therapies. Although NK cell anti-tumour activity is regulated by cytokines, constant stimulation together with the immunosuppressive tumour environment can result in NK cell exhaustion. Therefore, improved approaches to produce highly cytotoxic and longer-lived NK cells are of considerable clinical interest. Methods: Peripheral blood mononuclear cells (PBMC) are primed in vitro with a pulse of either Bacillus Calmette-Guérin (BCG) vaccine or a cell wall extract of M. bovis , followed by weekly stimulations with low doses of IL12, 15 and 21. The phenotype and anti-tumour fitness of the activated NK cell culture were examined using scRNA-seq, flow cytometry and functional assays, including degranulation, specific cytotoxicity and IFNγ release. Results: we describe a novel strategy for the generation of long-lived activated NK cells capable of killing a broad range of solid tumours. A unique subset of cytotoxic NK cells (CD56 high CD16 + NKG2A + ) specifically proliferated in vitro , and was further expanded without functional exhaustion under minimal survival cytokine combinations. Mycobacterial cell-wall fractions also activated NK cells that recognised tumours efficiently, and proliferated well, and this approach has the advantage that no live bacteria are present in the cultures. Conclusions: We propose that BCG-priming to expand anti-tumour NK cells, without cell sorting, could be a scalable and economical basis for the development of safe and universal cellular immunotherapies against solid tumours. Key messages Adoptive therapy with sorted NK cells grown in IL12, 15, 18 are being tested in clinical trials, but are only efficient for haematological tumours. In addition, their survival in vivo is limited. Here, we define culture conditions that drive the selective proliferation of long-lived natural killer (NK) cells, without the need of cell sorting, in minimal doses of cytokines, after priming with BCG or mycobacteria components. BCG-primed NK cells grow and maintain effective cytotoxic function against a variety of solid tumours in vitro , without exhaustion for at least 28 days of culture. This new approach provides the basis for the generation of innate adoptive cell therapy tools.

ABSTRACT Embryonic development is a complex and dynamic process that unfolds over time and involves the production of increasing numbers of cells, as well as the diversification of different cell types. The impact of developmental time on the formation of the central nervous system is well-documented, with evidence showing that time plays a critical role in establishing the identity of neuronal subtypes. However, the study of how time translates into genetic instructions driving cell fate is limited by the scarcity of suitable experimental tools. We introduce BirthSeq , a new method for isolating and analyzing cells based on their birth date. This innovative technique allows for in vivo labeling of cells, isolation via FACS, and analysis using high-throughput techniques. We demonstrate the effectiveness of BirthSeq for single-cell RNA sequencing and novel spatially resolved transcriptomic approaches in brain development across three vertebrate species (mouse, chick, and gecko). Overall, BirthSeq provides a versatile tool for studying any tissue in any vertebrate organism, helping to fill the necessity in developmental biology research by targeting cells and their temporal cues. SUMMARY STATEMENT BirthSeq allows the isolation and investigation of alive cells according to their birthdate, in any kind of tissue and vertebrate species.

ABSTRACT Objective Primary Sjögren’s syndrome (pSS) is an inflammatory autoimmune disorder characterized by damage of exocrine glands and linked to IFN responses and the induction of autoreactive adaptive immune cells. However, the role of innate immune cells in pSS pathology remains understudied. Methods We studied differential phenotypical characteristics of different NK cell, conventional dendritic cell (cDC) and monocyte subsets in the blood and salivary glands from pSS individuals. Transcriptional patterns of circulating cDC and Mo from pSS and healthy controls were also compared. Finally, in vivo alterations in these cell populations in the salivary gland were investigated in a mouse model. Results Here, we identified CD16+ CD56hi NK cells enriched in pSS patients which associates with higher natural cytotoxic function and increased proportions of circulating CD64+ CD1c+ cDC exhibiting antiviral transcriptional IFN signatures. CD64hi cDC and NK cell were detected infiltrated into the salivary glands from pSS patients and a murine SS model. CD1c+ cDC from patients with pSS expressed high levels of ligands for activating NK receptors and increased ability to activate NK cells ex vivo . Finally, the antiviral RIG-I and DDX60 sensors regulated the expression of NK cell receptor ligands on CD1c+ cDC. Conclusions Therefore, the interplay of CD1c+ cDCs and NK cells could contribute to pSS pathology.

Abstract The amniote pallium contains sensory circuits structurally and functionally equivalent, yet their evolutionary relationship remains unresolved. Our study employs birthdating analysis, single-cell RNA and spatial transcriptomics, and mathematical modeling to compare the development and evolution of known pallial circuits across birds (chick), lizards (gecko) and mammals (mouse). We reveal that neurons within these circuits’ stations are generated at varying developmental times and brain regions across species, and found an early developmental divergence in the transcriptomic progression of glutamatergic neurons. Together, we show divergent developmental and evolutionary trajectories in the pallial cell types of sauropsids and mammals. Our research highlights significant differences in circuit construction rules among species and pallial regions. Interestingly, despite these developmental distinctions, the sensory circuits in birds and mammals appear functionally similar, which suggest the convergence of high-order sensory processing across amniote lineages.

Abstract The expression of the Nerve growth factor receptor (NGFR) has been described in follicular dendritic cells (FDCs), the major lymphoid stromal cell (LSC) compartment regulating B-cell activation within germinal centers (GCs). However, the role of NGFR in humoral response is not well defined. In this work, we have studied the effect of Ngfr KO in LNs organization and function. Ngfr KO led to spontaneous GC formation and expansion of GC B-cell compartment which were related to Ngfr depletion in non-hematopoietic radioresistant compartment. In agreement, Ngfr KO mice showed alterations in LSC with an increased frequency of FDCs harboring an activated phenotype characterized by the overexpression of CD21/35, MAdCAM-1, and VCAM-1. Moreover, Ngfr KO mice showed GC ectopic location, loss of polarization, impaired high-affinity antibody production, and increased circulating autoantibodies. In addition, Ngfr KO /Bcl2 Tg mice displayed increased levels of autoantibodies, higher incidence of autoimmunity, and decreased overall survival. Our work shows that NGFR maintains GC structure and functionality, being involved in the regulation of antibody production and immune tolerance.

Lung cancer is the leading cause of cancer mortality worldwide. KRAS oncogenes are responsible for at least a quarter of lung adenocarcinomas, the main subtype of lung cancer. After four decades of intense research, selective inhibitors of KRAS oncoproteins are finally reaching the clinic. Yet, their effect on overall survival is limited due to the rapid appearance of drug resistance, a likely consequence of the high intratumoral heterogeneity characteristic of these tumors. In this study, we have attempted to identify those functional alterations that result from KRAS oncoprotein expression during the earliest stages of tumor development. Such functional changes are likely to be maintained during the entire process of tumor progression regardless of additional co-occurring mutations. Single-cell RNA sequencing analysis of murine alveolar type 2 cells expressing a resident Kras oncogene revealed impairment of the type I interferon pathway, a feature maintained throughout tumor progression. This alteration was also present in advanced murine and human tumors harboring additional mutations in the p53 or LKB1 tumor suppressors. Restoration of type I interferon (IFN) signaling by IFN-β or constitutive active stimulator of interferon genes (STING) expression had a profound influence on the tumor microenvironment, switching them from immunologically “cold” to immunologically “hot” tumors. Therefore, enhancement of the type I IFN pathway predisposes KRAS mutant lung tumors to immunotherapy treatments, regardless of co-occurring mutations in p53 or LKB1.