DREADD not the designer compound Designer receptors exclusively activated by designer drugs (DREADDs) constitute a powerful chemogenetic strategy that can modulate nerve cell activity in freely moving animal preparations. Gomez et al. used radioligand receptor occupancy measurements and in vivo positron emission tomography to show that DREADDs expressed in the brain are not activated by the designer compound CNO (clozapine N -oxide). Instead, they are activated by the CNO metabolite clozapine, a drug with multiple endogenous targets. This may have important implications for the interpretation of results obtained with this popular technology. Science , this issue p. 503

Abstract Mitochondrial dynamics and mitophagy have been linked to cardiovascular and neurodegenerative diseases. Here, we demonstrate that the mitochondrial division dynamin D rp1 and the Parkinson's disease‐associated E3 ubiquitin ligase parkin synergistically maintain the integrity of mitochondrial structure and function in mouse heart and brain. Mice lacking cardiac D rp1 exhibited lethal heart defects. In D rp1 KO cardiomyocytes, mitochondria increased their connectivity, accumulated ubiquitinated proteins, and decreased their respiration. In contrast to the current views of the role of parkin in ubiquitination of mitochondrial proteins, mitochondrial ubiquitination was independent of parkin in D rp1 KO hearts, and simultaneous loss of D rp1 and parkin worsened cardiac defects. D rp1 and parkin also play synergistic roles in neuronal mitochondrial homeostasis and survival. Mitochondrial degradation was further decreased by combination of D rp1 and parkin deficiency, compared with their single loss. Thus, the physiological importance of parkin in mitochondrial homeostasis is revealed in the absence of mitochondrial division in mammals.

How prostate cancer cells and their precursors mediate changes in the tumor microenvironment (TME) to drive prostate cancer progression is unclear, in part due to the inability to longitudinally study the disease evolution in human tissues. To overcome this limitation, we perform extensive single-cell RNA-sequencing (scRNA-seq) and molecular pathology of the comparative biology between human prostate cancer and key stages in the disease evolution of a genetically engineered mouse model (GEMM) of prostate cancer. Our studies of human tissues reveal that cancer cell-intrinsic activation of MYC signaling is a common denominator across the well-known molecular and pathological heterogeneity of human prostate cancer. Cell communication network and pathway analyses in GEMMs show that MYC oncogene-expressing neoplastic cells, directly and indirectly, reprogram the TME during carcinogenesis, leading to a convergence of cell state alterations in neighboring epithelial, immune, and fibroblast cell types that parallel key findings in human prostate cancer.

ABSTRACT The tissue microenvironment in prostate cancer is profoundly altered. While such alterations have been implicated in driving prostate cancer initiation and progression to aggressive disease, how prostate cancer cells and their precursors mediate those changes is unclear, in part due to the inability to longitudinally study the disease evolution in human tissues. To overcome this limitation, we performed extensive single-cell RNA-sequencing (scRNA-seq) and rigorous molecular pathology of the comparative biology between human prostate cancer and key time points in the disease evolution of a genetically engineered mouse model (GEMM) of prostate cancer. Our studies of human tissues, with validation in a large external data set, revealed that cancer cell-intrinsic activation of MYC signaling was the top up-regulated pathway in human cancers, representing a common denominator across the well-known molecular and pathological heterogeneity of human prostate cancer. Likewise, numerous non-malignant cell states in the tumor microenvironment (TME), including non-cancerous epithelial, immune, and fibroblast cell compartments, were conserved across individuals, raising the possibility that these cell types may be a sequelae of the convergent MYC activation in the cancer cells. To test this hypothesis, we employed a GEMM of prostate epithelial cell-specific MYC activation in two mouse strains. Cell communication network and pathway analyses suggested that MYC oncogene-expressing neoplastic cells, directly and indirectly, reprogrammed the TME during carcinogenesis, leading to the emergence of cascading cell state alterations in neighboring epithelial, immune, and fibroblast cell types that paralleled key findings in human prostate cancer. Importantly, among these changes, the progression from a precursor-enriched to invasive-cancer-enriched state was accompanied by a cell-intrinsic switch from pro-immunogenic to immunosuppressive transcriptional programs with coinciding enrichment of immunosuppressive myeloid and Treg cells in the immune microenvironment. These findings implicate activation of MYC signaling in reshaping convergent aspects of the TME of prostate cancer as a common denominator across the otherwise well-documented molecular heterogeneity of human prostate cancer.

Trypanosoma brucei is a protozoan parasite that causes human and animal African trypanosomiases (HAT and AAT). Cardiac symptoms are commonly reported in HAT patients, and intracardiac parasites with accompanying myocarditis have been observed in both natural hosts and animal models of T. brucei infection. However, despite the importance of T. brucei as a cause of cardiac dysfunction and the dramatic socioeconomic impact of African trypanosomiases in sub-Saharan Africa, there are currently no reproducible murine models of T. brucei-associated cardiomyopathy. We present the first clinically relevant, reproducible murine model of cardiac dysfunction in chronic T. brucei infection. Similar to humans, mice showed histological evidence of myocarditis and elevation of serum NT-proBNP. Serum NT-proBNP levels were elevated prior to the development of severe ventricular dysfunction. On flow cytometry, myocarditis was associated with an increase of most myocardial immune cell populations, including multiple T cell and macrophage subsets, corroborating the notion that T. brucei-associated cardiac damage is an immune-mediated event. This novel mouse model represents a powerful and practical tool to investigate the pathogenesis of T. brucei-mediated heart damage and support the development of therapeutic options for T. brucei-associated cardiac disease.

ABSTRACT Trypanosoma brucei is a protozoan parasite that causes human and animal African trypanosomiases (HAT and AAT). Cardiac symptoms are commonly reported in HAT patients, and intracardiac parasites with accompanying myocarditis have been observed in both natural hosts and animal models of T. brucei infection. Despite the importance of T. brucei as a cause of cardiac dysfunction and the dramatic socioeconomic impact of African trypanosomiases in sub-Saharan Africa, there are currently no reproducible murine models of T. brucei- associated cardiomyopathy. We present the first clinically relevant, reproducible murine model of cardiac dysfunction in chronic T. brucei infection. Similar to humans, mice showed histological evidence of myocarditis and elevation of serum NT-proBNP with electrocardiographic abnormalities. Serum NT-proBNP levels were elevated prior to the development of severe ventricular dysfunction. On flow cytometry, myocarditis was associated with an increase of most myocardial immune cell populations, including multiple T cell and macrophage subsets, corroborating the notion that T. brucei- associated cardiac damage is an immune-mediated event. This novel mouse model represents a powerful and practical tool to investigate the pathogenesis of T. brucei -mediated heart damage and supports the development of therapeutic options for T. brucei -associated cardiac disease. In characterizing this model, we provide evidence that T. brucei causes cardiac disease, and we suggest that immunopathology is an important contributor to cardiac pathology. Along with other recent studies, our work demonstrates the importance of extravascular spaces, including the heart, for T. brucei pathogenesis. IMPORTANCE African trypanosomiasis is a neglected tropical disease affecting both people and cattle, which represents a major public health problem in sub-Saharan Africa with an enormous socioeconomic impact. Cardiac disease represents an underappreciated clinical manifestation of African trypanosomiasis that may lead to lifelong illness despite successful treatment of infection. However, this aspect of African trypanosomiasis remains poorly understood, partially due to a lack of well-characterized and practical animal models. In this study, we present the development and characterization of a novel, reproducible, and cost-effective mouse model of cardiac dysfunction in African trypanosomiasis. We demonstrate that this model recapitulates major features of cardiac dysfunction in natural infection, including the presence of parasites in the cardiac interstitial spaces, alterations of cardiac biomarkers, and functional changes. This model represents a resource to support the understanding of cardiac complications of trypanosomiasis and the development of new therapies to prevent and treat cardiac involvement in African trypanosomiasis.