Instead of assuming that all actors are equally likely to clash, and that they do so independently of previous clashes, rivalry analysis can focus on the small number of feuding dyads that cause much of the trouble in the international system. But the value added of this approach will hinge in part on how rivalries are identified. Rivalry dyads are usually identified by satisfying thresholds in the frequency of militarized disputes occurring within some prespecified interval of time. But this approach implies a number of analytical problems including the possibility that rivalry analyses are simply being restricted to a device for distinguishing between states that engage in frequent and infrequent conflict. An alternative approach defines rivalry as a perceptual categorizing process in which actors identify which states are sufficiently threatening competitors to qualify as enemies. A systematic approach to identifying these strategic rivalries is elaborated. The outcome, 174 rivalries in existence between 1816 and 1999 are named and compared to the rivalry identification lists produced by three dispute density approaches. The point of the comparison is not necessarily to assert the superiority of one approach over others as it is to highlight the very real costs and benefits associated with different operational assumptions. The question must also be raised whether all approaches are equally focused on what we customarily mean by rivalries. Moreover, in the absence of a consensus on basic concepts and measures, rivalry findings will be anything but additive even if the subfield continues to be monopolized by largely divergent dispute density approaches.

Combination treatment of Low-Intensity Vibration (LIV) with zoledronic acid (ZA) was hypothesized to preserve bone mass and muscle strength while reducing adipose tissue accrual associated with complete estrogen (E 2 )-deprivation in young and skeletally mature mice. Complete E 2 -deprivation (surgical-ovariectomy (OVX) and daily injection of aromatase inhibitor (AI) letrozole) were performed on 8-week-old C57BL/6 female mice for 4 weeks following commencement of LIV administration or control (no LIV), for 28 weeks. Additionally, 16-week-old C57BL/6 female E 2 -deprived mice were administered ±LIV twice daily and supplemented with ±ZA (2.5 ng/kg/week). By week 28, lean tissue mass quantified by dual-energy X-ray absorptiometry was increased in younger OVX/AI+LIV(y) mice, with increased myofiber cross-sectional area of quadratus femorii. Grip strength was greater in OVX/AI+LIV(y) mice than OVX/AI(y) mice. Fat mass remained lower in OVX/AI+LIV(y) mice throughout the experiment compared with OVX/AI(y) mice. OVX/AI+LIV(y) mice exhibited increased glucose tolerance and reduced leptin and free fatty acids than OVX/AI(y) mice. Trabecular bone volume fraction and connectivity density increased in the vertebrae of OVX/AI+LIV(y) mice compared to OVX/AI(y) mice; however, this effect was attenuated in the older cohort of E 2 -deprived mice, specifically in OVX/AI+ZA mice, requiring combined LIV with ZA to increase trabecular bone volume and strength. Similar improvements in cortical bone thickness and cross-sectional area of the femoral mid-diaphysis were observed in OVX/AI+LIV+ZA mice, resulting in greater fracture resistance. Our findings demonstrate that the combination of mechanical signals in the form of LIV and anti-resorptive therapy via ZA improve vertebral trabecular bone and femoral cortical bone, increase lean mass, and reduce adiposity in mice undergoing complete E 2 -deprivation. One Sentence Summary: Low-magnitude mechanical signals with zoledronic acid suppressed bone and muscle loss and adiposity in mice undergoing complete estrogen deprivation.Postmenopausal patients with estrogen receptor-positive breast cancer treated with aromatase inhibitors to reduce tumor progression experience deleterious effects to bone and muscle subsequently develop muscle weakness, bone fragility, and adipose tissue accrual. Bisphosphonates (i.e., zoledronic acid) prescribed to inhibit osteoclast-mediated bone resorption are effective in preventing bone loss but may not address the non-skeletal effects of muscle weakness and fat accumulation that contribute to patient morbidity. Mechanical signals, typically delivered to the musculoskeletal system during exercise/physical activity, are integral for maintaining bone and muscle health; however, patients undergoing treatments for breast cancer often experience decreased physical activity which further accelerates musculoskeletal degeneration. Low-magnitude mechanical signals, in the form of low-intensity vibrations, generate dynamic loading forces similar to those derived from skeletal muscle contractility. As an adjuvant to existing treatment strategies, low-intensity vibrations may preserve or rescue diminished bone and muscle degraded by breast cancer treatment.

Exercise benefits the musculoskeletal system and reduces the effects of cancer. The beneficial effects of exercise are multifactorial, where metabolic changes and tissue adaptation influence outcomes. Mechanical signals, a principal component of exercise, are anabolic to the musculoskeletal system and restrict cancer progression. We examined the mechanisms through which cancer cells sense and respond to mechanical signals. Low-magnitude, high-frequency signals were applied to human breast cancer cells in the form of low-intensity vibration (LIV). LIV decreased invasion through matrix and impaired secretion of osteolytic factors PTHLH, IL-11, and RANKL. Furthermore, paracrine signals from mechanically stimulated cancer cells, reduced osteoclast differentiation resorptive capacity. Physically disconnecting the nucleus by knockdown of SUN1 and SUN2 impaired the ability of LIV to suppress invasion and production of osteolytic factors. LIV also increased cell stiffness; an effect dependent on an intact LINC complex. These data show that mechanical signals alter the metastatic potential of human breast cancer cells, where the nucleus serves as a mechanosensory apparatus to alter cell structure and intercellular signaling.

CRISPR–Cas9 gene editing technology has considerably facilitated the generation of mouse knockout alleles, relieving many of the cumbersome and time-consuming steps of traditional mouse embryonic stem cell technology. However, the generation of conditional knockout alleles remains an important challenge. An earlier study reported up to 16% efficiency in generating conditional knockout alleles in mice using 2 single guide RNAs (sgRNA) and 2 single-stranded oligonucleotides (ssODN) (2sgRNA–2ssODN). We re-evaluated this method from a large data set generated from a consortium consisting of 17 transgenic core facilities or laboratories or programs across the world. The dataset constituted 17,887 microinjected or electroporated zygotes and 1,718 live born mice, of which only 15 (0.87%) mice harbored 2 correct LoxP insertions in cis configuration indicating a very low efficiency of the method. To determine the factors required to successfully generate conditional alleles using the 2sgRNA–2ssODN approach, we performed a generalized linear regression model. We show that factors such as the concentration of the sgRNA, Cas9 protein or the distance between the placement of LoxP insertions were not predictive for the success of this technique. The major predictor affecting the method's success was the probability of simultaneously inserting intact proximal and distal LoxP sequences, without the loss of the DNA segment between the two sgRNA cleavage sites. Our analysis of a large data set indicates that the 2sgRNA–2ssODN method generates a large number of undesired alleles (>99%), and a very small number of desired alleles (<1%) requiring, on average 1,192 zygotes.

Abstract Differentiation of multi-potent mesenchymal progenitor cells give rise to several tissue types including bone, cartilage, and adipose. In addition to the complication arising from the numerous spatial, temporal, and hormonal factors that regulate lineage allocation, targeting of these cells in vivo is challenging, making mesenchymal progenitor cell lines valuable tools to study both tissue development and the differentiated cell types. Mesenchymal stem cells (MSCs) can be isolated from humans and animals; however, obtaining homogenous, responsive cells in a reproducible fashion can be problematic. As such, we have developed two novel mesenchymal progenitor cell (MPC) lines, MPC1 and MPC2, which were generated from the bone marrow of male C57BL/6 mice. These cells were immortalized using the temperature sensitive large T-antigen, allowing for thermal control of proliferation and differentiation. Both MPC1 and MPC2 cell lines are capable of osteogenic, adipogenic, and chondrogenic differentiation. Under osteogenic conditions both cell lines formed discrete mineralized nodules, staining for alizarin red and alkaline phosphatase, while expressing high levels of osteogenic genes including Sost , Fgf23 , and Dmp1 . Sost and Dmp1 mRNA levels were drastically reduced with parathyroid hormone, thus recapitulating in vivo responses. MPC cells secreted both the intact (iFGF23) and C -terminal (cFGF23) forms of endocrine hormone FGF23, which was upregulated in the presence of 1,25 dihydroxy vitamin D (1,25D). In addition to osteogenic differentiation, both cell lines also rapidly entered the adipogenic lineage, expressing several adipose markers after only 4 days in adipogenic media. MPC cells were also capable of chondrogenic differentiation, displaying increased expression of common cartilage genes including aggrecan, sox9, and cartilage oligomeric matrix protein. With the ability to differentiate into multiple mesenchymal lineages and mimic in vivo responses of key regulatory genes/proteins, MPC cells are a valuable model to study factors that regulate mesenchymal lineage allocation as well as the mechanisms that dictate transcription, protein modification, and secretion of these factors.

Abstract Our understanding of how osteocytes, the principal mechanosensors within bone, sense and perceive force remains unclear. Previous work identified “tethering elements” (TEs) spanning the pericellular space of osteocytes and transmitting mechanical information into biochemical signals. While we identified the heparan sulfate proteoglycan perlecan (PLN) as a component of these TEs, PLN must attach to the cell surface to induce biochemical responses. As voltage-sensitive calcium channels (VSCCs) are critical for bone mechanotransduction, we hypothesized that PLN binds the extracellular α 2 δ 1 subunit of VSCCs to couple the bone matrix to the osteocyte membrane. Here, we showed co-localization of PLN and α 2 δ 1 along osteocyte dendritic processes. Additionally, we quantified the molecular interactions between α 2 δ 1 and PLN domains and demonstrated for the first time that α 2 δ 1 strongly associates with PLN via its domain III. Furthermore, α 2 δ 1 is the binding site for the commonly used pain drug, gabapentin (GBP), which is associated with adverse skeletal effects when used chronically. We found that GBP disrupts PLN::α 2 δ 1 binding in vitro , and GBP treatment in vivo results in impaired bone mechanosensation. Our work identified a novel mechanosensory complex within osteocytes composed of PLN and α 2 δ 1 , necessary for bone force transmission and sensitive to the drug GBP. This work provides insights into the mechanisms underlying mechanotransduction and will inform future studies to understand the mechanisms responsible for the negative effects of GBP on bone.

Abstract Due to a lack of spatial-temporal resolution at the single cell level, the etiologies of the bone dysfunction caused by diseases such as normal aging, osteoporosis, and the metabolic bone disease associated with chronic kidney disease (CKD) remain largely unknown. To this end, flow cytometry and scRNAseq were performed on long bone cells from Sost-cre/Ai9 + mice, and pure osteolineage transcriptomes were identified, including novel osteocyte-specific gene sets. Clustering analysis isolated osteoblast precursors that expressed Tnc , Mmp13, and Spp1, and a mature osteoblast population defined by Smpd3 , Col1a1 , and Col11a1 . Osteocytes were demarcated by Cd109 , Ptprz1, Ramp1, Bambi, Adamts14 , Spns2, Bmp2 , WasI, and Phex . We validated our in vivo scRNAseq using integrative in vitro promoter occupancy via ATACseq coupled with transcriptomic analyses of a conditional, temporally differentiated MSC cell line. Further, trajectory analyses predicted osteoblast-to-osteocyte transitions via defined pathways associated with a distinct metabolic shift as determined by single-cell flux estimation analysis (scFEA). Using the adenine mouse model of CKD, at a time point prior to major skeletal alterations, we found that gene expression within all stages of the osteolineage was disturbed. In sum, distinct populations of osteoblasts/osteocytes were defined at the single cell level. Using this roadmap of gene assembly, we demonstrated unrealized molecular defects across multiple bone cell populations in a mouse model of CKD, and our collective results suggest a potentially earlier and more broad bone pathology in this disease than previously recognized.

The Linker of Nucleoskeleton and Cytoskeleton (LINC) complex serves to connect the nuclear envelope and the cytoskeleton, influencing cellular processes such as nuclear arrangement, architecture, and mechanotransduction. The role LINC plays in mechanotransduction pathways in bone progenitor cells has been well studied; however, the mechanisms by which LINC complexes govern in vivo bone formation remain less clear. To bridge this knowledge gap, we established a murine model disrupting LINC using transgenic Prx-Cre mice and floxed Tg(CAG-LacZ/EGFP-KASH2) mice. Prx-Cre mice express the Cre recombinase enzyme controlled by the paired-related homeobox gene-1 promoter, a pivotal regulator of skeletal development. Tg(CAG-LacZ/EGFP-KASH2) mice carry a lox-stop-lox flanked LacZ gene allowing for the overexpression of an EGFP-KASH2 fusion protein via cre recombinase mediated deletion of the LacZ cassette. This disrupts endogenous Nesprin-Sun binding in a dominant negative manner disconnecting nesprin from the nuclear envelope. By combining these lines, we generated a Prrx1(+) cell-specific LINC disruption model to study its impact on the developing skeleton and subsequently exercise-induced bone accrual. The findings presented here indicate Prx-driven LINC disruption (PDLD) cells exhibit no change in osteogenic and adipogenic potential compared to controls in vitro nor are there bone quality changes when compared to in sedentary animals at 8 weeks. Although PDLD animals displayed increased voluntary running activity, a 6-week exercise intervention did not significantly alter bone microarchitecture or mechanical properties.

The Linker of Nucleoskeleton and Cytoskeleton (LINC) complex serves to connect the nuclear envelope and the cytoskeleton, influencing cellular processes such as nuclear arrangement, architecture, and mechanotransduction. The role LINC plays in mechanotransduction pathways in bone progenitor cells has been well studied; however, the mechanisms by which LINC complexes govern in vivo bone formation remain less clear. To bridge this knowledge gap, we established a murine model disrupting LINC using transgenic Prx-Cre mice and floxed Tg(CAG-LacZ/EGFP-KASH2) mice. Prx-Cre mice express the Cre recombinase enzyme controlled by the paired-related homeobox gene-1 promoter ( Prrx1 ), a pivotal regulator of skeletal development. Prx-Cre animals have been widely used in the bone field to target bone progenitor cells. Tg(CAG-LacZ/EGFP-KASH2) mice carry a lox-stop-lox flanked LacZ gene allowing for the overexpression of an EGFP-KASH2 fusion protein via cre recombinase mediated deletion of the LacZ cassette. This disrupts endogenous Nesprin-Sun binding in a dominant negative manner disconnecting nesprin from the nuclear envelope. By combining these lines, we generated a Prrx1(+) cell-specific LINC disruption model to study its impact on the developing skeleton and subsequently exercise-induced bone accrual. The findings presented here indicate Prx-driven LINC disruption (PDLD) cells exhibit no change in osteogenic and adipogenic potential compared to controls in vitro nor are there bone quality changes when compared to in sedentary animals at 8 weeks. While PDLD animals displayed increased voluntary running activity andPrrx1(+) cell-specific LINC disruption abolished the exercise-induced increases in osteoid volume and surface after a 6-week exercise intervention, no other changes in bone microarchitecture or mechanical properties were found.

The Linker of Nucleoskeleton and Cytoskeleton (LINC) complex is a crucial connective component between the nuclear envelope and the cytoskeleton involving various cellular processes including nuclear positioning, nuclear architecture, and mechanotransduction. How LINC complexes regulate bone formation in vivo , however, is not well understood. To start bridging this gap, here we created a LINC disruption murine model using transgenic mice expressing Cre recombinase enzyme under the control of the Osterix (Osx-Cre) which is primarily active in pre-osteoblasts and floxed Tg(CAG-LacZ/EGFP-KASH2) mice. Tg(CAG-LacZ/EGFP-KASH2) mice contain a lox-STOP-lox flanked LacZ gene which is deleted upon cre recombination allowing for the overexpression of an EGFP-KASH2 fusion protein. This overexpressed protein disrupts endogenous Nesprin-Sun binding leading to disruption of LINC complexes. Thus, crossing these two lines results in a O sx- d riven L INC d isruption (ODLD) specific to pre-osteoblasts. In this study, we investigated how this LINC disruption affects exercise induced bone accrual. ODLD cells had decreased osteogenic and adipogenic potential in vitro compared to non-disrupted controls and sedentary ODLD mice showed decreased bone quality at 8-weeks. Upon access to a voluntary running wheel ODLD animals showed increased running time and distance; however, our 6-week exercise intervention did not significantly affect bone microarchitecture and bone mechanical properties.