Abstract Safe, economical and effective vaccines against severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) are needed to achieve adequate herd immunity and halt the pandemic. We have constructed a novel SARS-CoV-2 vaccine, CoVac501, which is a self-adjuvanting peptide vaccine conjugated with Toll-like receptor 7 (TLR7) agonists. The vaccine contains two immunodominant peptides screened from receptor-binding domain (RBD) and is fully chemically synthesized. And the vaccine has optimized nanoemulsion formulation, outstanding stability and safety. In non-human primates (NHPs), CoVac501 elicited high and persistent titers of RBD-specific and protective neutralizing antibodies (NAbs), which were also effective to RBD mutations. CoVac501 was found to elicit the increase of memory T cells, antigen-specific CD8 + T cell responses and Th1-biased CD4 + T cell immune responses in NHPs. More importantly, the sera from the immunized NHPs can prevent infection of live SARS-CoV-2 in vitro. One-Sentence Summary A novel SARS-CoV-2 vaccine we developed, CoVac501, which is a fully chemically synthesized and self-adjuvanting peptides conjugated with TLR7 agonists, can induce high-efficient humoral and cellular immune responses against SARS-CoV-2.

Abstract Immune checkpoint therapy shows impressive and durable clinical responses in cancer patients, but the genetic determinants that enable cancer cells to respond to anti-PD-1 therapy are still elusive. Herein, we identified that NIPBL deficiency promotes endogenous retrovirus (ERV) expression in tumour cells, which in turn inactivates CD8+ tumour-infiltrating lymphocytes (TILs) via the PD-L1/PD-1 inhibitory checkpoint pathway. Mechanistically, NIPBL deficiency impairs DNMT1 transcription, preventing DNMT1 from suppressing ERV expression in tumour cells; ERVs stimulate PD-L1 expression by inducing the STAT2-IRF9 complex, a downstream event of double-stranded RNA (dsRNA)-MAVS-IRF3 signalling, and thereby suppress CD8 TIL-mediated immunity. An anti-PD-1 monoclonal antibody achieved remarkable therapeutic effects in Nipbl -deficient syngeneic tumour models and improved host survival by eliciting an antitumour memory immune response. Cancer patients harbouring mutations of cohesin subunits and regulators plus DNMT1 had significantly better responses to anti-PD-1 therapy than their non-mutated counterparts did. Our study reveals a novel mechanism by which cohesin complex deregulation stimulates ERV expression by impairing DNMT1 expression and fosters an immunosuppressive tumour microenvironment by activating the PD-L1/PD-1 inhibitory checkpoint.

Abstract Current prevailing knowledge on EMT (epithelial mesenchymal transition) deems epithelial cells acquire the characters of mesenchymal cells to be capable of invading and metastasizing on their own. One of the signature events of EMT is called “cadherin switch”, e.g. the epithelial E-cadherin switching to the mesenchymal Cadherin-11. Here, we report the critical events after EMT that cancer cells utilize cadherin-11 to hijack the endogenous cadherin-11 positive fibroblasts. Numerous 3-D cell invasion assays with high-content live cell imaging methods reveal that cadherin-11 positive cancer cells adhere to and migrate back and forth dynamically on the cell bodies of fibroblasts. By adhering to fibroblasts for co-invasion through 3-D matrices, cancer cells acquire higher invasion speed and velocity, as well as significantly elevated invasion persistence, which are exclusive characteristics of fibroblast invasion. Silencing cadherin-11 in cancer cells or in fibroblasts, or in both, significantly decouples such physical co-invasion. Additional bioinformatics studies and PDX (patient derived xenograft) studies link such cadherin-11 mediated cancer hijacking fibroblasts to the clinical cancer progression in human such as triple-negative breast cancer patients. Further animal studies confirm cadherin-11 mediates cancer hijacking fibroblasts in vivo and promotes significant solid tumor progression and distant metastasis. Moreover, overexpression of cadherin-11 strikingly protects 4T1-luc cells from implant rejection against firefly luciferase in immunocompetent mice. Overall, our findings report and characterize the critical post-EMT event of cancer hijacking fibroblasts in cancer progression and suggest cadherin-11 can be a therapeutic target for solid tumors with stroma. Our studies hence provide significant updates on the “EMT” theory that EMT cancer cells can hijack fibroblasts to achieve full mesenchymal behaviors in vivo for efficient homing, growth, metastasis and evasion of immune surveillance. Our studies also reveal that cadherin-11 is the key molecule that helps link cancer cells to stromal fibroblasts in the “Seed & Soil” theory. Graphical Abstract

Abstract Numerous computational methods have been proposed to predict protein-protein interactions, none of which however, considers the original DNA loci of the interacting proteins in the perspective of 3D genome. Here we retrospect the DNA origins of the interacting proteins in the context of 3D genome and discovered that 1) if a gene pair is more proximate in 3D genome, their corresponding proteins are more likely to interact. 2) signal peptide involvement of PPI affects the corresponding gene-gene proximity in 3D genome space. 3) by incorporating 3D genome information, existing PPI prediction methods can be further improved in terms of accuracy. Combining our previous discoveries, we conjecture the existence of 3D genome driven cellular compartmentalization, meaning the co-localization of DNA elements lead to increased probability of the co-localization of RNA elements and protein elements.

Abstract Inflammation is closely associated with many neurodegenerative disorders. Yet whether inflammation causes or exacerbates neurodegeneration has been challenging to define because the two processes are so closely linked. Here we disentangle inflammation from the axon damage it causes by individually blocking cytotoxic T cell function and axon degeneration. We model inflammatory damage in mouse skin, a barrier tissue that, despite frequent inflammation, must maintain proper functioning of a dense array of axon terminals. We show that sympathetic axons control skin inflammation through release of norepinephrine, which suppresses activation of gamma delta T cells via the β2 adrenergic receptor. Strong inflammatory stimulation in the form of the toll like receptor 7 (TLR7) agonist imiquimod (IMQ) causes progressive gamma delta T cell-mediated, Sarm-1-dependent loss of these immunosuppressive sympathetic axons, a positive feedback loop that removes a physiological brake on T cells, resulting in enhanced inflammation and inflammatory axon damage.

Richter's transformation (RT) is a progression of chronic lymphocytic leukemia (CLL) to aggressive lymphoma. MGA ( Max gene associated ), a functional MYC suppressor, is mutated at 3% in CLL and 36% in RT. However, genetic models and molecular mechanisms of MGA deletion driving CLL to RT remain elusive. We established a novel RT mouse model by knockout of Mga in the Sf3b1 / Mdr CLL model via CRISPR-Cas9 to determine the role of Mga in RT. Murine RT cells exhibit mitochondrial aberrations with elevated oxidative phosphorylation (OXPHOS). We identified Nme1 (Nucleoside diphosphate kinase) as a Mga target through RNA sequencing and functional characterization, which drives RT by modulating OXPHOS. As NME1 is also a known MYC target without targetable compounds, we found that concurrent inhibition of MYC and ETC complex II significantly prolongs the survival of RT mice in vivo . Our results suggest that Mga-Nme1 axis drives murine CLL-to-RT transition via modulating OXPHOS, highlighting a novel therapeutic avenue for RT.We established a murine RT model through knockout of Mga in an existing CLL model based on co-expression of Sf3b1 -K700E and del ( 13q ). We determined that the MGA/NME1 regulatory axis is essential to the CLL-to-RT transition via modulation of mitochondrial OXPHOS, highlighting this pathway as a novel target for RT treatment.

Abstract Habitat fragmentation engenders a reduction in the geographic distribution of species, thereby rendering diminutive populations susceptible to extinction due to environmental, demographic, and genetic factors. Chieniodendron hainanense (henceforth C. hainanense ) exemplifies a wild plant with extremely small populations (WPESP) and faces endangerment, necessitating urgent national conservation efforts. Elucidating the genetic diversity of C. hainanense is crucial for uncovering underlying mechanisms and devising protective strategies. In the present study, 35 specimens from six distinct cohort groups were genotyped utilizing genotyping-by-sequencing (GBS) and single nucleotide polymorphism (SNP) methodologies. The results indicated that C. hainanense exhibits limited genetic diversity. Observed heterozygosity within C. hainanense populations spanned from 10.79% to 14.55%, with an average value of 13.15%. The six C. hainanense populations can be categorized into two distinct groups: (1) Diaoluoshan and Baishaling, and (2) Wuzhishan, Huishan, Bawangling, and Jianfengling. The degree of genetic differentiation among C. hainanense populations is relatively weak. The observed loss of diversity can be attributed to the effects of natural selection.

The pear (Pyrus spp.) is a remarkable fruit, well known for its diverse flavors, textures, culinary versatility, and global horticultural importance. However, the genetic diversity responsible for its extensive phenotypic variations remains largely unexplored. Here, we de novo assembled and annotated the genomes of the maternal (PsbM) and paternal (PsbF) lines of the hybrid Yuluxiang pear and constructed the first pear pangenome of 1.15Gb by combining these two genomes with five previously published pear genomes. Using the constructed pangenome, we identified 21,224 gene PAVs and 1,158,812 SNPs in the non-reference genome that were absent in the PsbM reference genome. Compared with SNP markers, we found that PAV-based analysis provides additional insights into the pear population structure. In addition, we also revealed that some genes associated with pear fruit quality traits have differential occurrence frequencies and differential gene expression between Asian and European populations. Moreover, our analysis of the pear pangenome revealed a mutated SNP and an insertion in the promoter region of the gene PsbMGH3.1 potentially enhances sepal shedding in Xuehuali which is vital for pear quality. This research helps further capture the genetic diversity of pear populations and provides valuable genomic resources for accelerating pear breeding.

ABSTRACT Purpose To investigate the effect of globe and optic nerve (ON) morphologies and tissue stiffnesses on gaze-induced optic nerve head deformations using parametric finite element modeling and a Design of Experiment (DOE) approach. Methods A custom software was developed to generate finite element models of the eye using 10 morphological parameters: dural radius, scleral, choroidal, retinal, pial, peripapillary border tissue thicknesses, prelaminar tissue depth, lamina cribrosa (LC) depth, ON radius, and ON tortuosity. A 10-factor 2-level full-factorial analysis (1,024 models) was used to predict the effects of each morphological factor and their interactions on LC strains induced by 13° adduction. Subsequently, a further DOE analysis (1,024 models) was conducted to study the effects and potential interactions between the top 5 morphological parameters identified from the initial DOE study and 5 critical tissue stiffnesses. Results In the DOE analysis of 10 morphological parameters, the five most significant factors were ON tortuosity, dural radius, ON radius, scleral thickness and LC depth. Further DOE analysis incorporating biomechanical parameters highlighted the importance of dural and LC stiffness. A larger dural radius and stiffer dura increased LC strains but the other main factors had the opposite effects. Notably, a significant interaction was found between dural radius and dural stiffness. Conclusions This study highlights the significant impact of morphological factors on LC deformations during eye movements, with key morphological effects being more pronounced than tissue stiffnesses.

Most hepatocellular carcinoma (HCC) patients are diagnosed at advanced stages and suffer limited treatment options. Challenges in early stage diagnosis may be due to the genetic complexity of HCC. Gene fusion plays a critical function in tumorigenesis and cancer progression in multiple cancers, yet the identities of fusion genes as potential diagnostic markers in HCC have not been investigated.Paired-end RNA sequencing was performed on noncancerous and cancerous lesions in two representative HBV-HCC patients. Potential fusion genes were identified by STAR-Fusion in STAR software and validated by four publicly available RNA-seq datasets. Fourteen pairs of frozen HBV-related HCC samples and adjacent non-tumor liver tissues were examined by RT-PCR analysis for gene fusion expression.We identified 2,354 different gene fusions in the two HBV-HCC patients. Validation analysis against the four RNA-seq datasets revealed only 1.8% (43/2,354) as recurrent fusions that were supported by public datasets. Comparison with four fusion databases demonstrated that three (HLA-DPB2-HLA-DRB1, CDH23-HLA-DPB1, and C15orf57-CBX3) out of 43 recurrent gene fusions were annotated as disease-related fusion events. Nineteen were novel recurrent fusions not previously annotated to diseases, including DCUN1D3-GSG1L and SERPINA5-SERPINA9. RT-PCR and Sanger sequencing of 14 pairs of HBV-related HCC samples confirmed expression of six of the new fusions, including RP11-476K15.1-CTD-2015H3.2.Our study provides new insights into gene fusions in HCC and could contribute to the development of anti-HCC therapy. RP11-476K15.1-CTD-2015H3.2 may serve as a new therapeutic biomarker in HCC.