Tumor-associated macrophages (TAMs), a crucial component of immune cells infiltrated in tumor microenvironment, have been found to be associated with progression and metastasis of hepatocellular carcinoma (HCC). In this study, we aimed to clarify the mechanism underlying the crosstalk between TAMs and cancer stem cells (CSCs) in HCC. Mouse macrophage cell line RAW264.7 cells were used to investigate the effects of TAMs on mouse hepatoma cell line Hepa1-6 cells in vivo and vitro. A total of 90 clinical samples had pathology-proven HCC were used to evaluate the distribution of TAMs and CSCs and analyze their value in predicting the prognosis. In the study, we have found that the number of TAMs has a positive correlation with the density of CSCs in the marginal of human HCC. Our results show that, cocultured with TAM-conditioned medium (CM) promoted CSC-like properties in Hepa1-6 cells, which underwent EMT and gained higher invasive capability. TAMs secreted more transforming growth factor- beta1 (TGF-beta1) than other phenotypes of macrophage. Furthermore, depletion of TGF-beta1 blocked acquisition of CSC-like properties by inhibition of TGF-beta1-induced EMT. High expression of CD68 in the EpCAM positive expression HCC tissues was strongly associated with both poor cancer-free survival and overall survival in patients. Our results indicate that the TAMs promote CSC-like properties via TGF-beta1-induced EMT and they may contribute to investigate the prognosis of HCC.

The epithelial to mesenchymal transition (EMT) plays crucial roles in the formation of the body plan and also in the tumor invasion process. In addition, EMT also causes disruption of cell-cell adherence, loss of apico-basal polarity, matrix remodeling, increased motility and invasiveness in promoting tumor metastasis. The tumor microenvironment plays an important role in facilitating cancer metastasis and may induce the occurrence of EMT in tumor cells. A large number of inflammatory cells infiltrating the tumor site, as well as hypoxia existing in a large area of tumor, in addition many stem cells present in tumor microenvironment, such as cancer stem cells (CSCs), mesenchymal stem cells (MSCs), all of these may be the inducers of EMT in tumor cells. The signaling pathways involved in EMT are various, including TGF-β, NF-κB, Wnt, Notch, and others. In this review, we discuss the current knowledge about the role of the tumor microenvironment in EMT and the related signaling pathways as well as the interaction between them.

Abstract Abnormal subchondral bone remodeling featured by over-activated osteoclastogenesis leads to articular cartilage degeneration and osteoarthritis (OA) progression, but the mechanism is still unclear. In this study, we used lymphocyte cytosolic protein 1 ( Lcp1 ) knock-out mice to suppress subchondral osteoclast formation in mice OA model with anterior cruciate ligament transection (ACLT) and Lcp1 -/- mice showed decreased bone remodeling and sensory innervation in subchondral bone accompanied by retarded cartilage degeneration. For mechanisms, in wildtype mice with ACLT the activated osteoclasts in subchondral bone induced type-H vessels and elevated oxygen concentration which ubiquitylated hypoxia-inducible factor 1α (HIF-1α), vital for maintaining chondrocyte homeostasis in articular chondrocytes and led to cartilage degeneration. Deletion of Lcp1 impeded osteoclast-mediated angiogenesis, which maintained the low levels of oxygen partial pressure (pO 2 ) in subchondral bone as well as the whole joint and delayed the OA progression. Stabilization of HIF-1α delayed cartilage degeneration and knockdown of Hif1a abolished the protective effects of Lcp1 knockout. Notably, we identified a novel subgroup of hypertrophic chondrocytes highly associated with OA by single cell sequencing analysis of human articular chondrocytes. Lastly, we showed that Oroxylin A, an Lcp1- encoded protein L-plastin (LPL) inhibitor, could alleviate OA progression. In conclusion, maintaining hypoxic environment in subchondral bone is an attractive strategy for OA treatment. Teaser Inhibiting subchondral osteoclastogenesis alleviates OA progression via maintaining joint hypoxia environment.

Patients with diabetes often experience fragile fractures despite normal or higher bone mineral density (BMD), a phenomenon termed the diabetic bone paradox (DBP). The pathogenesis and therapeutics opinions for diabetic bone disease (DBD) are not fully explored. In this study, we utilize two preclinical diabetic models, the leptin receptor-deficient db/db mice (DB) mouse model and the streptozotocin-induced diabetes (STZ) mouse model. These models demonstrate higher BMD and lower mechanical strength, mirroring clinical observations in diabetic patients. Advanced glycation end products (AGEs) accumulate in diabetic bones, causing higher non-enzymatic crosslinking within collagen fibrils. This inhibits intrafibrillar mineralization and leads to disordered mineral deposition on collagen fibrils, ultimately reducing bone strength. Guanidines, inhibiting AGE formation, significantly improve the microstructure and biomechanical strength of diabetic bone and enhance bone fracture healing. Therefore, targeting AGEs may offer a strategy to regulate bone mineralization and microstructure, potentially preventing the onset of DBD.