Background Tumor-associated macrophages (TAMs) remodel the colorectal cancer (CRC) microenvironment. Yet, findings on the role of TAMs in CRC seem to be contradictory compared with other cancers. FoxP3+ regulatory T (Treg)-cells dominantly infiltrate CRC. However, the underlying molecular mechanism in which TAMs may contribute to the trafficking of Treg-cells to the tumor mass remains unknown. Methodology/Principal Findings CRC was either induced by N-methyl-N-nitrosourea (MNU) and H. pylori or established by subcutaneous injection of mouse colorectal tumor cell line (CMT93) in mice. CMT93 cells were co-cultured with primary macrophages in a transwell apparatus. Recruitment of FoxP3 green fluorescence protein positive (FoxP3GFP+) Treg-cells was assessed using the IVIS Imaging System or immunofluorescence staining. A role for macrophages in trafficking of Treg-cells and in the development of CRC was investigated in CD11b diphtheria toxin receptor (CD11b-DTR) transgenic C57BL/6J mice in which macrophages can be selectively depleted. Treg-cells remarkably infiltrated solid tumor, and predominantly expressed the homing chemokine receptor (CCR) 6 in the induced CRC model. Both CMT93 cancer cells and macrophages produced a large amount of CCL20, the sole ligand of CCR6 in vitro and in vivo. Injection of recombinant mouse CCL20 into tumor sites promoted its development with a marked recruitment of Treg-cells in the graft CRC model. Conditional macrophage ablation decreased CCL20 levels, blocked Treg-cell recruitment and inhibited tumor growth in CD11b-DTR mice grafted with CMT93. Conclusions/Significance TAMs recruit CCR6+ Treg-cells to tumor mass and promote its development via enhancing the production of CCL20 in a CRC mouse model.

Abstract NF-κB is constitutively activated in psoriatic epidermis. However, how activated NF-κB promotes keratinocyte hyperproliferation in psoriasis is largely unknown. Here we report that the NF-κB activation triggered by inflammatory cytokines induces the transcription of microRNA (miRNA) miR-31, one of the most dynamic miRNAs identified in the skin of psoriatic patients and mouse models. The genetic deficiency of miR-31 in keratinocytes inhibits their hyperproliferation, decreases acanthosis and reduces the disease severity in psoriasis mouse models. Furthermore, protein phosphatase 6 (ppp6c), a negative regulator that restricts the G1 to S phase progression, is diminished in human psoriatic epidermis and is directly targeted by miR-31. The inhibition of ppp6c is functionally important for miR-31-mediated biological effects. Moreover, NF-κB activation inhibits ppp6c expression directly through the induction of miR-31, and enhances keratinocyte proliferation. Thus, our data identify NF-κB-induced miR-31 and its target, ppp6c, as critical factors for the hyperproliferation of epidermis in psoriasis.

Increasing evidence has indicated that long noncoding RNAs (lncRNAs) are of great importance in different cell contexts. However, only a very small number of lncRNAs have been experimentally validated and functionally annotated during human hematopoiesis. Here, we report an lncRNA, HOTAIRM1, which is associated with myeloid differentiation and has pivotal roles in the degradation of oncoprotein PML-RARA and in myeloid cell differentiation by regulating autophagy pathways. We first revealed that HOTAIRM1 has different variants that are expressed at different levels in cells and that the expression pattern of HOTAIRM1 is closely related to that of the PML-RARA oncoprotein in acute promyelocytic leukemia (APL) patients. We further revealed that the downregulation of HOTAIRM1 could inhibit all-trans retinoic acid (ATRA) -induced degradation of PML-RARA in APL cells and repress the process of differentiation from promyelocytic to granulocytic cells. More importantly, we found that HOTAIRM1 regulates autophagy and that autophagosome formation was inhibited when HOTAIRM1 expression was reduced in the cells. Finally, through the use of a dual luciferase activity assay, AGO2 RNA immunoprecipitation and RNA pull-down, HOTAIRM1 was revealed to act as a microRNA sponge in a pathway that included miR-20a/106b, miR-125b and their targets ULK1, E2F1 and DRAM2. We constructed a human APL-ascites SCID mouse model to validate the function of HOTAIRM1 and its regulatory pathway in vivo. This is the first report showing that a lncRNAs regulates autophagy and the degradation of the PML-RARA oncoprotein during the process of myeloid cell differentiation blockade, suggesting that lncRNAs may be the potential therapeutic targets for leukemia.

Aberrant chromosomal translocations leading to tumorigenesis have been ascribed to the heterogeneously oncogenic functions. However, how fusion transcripts exporting remains to be declared. Here, we showed that the nuclear speckle-specific long non coding RNA MALAT1 controls chimeric mRNA export processes and regulates myeloid progenitor cell differentiation in malignant hematopoiesis. We demonstrated that MALAT1 regulates chimeric mRNAs export in an m6A-dependent manner and thus controls hematopoietic cell differentiation. Specifically, reducing MALAT1 or m6A methyltransferases and the 'reader' YTHDC1 result in the universal retention of distinct oncogenic gene mRNAs in nucleus. Mechanically, MALAT1 hijacks both the chimeric mRNAs and fusion proteins in nuclear speckles during chromosomal translocations and mediates the colocalization of oncogenic fusion proteins with METTL14. MALAT1 and fusion protein complexes serve as a functional loading bridge for the interaction of chimeric mRNA and METTL14. This study demonstrated a universal mechanism of chimeric mRNA transport that involves lncRNA-fusion protein-m6A autoregulatory loop for controlling myeloid cell differentiation. Targeting the lncRNA-triggered autoregulatory loop to disrupt chimeric mRNA transport might represent a new common paradigm for treating blood malignancies.

Abstract Proper chromosome alignment at the spindle equator is a prerequisite for accurate chromosome segregation during cell division. However, the chromosome movement trajectories prior to alignment remain elusive. Here, we establish a 4D imaging analysis framework to visualize chromosome dynamics and develop a deep-learning model for chromosome movement trajectory classification. Our data reveal that chromosomes follow at least three distinct movement trajectories (retracing, congressing, and quasi-static) to arrive at the equator. We further revealed the distinct roles of multiple kinesin superfamily proteins (KIFs) in coordinating and maintaining the chromosome movement trajectories. In summary, we have presented an efficient and unbiased approach to studying chromosome dynamics during cell division, thereby uncovering a variety of chromosome movement trajectories that precede alignment.

Abstract The mammalian heart is formed from multiple mesoderm-derived cell lineages. However, it remains largely unknown when and how the specification of mesoderm towards cardiac lineages is determined. Here, we systematically depict the transcriptional trajectories toward cardiomyocyte in early mouse embryo, and characterize the epigenetic landscapes underlying the early mesodermal lineage specification by single-cell multi-omics analyses. The analyses also reveal distinct core regulatory networks (CRN) in controlling specification of mesodermal lineages. We further demonstrate the essential role HAND1 and FOXF1 in driving the earliest cardiac progenitors specification. These key transcription factors occupy at distinct enhancers, but function synergistically and hierarchically to regulate the expression of cardiac-specific genes. In addition, HAND1 is required for exiting from the nascent mesoderm program, while FOXF1 is essential for driving cardiac differentiation during MJH specification. Our findings establish transcriptional and epigenetic determinants specifying the early cardiac lineage, providing insights for the investigation of congenital heart defects.

Abstract The P-TEFb-containing super elongation complex (SEC) plays the essential role in transcriptional elongation control. The AF4/FMR2 family members AFF1 and AFF4 are the central scaffold proteins of SEC, associated with different human diseases. However, their specific roles in transcriptional control remain unclear. Here, we report that AFF1 and AFF4 show distinct genomic distribution patterns around TSS. AFF1 mainly binds upstream of TSS, while AFF4 is enriched downstream of TSS. Pol II occupancies are reduced genome-widely after depletion of AFF1, but not AFF4. Interestingly, in a subset of active genes with strong AFF4 binding signature, AFF4 disruption causes slow elongation and early termination, while AFF1 deletion mirrors the transcriptional defects observed in the fast Pol II mutant. Furthermore, AFF4 knockdown leads to increased AFF1 levels at chromatin, and vice versa . In summary, our data demonstrate that AFF1 and AFF4 function, to some extent, antagonistically to ensure proper Pol II transcription.