Microglia play key roles in brain development, homeostasis, and function, and it is widely assumed that the adult population is long lived and maintained by self-renewal. However, the precise temporal and spatial dynamics of the microglial population are unknown. We show in mice and humans that the turnover of microglia is remarkably fast, allowing the whole population to be renewed several times during a lifetime. The number of microglial cells remains steady from late postnatal stages until aging and is maintained by the spatial and temporal coupling of proliferation and apoptosis, as shown by pulse-chase studies, chronic in vivo imaging of microglia, and the use of mouse models of dysregulated apoptosis. Our results reveal that the microglial population is constantly and rapidly remodeled, expanding our understanding of its role in the maintenance of brain homeostasis.

Abstract Despite the clinical success of anti-CD20 monoclonal antibody (mAb) in the treatment of lymphoma, there remains considerable uncertainty about its mechanism of action. Here we show that the ability of mAbs to translocate CD20 into low-density, detergent-insoluble membrane rafts appears to control how effectively they mediate complement lysis of lymphoma cells. In vitro studies using a panel of anti–B-cell mAbs revealed that the anti-CD20 mAbs, with one exception (B1), are unusually effective at recruiting human complement. Differences in complement recruitment could not be explained by the level of mAb binding or isotype but did correlate with the redistribution of CD20 in the cell membrane following mAb ligation. Membrane fractionation confirmed that B1, unlike 1F5 and rituximab, was unable to translocate CD20 into lipid rafts. In addition, we were able to drive B1 and a range of other anti–B-cell mAbs into a detergent-insoluble fraction of the cell by hyper–cross-linking with an F(ab′)2 anti-Ig Ab, a treatment that also conferred the ability to activate lytic complement. Thus, we have shown that an important mAb effector function appears to be controlled by movement of the target molecule into membrane rafts, either because a raft location favors complement activation by mAbs or because rafts are more sensitive to complement penetration.

Cell killing is a critical pharmacological activity of imatinib to eradicate Bcr/Abl+ leukemias. We found that imatinib kills Bcr/Abl+ leukemic cells by triggering the Bcl-2-regulated apoptotic pathway. Imatinib activated several proapoptotic BH3-only proteins: bim and bmf transcription was increased, and both Bim and Bad were activated posttranslationally. Studies using RNAi and cells from gene-targeted mice revealed that Bim plays a major role in imatinib-induced apoptosis of Bcr/Abl+ leukemic cells and that the combined loss of Bim and Bad abrogates this killing. Loss of Bmf or Puma had no effect. Resistance to imatinib caused by Bcl-2 overexpression or loss of Bim (plus Bad) could be overcome by cotreatment with the BH3 mimetic ABT-737. These results demonstrate that Bim and Bad account for most, perhaps all, imatinib-induced killing of Bcr/Abl+ leukemic cells and suggest previously undescribed drug combination strategies for cancer therapy.

Background The epidermal growth factor receptor (EGFR) plays a critical role in the control of cellular proliferation, differentiation, and survival. Abnormalities in EGF-EGFR signaling, such as mutations that render the EGFR hyperactive or cause overexpression of the wild-type receptor, have been found in a broad range of cancers, including carcinomas of the lung, breast, and colon. EGFR inhibitors such as gefitinib have proven successful in the treatment of certain cancers, particularly non-small cell lung cancers (NSCLCs) harboring activating mutations within the EGFR gene, but the molecular mechanisms leading to tumor regression remain unknown. Therefore, we wished to delineate these mechanisms. Methods and Findings We performed biochemical and genetic studies to investigate the mechanisms by which inhibitors of EGFR tyrosine kinase activity, such as gefitinib, inhibit the growth of human NSCLCs. We found that gefitinib triggered intrinsic (also called "mitochondrial") apoptosis signaling, involving the activation of BAX and mitochondrial release of cytochrome c, ultimately unleashing the caspase cascade. Gefitinib caused a rapid increase in the level of the proapoptotic BH3-only protein BIM (also called BCL2-like 11) through both transcriptional and post-translational mechanisms. Experiments with pharmacological inhibitors indicated that blockade of MEK–ERK1/2 (mitogen-activated protein kinase kinase–extracellular signal-regulated protein kinase 1/2) signaling, but not blockade of PI3K (phosphatidylinositol 3-kinase), JNK (c-Jun N-terminal kinase or mitogen-activated protein kinase 8), or AKT (protein kinase B), was critical for BIM activation. Using RNA interference, we demonstrated that BIM is essential for gefitinib-induced killing of NSCLC cells. Moreover, we found that gefitinib-induced apoptosis is enhanced by addition of the BH3 mimetic ABT-737. Conclusions Inhibitors of the EGFR tyrosine kinase have proven useful in the therapy of certain cancers, in particular NSCLCs possessing activating mutations in the EGFR kinase domain, but the mechanisms of tumor cell killing are still unclear. In this paper, we demonstrate that activation of the proapoptotic BH3-only protein BIM is essential for tumor cell killing and that shutdown of the EGFR–MEK–ERK signaling cascade is critical for BIM activation. Moreover, we demonstrate that addition of a BH3 mimetic significantly enhances killing of NSCLC cells by the EGFR tyrosine kinase inhibitor gefitinib. It appears likely that this approach represents a paradigm shared by many, and perhaps all, oncogenic tyrosine kinases and suggests a powerful new strategy for cancer therapy.

Abstract The Circadian Clock (CC) drives the normal cell cycle and reciprocally regulates telomere elongation. However, it can be deregulated in cancer, embryonic stem cells (ESC), and the early embryo. Here, its role in the resistance of cancer cells to genotoxic treatments was assessed in relation to whole-genome duplication (WGD) and telomere regulation. We first evaluated the DNA damage response of polyploid cancer cells and observed a similar impact on the cell cycle to that seen in ESC - overcoming G1/S, adapting DNA damage checkpoints, tolerating DNA damage, and coupling telomere erosion to accelerated cell senescence, favouring transition by mitotic slippage into the ploidy cycle (reversible polyploidy). Next, we revealed a positive correlation between cancer WGD and deregulation of CC assessed by bioinformatics on 11 primary cancer datasets (rho=0.83; p<0.01). As previously shown, the cancer cells undergoing mitotic slippage cast off telomere fragments with TERT, restore the telomeres by recombination and return their depolyploidised mitotic offspring to TERT-dependent telomere regulation. Through depolyploidisation and the CC “death loop” the telomeres and Hayflick limit count are thus again renewed. This mechanism along with similar inactivity of the CC in early embryos support a life-cycle (embryonic) concept of cancer.

ABSTRACT The sustained proliferation of microglia is a key hallmark of Alzheimer’s disease (AD), accelerating its progression. Here, we sought to understand the long-term impact of the early and prolonged microglial proliferation observed in AD, hypothesising that extensive and repeated cycling would engender a distinct transcriptional and phenotypic trajectory. We found that the early and sustained microglial proliferation seen in an AD-like model promotes replicative senescence, characterised by increased βgal activity, a senescence-associated transcriptional signature and telomere shortening, correlating with the appearance of disease-associated microglia (DAM) and senescent microglial profiles in human post-mortem AD cases. Prevention of early microglial proliferation hindered the development of senescence and DAM, impairing the accumulation of Aβ and associated neuritic damage. Overall, our results support that excessive microglial proliferation leads to the generation of senescent DAM, which contribute to early Aβ pathology in AD.

Abstract Despite advances in identifying the key immunoregulatory roles of many of the human leukocyte immunoglobulin (Ig)-like receptor (LILR) family members, the function of the inhibitory molecule LILRB3 (ILT5, CD85a, LIR3) remains unclear. Studies indicate a predominant myeloid expression; however, high homology within the LILR family and a relative paucity of reagents have hindered progress for this receptor. To investigate its function and potential immunomodulatory capacity, a panel of LILRB3-specific monoclonal antibodies (mAb) was generated. LILBR3-specific mAb bound to discrete epitopes in either Ig-like domain two or four. LILRB3 ligation on primary human monocytes by agonistic mAb resulted in phenotypic and functional changes, leading to potent inhibition of immune responses in vitro , including significant reduction in T cell proliferation. Importantly, agonizing LILRB3 in humanized mice induced tolerance and permitted efficient engraftment of allogeneic cells. Our findings reveal powerful immunosuppresive functions of LILRB3 and identify it as an important myeloid checkpoint receptor.