Hyperactivation of the PI3K signaling is common in human cancers, including gliomas, but the precise role of the pathway in glioma biology remains to be determined. Some limited understanding of PI3K signaling in brain cancer come from studies on neural stem/progenitor cells (NSPCs) where signals transmitted via the PI3K pathway cooperate with other intracellular pathways and downstream transcription factors to regulate NSPC proliferation. To investigate the role for the PI3K pathway in glioma initiation and development, we generated a mouse model targeting the inducible expression of a Pik3ca H1047A oncogenic mutation and simultaneous deletion of the PI3K negative regulator, Pten, in NSPCs. We show that the expression of a Pik3ca H1047A was sufficient to initiate tumorigenesis but that simultaneous loss of Pten, was required for the development of invasive, high-grade glioma. Mutant NSPCs exhibited enhanced neurosphere forming capacity which correlated with increased Wnt signaling. We also show that loss of CREB in Pik3ca-PTEN tumors led to a longer symptom-free survival in mice. Taken together, our findings present a novel mouse model for high-grade glioma with which we demonstrate that the PI3K pathway is important for initiation of tumorigenesis and that disruption of downstream CREB signaling attenuates tumor expansion.

Abstract To support proliferation and survival within a challenging microenvironment, cancer cells must reprogramme their metabolism. As such, targeting cancer cell metabolism is a promising therapeutic avenue. However, identifying tractable nodes of metabolic vulnerability in cancer cells is challenging due to their metabolic plasticity. Identification of effective treatment combinations to counter this is an active area of research. Aspirin has a well-established role in cancer prevention, particularly in colorectal cancer (CRC), although the mechanisms are not fully understood. Here, we comprehensively characterise the metabolic impact of long-term aspirin exposure (2-4mM for 52 weeks) on CRC cells. We show that aspirin regulates several enzymes and transporters of central carbon metabolism and results in a reduction in glutaminolysis and a concomitant increase in glucose metabolism, demonstrating reprogramming of nutrient utilisation. We show that aspirin causes likely compensatory changes that renders the cells sensitive to the glutaminase 1 (GLS1) inhibitor - CB-839. Of note given the clinical interest, treatment with CB-839 alone had little effect on CRC cell growth or survival. However, in combination with aspirin, CB-839 inhibited CRC cell proliferation and induced apoptosis in vitro , and importantly, reduced crypt proliferation in Apc fl/fl mice in vivo . Together, these results show that aspirin leads to significant metabolic reprogramming in colorectal cancer cells and raises the possibility that aspirin could significantly increase the efficacy of metabolic cancer therapies in CRC.

Intestinal homeostasis is underpinned by LGR5+ve crypt-base columnar stem cells (CBCs), but following injury, dedifferentiation results in the emergence of LGR5-ve regenerative stem cell populations (RSCs), characterised by fetal transcriptional profiles. Neoplasia hijacks regenerative signalling, so we assessed the distribution of CBCs and RSCs in mouse and human intestinal tumors. Using combined molecular-morphological analysis we demonstrate variable expression of stem cell markers across a range of lesions. The degree of CBC-RSC admixture was associated with both epithelial mutation and microenvironmental signalling disruption, and could be mapped across disease molecular subtypes. The CBC-RSC equilibrium was adaptive, with a dynamic response to acute selective pressure, and adaptability was associated with chemoresistance. We propose a fitness landscape model where individual tumors have equilibrated stem cell population distributions along a CBC-RSC phenotypic axis. Cellular plasticity is represented by position shift along this axis, and is influenced by cell-intrinsic, extrinsic and therapeutic selective pressures.

Abstract Background & Aims Current HBV in vitro model systems suffer from many physiological limitations that restrict understanding of complex viral-host interactions and thus prohibit prediction of disease in vivo . We developed and assessed adult stem cell (AdSC) derived liver organoids as a novel model system for characterisation of the HBV lifecycle, the cellular response to infection and demonstrate their utility in assessing antiviral and immunomodulator response. This model system has the potential to be used in predicting individual HBV responses to antivirals and viral reactivation in the setting of immunosuppressive agents. Methods Ductal stem cells were isolated from healthy tissue acquired from liver resections or biopsy (n=12). Wnt3a & RSPO-1 containing medium was used to stimulate ductal stem cell expansion into organoids which were subsequently differentiated into hepatocyte-like cells. Mature hepatocyte metabolic markers (albumin, CYP3A4) and HBV entry receptor (Na-taurocholate co-transporting polypeptide, NTCP) expression were evaluated throughout differentiation using qRT-PCR and confocal microscopy. We assessed the organoids culture conditions required for HBV infection and HBV life cycle using HepAD38 (genotype D) and plasma derived HBV (genotype B & C). HBV infection was confirmed using immunofluorescence staining (HBcAg), qRT-PCR (RNA, cccDNA, extracellular DNA) and ELISA (HBsAg and HBeAg). We also assessed drug responsiveness using antivirals and an immunosuppressive agent, and cellular responses (interferon-stimulated genes) using interferon-α and viral mimic (PolyI:C). Results Following differentiation, organoids underwent structural remodelling and changes in cellular polarity, accompanied with an increase in albumin, CYP3A4 and NTCP mRNA expression. Optimal HBV infection was achieved in well-differentiated organoids using spinoculation of at least 200 copies/cell of AD38 derived HBV. Infected organoids demonstrate time and donor dependent increase in HBV RNA, cccDNA, extracellular DNA, HBe and HBsAg consistent with viral replication and antigen secretion. Using these markers we assessed drug-responsiveness to the HBV entry inhibitor, Myrcludex B and the JAK inhibitor, Baricitinib. Despite having a very robust interferon stimulated gene response to interferon-α and PolyI:C stimulation, HBV infection in liver organoids did not reveal innate immune activation. Conclusions AdSC derived liver organoids support the full life cycle of HBV with significant donor dependent variation in viral replication and cellular responses. These features can be utilised for development of personalised drug testing platform for antivirals. Lay Summary Human liver organoid culture provides a personalised assessment of HBV infection, replication and responsiveness to antiviral therapy. This model system has a robust innate immune response and could be used to assess novel immune-modulating curative therapy.

Abstract Objective The proto-oncogene BCL-3 is upregulated in a subset of colorectal cancers (CRC) and increased expression of the gene correlates with poor patient prognosis. The aim is to investigate whether inhibiting BCL-3 can increase the response to DNA damage in CRC. Design The function of BCL-3 in DNA damage response was studied in vitro using siRNA and CRISPR-Cas9 genome editing and in vivo using Bcl3 -/- mice. DNA damage induced by γ-irradiation and/or cisplatin was quantified using H2AX and RAD51 foci, repair pathways investigated using HR/NHEJ assays and treatment with the PARP inhibitor olaparib. Result Suppression of BCL-3 increases double strand break number and decreases homologous recombination in CRC cells, supported by reduced RAD51 foci number and increased sensitivity to PARP inhibition. Importantly, a similar phenotype is seen in Bcl3 -/ - mice, where the intestinal crypts of these mice exhibit sensitivity to DNA damage and a greater number of double strand breaks compared to wild type mice. Furthermore Apc . Kras mutant x Bcl3 -/ - mice exhibit increased DNA damage and reduced RAD51+ cells compared to their wild type counterparts when treated with cisplatin. Conclusion This work identifies BCL-3 as a regulator of the cellular response to DNA damage and suggests that elevated BCL-3 expression could increase resistance of tumour cells to DNA damaging agents including radiotherapy. These findings offer a rationale for targeting BCL-3 in CRC as an adjuvant to conventional therapies and suggest that BCL-3 expression in tumours could be a useful biomarker in stratification of rectal cancer patients for neo-adjuvant chemoradiotherapy.

Abstract Background and Aims Parkinson’s disease (PD) is an age-related neurodegenerative disorder characterised by classical motor symptoms due to a loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra pars compacta. The type-I interferons (IFNs) are elevated in the aging brain and we have implicated them in the neuroinflammatory response in PD. With increasing evidence of gastrointestinal (GI) dysfunction in PD patients, this study explored the contribution of the type-I IFNs to the transmission of pathology from the brain to the gut in PD. Methods Young (10-12 weeks) and aged (40-50 weeks) wildtype and IFNAR1 −/− mice received an intrastriatal injection of human alpha-synuclein (α-Syn) pre-formed fibrils (PFF) (8ug) with gut tissue analysed 6-months post-injection (p.i). A mouse intestinal organoid culture model was established to further characterise the α-Syn induced inflammatory response in the gut. Results An intrastriatal injection of human α-Syn PFFs was shown to initiate a type-I IFN-dependent neuroinflammatory response in the GI tract of wildtype mice at 6-months p.i. This response was attributed to an elevation in type-I IFN signalling in aged mice that was absent in the IFNAR1 −/− mice. Mouse intestinal organoid cultures confirmed α-Syn was taken up by the enteroendocrine cells (EECs) to induce a type-I IFN mediated pro-inflammatory response that was attenuated in IFNAR1 −/− cultures. Conclusion This study has confirmed the type-I IFNs modulate the α-Syn PFF induced inflammatory response within the gut potentiating pathology progression along the gut-brain axis. Early intervention of this type-I IFN response may be a potential therapeutic target to limit the progression of PD.

Highlights Need a unified test standard to evaluate the effectiveness of a sediment perimeter barrier (SPB). Water sampling location affects the evaluation of a SPB in terms of water quality. Explore more approaches with computational models to simulate the effectiveness of SPBs. Over 80% of studies were done in the southeast region of the U.S., emphasizing more research with diverse geographical climate conditions. Abstract. A sediment perimeter barrier is a common practice along the perimeter of construction sites to prevent sediment from being washed over all the way to the nearby storm drains or directly into water bodies. It is important to apply barriers during construction since the grading and demolition do not allow the application of other ground surface protection, such as erosion control blankets. To better understand the mechanism, this paper conducted a comprehensive review of the effectiveness of structural sediment perimeter barriers (SPBs) in preventing sediment pollution. The study systematically analyzed the experimental design and results of previous research studies, including their strengths and limitations. The findings suggest that while SPBs have shown promise in reducing sediment pollution, their effectiveness varies depending on factors such as experimental design, installation, and sampling approach. Worse still, the criteria to evaluate the SPBs also differed across different studies. From the reviewed studies, we identified that there is a need to develop a unified test standard, especially on evaluation criteria and water sampling protocol. Additionally, there is a need for more studies to be conducted in various geographical and climatic conditions to assess the performance of SPBs. Although some models (WEPP and VFSMOD) have been proven to be effective in predicting the effectiveness of non-structural SPBs (vegetative filter strips), exploring the feasibility of these existing models in simulating structural SPBs to be subjected to sediment-laden water is recommended. Other software or methods used in the area of computational fluid dynamics, such as HYDRUS-3D, ANASYS, EDEM, and finite volume methods (FVM), could also be introduced in this field. Keywords: Compost log, Filter sock, Perimeter control, Sediment control, Silt fence.