N6-methyladenosine (m6A) modification is the most pervasive modification in mRNA, and has been considered as a new layer of epigenetic regulation on mRNA processing, stability and translation. Despite its functional significance in various physiological processes, the role of the m6A modification involved in breast cancer is yet fully understood. We used the m6A-RNA immunoprecipitation sequencing to identify the potential targets in breast cancer. To determine the underlying mechanism for the axis of FTO-BNIP3, we performed a series of in vitro and in vivo assays in 3 breast cancer cell lines and 36 primary breast tumor tissues and 12 adjunct tissues. We showed that FTO, a key m6A demethylase, was up-regulated in human breast cancer. High level of FTO was significantly associated with lower survival rates in patients with breast cancer. FTO promoted breast cancer cell proliferation, colony formation and metastasis in vitro and in vivo. We identified BNIP3, a pro-apoptosis gene, as a downstream target of FTO-mediated m6A modification. Epigenetically, FTO mediated m6A demethylation in the 3’UTR of BNIP3 mRNA and induced its degradation via an YTHDF2 independent mechanism. BNIP3 acts as a tumor suppressor and is negatively correlated with FTO expression in clinical breast cancer patients. BNIP3 dramatically alleviated FTO-dependent tumor growth retardation and metastasis. Our findings demonstrate the functional significance of the m6A modification in breast cancer, and suggest that FTO may serve as a novel potential therapeutic target for breast cancer.

Mucin-type O-linked oligosaccharides (O-glycans) are primary components of the intestinal mucins that form the mucus gel layer overlying the gut epithelium. Impaired expression of intestinal O-glycans has been observed in patients with ulcerative colitis (UC), but its role in the etiology of this disease is unknown. Here, we report that mice with intestinal epithelial cell–specific deficiency of core 1–derived O-glycans, the predominant form of O-glycans, developed spontaneous colitis that resembled human UC, including massive myeloid infiltrates and crypt abscesses. The colitis manifested in these mice was also characterized by TNF-producing myeloid infiltrates in colon mucosa in the absence of lymphocytes, supporting an essential role for myeloid cells in colitis initiation. Furthermore, induced deletion of intestinal core 1–derived O-glycans caused spontaneous colitis in adult mice. These data indicate a causal role for the loss of core 1–derived O-glycans in colitis. Finally, we detected a biosynthetic intermediate typically exposed in the absence of core 1 O-glycan, Tn antigen, in the colon epithelium of a subset of UC patients. Somatic mutations in the X-linked gene that encodes core 1 β1,3-galactosyltransferase–specific chaperone 1 (C1GALT1C1, also known as Cosmc), which is essential for core 1 O-glycosylation, were found in Tn-positive epithelia. These data suggest what we believe to be a new molecular mechanism for the pathogenesis of UC.

Altered intestinal O-glycan expression has been observed in patients with ulcerative colitis and colorectal cancer, but the role of this alteration in the etiology of these diseases is unknown. O-glycans in mucin core proteins are the predominant components of the intestinal mucus, which comprises part of the intestinal mucosal barrier. Core 3–derived O-glycans, which are one of the major types of O-glycans, are primarily expressed in the colon. To investigate the biological function of core 3–derived O-glycans, we engineered mice lacking core 3 β1,3-N-acetylglucosaminyltransferase (C3GnT), an enzyme predicted to be important in the synthesis of core 3–derived O-glycans. Disruption of the C3GnT gene eliminated core 3–derived O-glycans. C3GnT-deficient mice displayed a discrete, colon-specific reduction in Muc2 protein and increased permeability of the intestinal barrier. Moreover, these mice were highly susceptible to experimental triggers of colitis and colorectal adenocarcinoma. These data reveal a requirement for core 3–derived O-glycans in resistance to colonic disease.

Abstract Introduction Osteoarthritis (OA) is an inflammatory disease of the joints that causes progressive disability in the elderly. Reactive oxygen species (ROS) play an important role in OA development; they may activate the NLRP3 inflammasome, thereby inducing the secretion of proinflammatory IL-1β and IL-18, leading to the aggravation of the downstream inflammatory response. Nrf2 is a key transcription factor that regulates the expression of antioxidant enzymes that protect against oxidative stress and tissue damage. We aimed to explore the underlying mechanism of OA development by investigating NLRP3, ASC, Nrf2, and HO-1 expression in synovia and their regulatory networks in OA. Methods Human total knee replacement samples were subjected to histology and micro-CT analysis to determine the pathological changes in the cartilage and subchondral bone and to assess the expression of inflammation-related markers in the synovial tissue by immunohistochemistry (IHC), qRT-PCR, and Western blot. To investigate these pathological changes in an OA animal model, adult Sprague-Dawley rats were subjected to anterior cruciate ligament transection and medial meniscectomy. Articular cartilage and subchondral bone changes and synovial tissue were also determined by the same methods used for the human samples. Finally, SW982 cells were stimulated with lipopolysaccharide (LPS) as an in vitro inflammatory cell model. The correlation between NLRP3 and Nrf2 expression was confirmed by knocking down NLRP3 or Nrf2. Results Cartilage destruction and subchondral bone sclerosis were found in the OA patients and OA model rats. Significantly increased expression levels of NLRP3, ASC, Nrf2, and HO-1 were found in the synovial tissue from OA patients. NLRP3, ASC, Nrf2, and HO-1 expression in the synovium was also upregulated in the OA group compared with the sham group. Furthermore, the NLRP3, Nrf2, HO-1, IL-1β, and IL-18 expression in LPS-treated SW982 cells was increased in a dose-dependent manner. As expected, the expression of NLRP3 was upregulated, and the expression of IL-1β and IL-18 was downregulated after Nrf2 silencing. However, knocking down NLRP3 did not affect the expression of Nrf2. Conclusions ROS-induced oxidative stress may be the main cause of NLRP3 inflammasome activation and subsequent release of downstream factors during OA development. Nrf2/HO-1 signaling could be a key pathway for the activation of the NLRP3 inflammasome, which may contribute to the progression of OA. Herein, we discovered a novel role of Nrf2/HO-1 signaling in the production of NLRP3, which may facilitate the prevention and treatment of OA.

ABSTRACT Eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA), omega-3 polyunsaturated fatty acids (ω-3 PUFAs) derived from fish oil, are widely used as dietary supplements and FDA-approved treatments for hypertriglyceridemia. However, studies investigating the effects of EPA and DHA on colorectal carcinogenesis (CRC) have yielded conflicting results. The factors that determine these discrepant results remain unknown. Resolvins, oxidative metabolites of EPA and DHA, inhibit key pro-tumorigenic cytokine and chemokine signaling of colorectal cancer (e.g., IL-6, IL-1β, and CCL2). 15-lipoxygenase-1 (ALOX15), a critical enzyme for resolvin generation is commonly lost during human CRC. Whether ALOX15 expression, as a host factor, modulates the effects of EPA and DHA on CRC remains unknown. Therefore, we evaluated the effects of ALOX15 transgenic expression in colonic epithelial cells on resolvin generation by EPA and DHA and CRC in mouse models representative of human CRC. Our results revealed that 1) EPA and DHA effects on CRC were diverse, ranging from suppressive to promotive, and these effects were occasionally altered by the formulations of EPA and DHA (free fatty acid, ethyl ester, triglyceride); 2) EPA and DHA uniformly suppressed CRC in the presence of intestinal ALOX15 transgenic expression, which induced the production of resolvins, decreased colonic CCL3-5 and CXCL-5 expression and tumor associated macrophages while increasing CD8 T cell abundance in tumor microenvironment; and 3) RvD5, the predominant resolvin produced by ALOX15, inhibited macrophage generation of pro-tumorigenic cytokines. These findings demonstrate the significance of intestinal ALOX15 expression as a host factor in determining the effects of EPA and DHA on CRC. Significance Eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA) are widely used as dietary supplements and FDA-approved treatments for hypertriglyceridemia. Studies of EPA and DHA effects on colorectal carcinogenesis (CRC) have revealed inconsistencies; factors determining the direction of their impact on CRC have remained unidentified. Our data show that EPA and DHA effects on CRC were divergent and occasionally influenced by their formulations. More importantly, intestinal 15-lipoxgenase-1 (ALOX15) expression modulated EPA and DHA effects on CRC, leading to their consistent suppression of CRC. ALOX15 promoted EPA and DHA oxidative metabolism to generate resolvins, which inhibited key pro-tumorigenic inflammatory cytokines and chemokines, including IL-6. IL-1β, and CCL2. ALOX15 is therefore an important host factor in determining EPA and DHA effects on CRC.

Sexual dysfunction, particularly in females, is a complex issue influenced by various factors, including depression and inflammation. The Systemic immune-inflammation index (SII), an inflammatory biomarker, has shown associations with different health conditions, but its relationship with female sexual dysfunction (FSD) remains unclear. This study aimed to investigate the association between SII and FSD in the context of depression, utilizing low sexual frequency as an assessment indicator. Data from the National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) 2005 to 2016, involving 1042 depressed female participants, were analyzed. FSD, indicated by low sexual frequency, and SII, derived from complete blood count results, were assessed. Logistic regression and subgroup analyses were conducted, considering demographic and health-related factors. A total of 1042 individuals were included in our analysis; 11.5163% of participants were categorized as having FSD, which decreased with the higher SII tertiles (tertile 1, 13.8329%; tertile 2, 13.5447%; tertile 3, 7.1839%; p for trend < 0.0001). Multivariate linear regression analysis showed a significant negative association between SII and FSD [0.9993 (0.9987, 0.9999)]. This negative association in a subgroup analysis is distinctly and significantly present in the Mexican American subgroup [0.9959 (0.9923, 0.9996)], while it does not reach statistical significance in other racial categories. Furthermore, the association between SII and FSD was nonlinear; using a 2-segment linear regression model, we found a U-shaped relationship between SII and FSD with an inflection point of 2100 (1000 cells/µL). In summary, in depressed individuals, a higher SII is independently associated with a decreased likelihood of FSD, emphasizing the potential role of inflammation in female sexual health.

To improve the safety and reliability of robotic manipulators during high-speed precision movements, this paper proposes a method for smooth and time-optimal trajectory planning incorporating kinodynamic constraints. The primary objective is to use an evolutionary algorithm to determine a trajectory by considering time and jerk within the feasible path-pseudo-velocity phase plane region. Firstly, the path parameterization theory extracted the maximum pseudo-velocity projection curve from the kinodynamic constraints. Subsequently, the feasible region in the phase plane was defined through reachability analysis of discrete linear systems. Thereafter, we constructed the trajectory function using a cubic B-spline curve, optimizing its control points with an improved carnivorous plant optimization algorithm. Finally, the effectiveness and practicality of this method were verified through simulations on a 6-DOF manipulator.

Objective In this experiment, we screened key miRNAs involved in the dexamethasone-induced decrease in osteogenic capacity of mouse precursor osteoblasts MC3T3-E1 over and investigated their specific regulatory mechanisms. Methods In this experiment, cell counting kit assay was utilized to act on MC3T3-E1 cells at 0, 5μM, 10μM, 15μM concentrations of dexamethasone for 24h, 48h and 72h to observe the changes in cell viability in order to select the appropriate dexamethasone concentration. Apoptosis and reactive oxygen species were detected by flow cytometry. The transcription of osteogenesis-related genes (Runx2, ALP, OCN, OPN, OPG, COL1A1) and protein expression levels (Runx2, ALP, OCN, OPN) were detected by Western Blot and qRT-PCR to validate the changes in cellular osteogenesis. The differentially expressed miRNAs related to MC3T3-E1 osteogenic differentiation after dexamethasone action were screened out. The expression levels of selected target miRNAs were verified in the experimental group and the control group by qRT-PCR. The miRNA inhibitor was transfected to knock down miRNA in dexamethasone-induced MC3T3-E1 injury. Alkaline phosphatase staining and flow cytometry were performed to detect apoptosis and reactive oxygen species changes. transcript and protein expression levels of osteogenesis-related genes in mouse MC3T3-E1 were detected by qRT-PCR and Western blot experiments. By miRNA target gene prediction, luciferase reporter gene experiments, qRT-PCR and Western blot experiments were used to verify whether the selected target miRNAs targeted the target gene. Results First, it was determined that 10μM dexamethasone solution was effective in inducing a decrease in osteogenic function in mouse MC3T3-E1 by CCK8 experiments, which showed a significant decrease in alkaline phosphatase activity, a decrease in calcium nodules as shown by alizarin red staining, an increase in apoptosis and reactive oxygen species as detected by flow cytometry, as well as a decrease in the expression of osteogenesis-related genes and proteins. Five target miRNAs were identified: miR-706, miR-296-3p, miR-7011-5p, miR-145a-3p, and miR-149-3p. miR-145a-3p, which had the most pronounced and stable expression trend and was the most highly expressed miRNA, was chosen as the target of this experiment by qRT-PCR analysis. -145a-3p, as the subject of this experiment. Knockdown of miR-145a-3p in MC3T3-E1 cells after dexamethasone action significantly improved the expression of their impaired osteogenic indicators. It was shown that after knocking down the target miRNA, alkaline phosphatase staining was significantly increased compared with the dexamethasone-stimulated group and approached the level of the blank control group. Meanwhile, the expression of osteogenic function-related proteins and genes also increased in the dexamethasone-stimulated group after knocking down miR-145a-3p, and approached the level of the blank control group. A direct targeting relationship between miR-145a-3p and Runx2 was indeed confirmed by luciferase reporter gene assays, qRT-PCR and Western blot experiments. Conclusions The results indicated that dexamethasone impaired the osteogenic differentiation ability of MC3T3-E1 cells by inducing the up-regulation of miR-145a-3p expression. MiR-145a-3p inhibited the osteogenic differentiation ability of MC3T3-E1 cells by targeting and suppressing the expression level of Runx2 protein. Inhibition of miR-145a-3p levels significantly improved the osteogenic differentiation ability of MC3T3-E1 cells.