"Coherence radar," an optical 3-D sensor based on short coherence interferometry, is used to measure skin surface topology. This method is called optical coherence profilometry (OCP) and it may be a useful tool for medical diagnosis in dermatology because different medical conditions show distinct alterations of the skin surface. The measuring uncertainty is less than 2 μm. The measuring time is about 4 s. in vivo 3-D mapping of naked skin was performed without preparation. For clinical application, a fiber optical implementation was introduced. Spectral radar is an optical sensor for the acquisition of skin morphology based on OCT techniques. The scattering amplitude a(z) along one vertical axis from the surface into the bulk can be measured within one exposure. No reference arm scanning is necessary. The theory of the sensor, including the dynamic range, is discussed and in vivo measurements of human skin by a fiber optical implementation of the sensor are demonstrated. © 1998 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.

Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is a devastating lung disease with poor prognosis and limited therapeutic options. The incidence of IPF increases with age, and ageing-related mechanisms such as cellular senescence have been proposed as pathogenic drivers. The lung alveolar epithelium represents a major site of tissue injury in IPF and senescence of this cell population is probably detrimental to lung repair. However, the potential pathomechanisms of alveolar epithelial cell senescence and the impact of senolytic drugs on senescent lung cells and fibrosis remain unknown. Here we demonstrate that lung epithelial cells exhibit increased P16 and P21 expression as well as senescence-associated β-galactosidase activity in experimental and human lung fibrosis tissue and primary cells. Primary fibrotic mouse alveolar epithelial type (AT)II cells secreted increased amounts of senescence-associated secretory phenotype (SASP) factors in vitro, as analysed using quantitative PCR, mass spectrometry and ELISA. Importantly, pharmacological clearance of senescent cells by induction of apoptosis in fibrotic ATII cells or ex vivo three-dimensional lung tissue cultures reduced SASP factors and extracellular matrix markers, while increasing alveolar epithelial markers. These data indicate that alveolar epithelial cell senescence contributes to lung fibrosis development and that senolytic drugs may be a viable therapeutic option for IPF.

Summary Protein degradation by proteasomes is important for the immune response against tumors. Antigens generated by the proteasome promote immune cell infiltration into tumors and improve tumors’ responses to immunotherapy. For example, immunoproteasomes – a subset of proteasomes induced by inflammatory signals – may improve the response of melanomas to immune checkpoint inhibitors (ICI) by eliciting tumor inflammation. Yet, it is unclear whether and how protein degradation by proteasomes impacts cancer progression and contributes to immune evasion and resistance. Here, we profile the proteasome-cleaved peptides in lung cancers and find that PSME4 serves as a novel inhibitory regulator of the immunoproteasome, playing an anti-inflammatory role in cancer. Biochemical assays combined with scRNA-seq, immunopeptidomics and in vivo analyses demonstrate that PSME4 promotes an immunosuppressive environment around the tumor and abrogates anti-tumor immunity by inhibiting antigen presentation and attenuating tumor inflammation. Furthermore, we find that PSME4 expression is correlated with responsiveness to ICI across several cancer types. Our findings suggest that PSME4-mediated regulation of proteasome activity is a novel mechanism of immune evasion in non-small-cell lung carcinoma and may be targeted therapeutically for restoring anti-tumor immunity. Graphical Abstract Highlights Mapping the degradation landscape in Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC) uncovers altered proteasome activity and composition Proteasome regulator PSME4 plays an anti-inflammatory role in NSCLC by attenuating immunoproteasome activity PSME4 restricts tumor antigen presentation and cytokine secretion, defining a ‘cold’ tumor environment PSME4 drives tumor immune evasion and is associated with resistance to immunotherapy

ABSTRACT Cognitive flexibility is crucial for adaptation and is disrupted in neuropsychiatric disorders and psychopathology. Human studies of flexibility using reversal learning tasks typically contrast error trials before and after reversal, which provides little information about the mechanisms that support learning and expressing a new response. However, animal studies suggest a specific role in this latter process for the connections between the dorsal striatum and the centromedian parafascicular (CM-Pf) thalamus, a system which may recruit the striatal cholinergic interneurons, but which is not well understood in humans. This study investigated the role of this system in human probabilistic reversal learning, specifically with respect to learning a new response strategy, contrasting its function to that of the better understood orbitoftontal-striatal systems. Using psychophysiological interaction (PPI) analysis of functional magnetic resonance imaging (fMRI) data we show that connectivity between the striatum and both the lateral orbitofrontal cortex (lOFC) and CM-Pf pathways increased during reversal, but not initial learning. However, while the strength of lOFC-striatal connectivity was associated with the speed of the reversal, the strength of CM-Pf-striatal connectivity was associated specifically with the quality of the reversal (reduced regressive errors). These findings expand our understanding of flexibility mechanisms in the human brain, bridging the gap with animal studies of this system.

Abstract The way in which the brain prioritises processing of information relevant for our current goals is widely contested. Many studies implicate the dorsolateral prefrontal cortex (dlPFC), and propose that it drives brain-wide focus by biasing processing in favour of relevant information. An alternative, however, is that dlPFC is involved in the inhibition of irrelevant information. Here, we address this longstanding debate using the inferentially powerful approach of applying transcranial magnetic stimulation during functional magnetic resonance imaging (concurrent TMS-fMRI) and testing for changes in information coding using multivariate pattern analysis (MVPA). We ask whether dlPFC plays a causal role in prioritising information processing, and whether this is through selection of relevant information or inhibition of irrelevant information. Participants attended to one object feature whilst ignoring another feature of the same object. We reasoned that, if dlPFC is necessary for selection , active (disruptive) TMS should decrease coding of attended information compared to the low intensity (control) condition. Conversely, if right dlPFC is crucial for inhibition , active TMS should increase coding of irrelevant information relative to the control condition. The results showed that active TMS decreased coding of relevant information throughout the frontoparietal multiple demand regions, and that this impact was significantly stronger than the effect of TMS on irrelevant information coding, which was not statistically detectable. These data provide causal evidence for a specific role of dlPFC in supporting the representation of task-relevant information and demonstrate the crucial insights into high level cognitive-neural mechanisms possible with the combination of TMS-fMRI and MVPA.

Abstract The presence of a change in a visual scene can influence brain activity and behaviour, even in the absence of full conscious report. It may be possible for us to sense that such a change has occurred, even if we cannot specify exactly where or what it was. Despite existing evidence from electroencephalogram (EEG) and eye-tracking data, it is still unclear how this partial level of awareness relates to fMRI BOLD activation. Using EEG, functional magnetic resonance imaging (fMRI), and a change blindness paradigm, we found multi-modal evidence to suggest that sensing a change is distinguishable from being blind to it. Specifically, trials during which participants could detect the presence of a colour change but not identify the location of the change ( sense trials), were compared to those where participants could both detect and localise the change ( localise or see trials), as well as change blind trials. In EEG, late parietal positivity and N2 amplitudes were larger for localised changes only, when compared to change blindness. However, ERP-informed fMRI analysis found no voxels with activation that significantly co-varied with fluctuations in single-trial late positivity amplitudes. In fMRI, a range of visual (BA17,18), parietal (BA7,40), and midbrain (anterior cingulate, BA24) areas showed increased fMRI BOLD activation when a change was sensed , compared to change blindness. These visual and parietal areas are commonly implicated as the storage sites of visual working memory, and we therefore argue that sensing may not be explained by a lack of stored representation of the visual display. Both seeing and sensing a change were associated with an overlapping occipitoparietal network of activation when compared to blind trials, suggesting that the quality of the visual representation, rather than the lack of one, may result in partial awareness during the change blindness paradigm.

Abstract Previous studies of change blindness have suggested a distinction between detection and localisation of changes in a visual scene. Using a simple paradigm with an array of coloured squares, the present study aimed to further investigate differences in event-related potentials (ERPs) between trials in which participants could detect the presence of a colour change but not identify the location of the change ( sense trials), versus those where participants could both detect and localise the change ( localise trials). Individual differences in performance were controlled for by adjusting the difficulty of the task in real time. Behaviourally, reaction times for sense , blind , and false alarm trials were distinguishable when comparing across levels of participant certainty. In the EEG data, we found no significant differences in the visual awareness negativity ERP, contrary to previous findings. In the N2pc range, both awareness conditions ( localise and sense ) were significantly different to trials with no change detection ( blind trials), suggesting that this ERP is not dependent on explicit awareness. Within the late parietal positivity range, all conditions were significantly different. These results suggest that changes can be ‘sensed’ without knowledge of the location of the changing object, and that participant certainty scores can provide valuable information about the perception of changes in change blindness.

Abstract Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is a lethal and chronic lung disease characterized by aberrant intercellular communication, increased extracellular matrix (ECM) deposition, and destruction of functional lung tissue. Extracellular vesicles (EVs) accumulate within the lung in IPF, but their cargo and biological effects remain unclear. Here, we provide the entire the proteome of EV and non-EV fraction during pulmonary fibrosis, and functionally characterize their contribution to fibrosis. EVs were isolated by differential ultracentrifugation of bronchoalveolar lavage fluid (BALF) collected from mice challenged with bleomycin (or PBS as control) or culture supernatants from primary mouse lung fibroblasts. EVs were characterized by nanoparticle tracking analysis, Western Blotting, and quantitative mass spectrometry to define their proteome. EVs accumulation peaked at 14 days post-bleomycin instillation and correlated with decreased lung function. Label-free proteomics identified 107 proteins specific to fibrotic BALF-EVs. This signature was associated with wound healing, extracellular matrix organization, and cell motility. BALF-EVs from fibrotic lungs promoted fibrogenesis, including induction of ECM proteins in precision cut lung slices ex vivo and impaired alveolar epithelial cell stem cell function. Deconvolution using single cell RNA sequencing datasets revealed that fibroblasts are the major cellular source of BALF-EVs. EVs from fibroblasts were significantly enriched in Secreted Frizzled Related Protein 1 (SFRP1). In the lungs of patients with IPF, SFRP1 was significantly increased in mesenchymal cells. Sfrp1 deficiency reduced the ability of fibroblast-derived EVs to potentiate bleomycin-induced lung fibrosis in vivo and led to a reduction in fibrosis marker gene expression. In sum, EVs carry specific protein cargos, such as SFRP1, to contribute to organ remodeling during fibrosis. Our data identified EVs transporting SFRP1 as a potential therapeutic target for IPF.

Malignant pleural mesothelioma (MPM) arises from mesothelial cells lining the pleural cavity of asbestos-exposed individuals and rapidly leads to the development of pleural effusion and death. MPM harbours loss-of-function mutations in genes like BAP1, NF2, CDKN2A , and TP53 , but isolated deletion of these genes alone in mice does not cause MPM and mouse models of the disease are sparse. Here we show that a significant proportion of human MPM harbour point mutations and copy number alterations in the KRAS proto-oncogene. These mutations are likely pathogenic, since ectopic expression of mutant KRAS G12D in the pleural mesothelium of conditional mice causes MPM. Murine MPM cell lines derived from these tumours carry the initiating KRAS G12D lesions, secondary Bap1 alterations, and human MPM-like gene expression profiles. Moreover, they are transplantable and actionable by KRAS inhibition. Our results indicate that KRAS mutations likely play an important and underestimated role in MPM, which warrants further exploration.