Abstract Background In people living with HIV (PLWH) on combination antiretroviral therapy (cART), persistent systemic inflammation is a driving force for the progression of comorbidities, such as cardiovascular and cerebrovascular diseases. In this context, monocyte- and macrophage-related inflammation rather than T cell activation is a major cause of chronic inflammation. However, the underlying mechanism of how monocytes cause persistent systemic inflammation in PLWH is elusive. Methods and Results In vitro, we demonstrated that lipopolysaccharides (LPS) or tumor necrosis factor alpha (TNFα), induced a robust increase of Delta-like ligand 4 (Dll4) mRNA and protein expression in human monocytes and Dll4 secretion (extracellular Dll4, exDll4) from monocytes. Enhanced membrane-bound Dll4 (mDll4) expression in monocytes triggered Notch1 activation to promote pro-inflammatory factors expression. Dll4 silencing and inhibition of Nocth1 activation diminished the LPS or TNFα -induced inflammation. exDll4 releases in response to cytokines occurred in monocytes but not endothelial cells or T cells. In clinical specimens, we found that PLWH, both male and female, on cART, showed a significant increase in mDll4 expression, activation of Dll4-Notch1 signaling, and inflammatory markers in monocytes. Although there was no sex effect on mDII4 in PLWH, plasma exDll4 was significantly elevated in males but not females compared to HIV uninfected individuals. Furthermore, exDll4 plasma levels paralleled with monocytes mDll4 in male PLWH. Circulating exDll4 was also positively associated with pro-inflammatory monocytes phenotype and negatively associated with classic monocytes phenotype in male PLWH. Conclusion Pro-inflammatory stimuli increase Dll4 expression and Dll4-Notch1 signaling activation in monocytes and enhance monocyte proinflammatory phenotype, contributing to persistent systemic inflammation in male and female PLWH. Therefore, monocyte mDll4 could be a potential biomarker and therapeutic target of systemic inflammation. Plasma exDll4 may also play an additional role in systemic inflammation but primarily in men.

Abstract The ability to simultaneously modulate a set of genes for lineage-specific development has made microRNA an ideal master regulator for organogenesis. However, most microRNA deletions do not exhibit obvious phenotypic defects possibly due to functional redundancy. MicroRNAs are known to regulate skeletal lineages as the loss of their maturation enzyme Dicer impairs bone remodeling processes. Therefore, it is important to identify specific microRNA essential for bone homeostasis. We report the loss of miR-27a causing severe osteoporosis in mice. MiR-27a affects osteoclast-mediated bone resorption but not osteoblast-mediated bone formation during skeletal remodeling. Gene profiling and bioinformatics further identify the specific targets of miR-27a in osteoclast cells. MiR-27a exerts its effects on osteoclast differentiation through modulation of Squstm1/p62 whose mutations have been linked to Paget’s disease of bone. Our findings reveal a new miR-27a-p62 axis necessary and sufficient to mediate osteoclast differentiation and highlight a therapeutic implication for osteoporosis.