Abstract Cerebral cavernous malformations (CCMs) are common neurovascular lesions caused by loss-of-function mutations in one of three genes, including KRIT1 (CCM1), CCM2 , and PDCD10 (CCM3), and generally regarded as an endothelial cell-autonomous disease. Here we report that proliferative astrocytes play a critical role in CCM pathogenesis by serving as a major source of VEGF during CCM lesion formation. An increase in astrocyte VEGF synthesis is driven by endothelial nitric oxide (NO) generated as a consequence of KLF2 and KLF4-dependent elevation of eNOS in CCM endothelium. The increased brain endothelial production of NO stabilizes HIF-1α in astrocytes, resulting in increased VEGF production and expression of a “hypoxic” program under normoxic conditions. We show that the upregulation of cyclooxygenase-2 (COX-2), a direct HIF-1α target gene and a known component of the hypoxic program, contributes to the development of CCM lesions because the administration of a COX-2 inhibitor significantly prevents progression of CCM lesions. Thus, non-cell-autonomous crosstalk between CCM endothelium and astrocytes propels vascular lesion development, and components of the hypoxic program represent potential therapeutic targets for CCMs.

Mosaic inactivation of CCM2 in humans causes cerebral cavernous malformations (CCMs) containing adjacent dilated blood-filled multi-cavernous lesions. We used CRISPR-Cas9 mutagenesis to induce mosaic inactivation of zebrafish ccm2 resulting in a novel lethal multi-cavernous lesion in the embryonic caudal venous plexus (CVP) caused by obstruction of blood flow by intraluminal pillars. These pillars mimic those that mediate intussusceptive angiogenesis; however, in contrast to the normal process, the pillars failed to fuse to split the pre-existing vessel in two. Abortive intussusceptive angiogenesis stemmed from mosaic inactivation of ccm2 leading to patchy klf2a over-expression and resultant aberrant flow signaling. Surviving adult fish manifested histologically-typical hemorrhagic CCM. Formation of mammalian CCM requires the flow-regulated transcription factor KLF2; fish CCM and the embryonic CVP lesion failed to form in klf2a null fish indicating a common pathogenesis with the mammalian lesion. These studies describe a zebrafish CCM model and establish a mechanism that can explain the formation of characteristic multi-cavernous lesions.

Cerebral cavernous malformations (CCMs) are ectatic capillary-venous malformations that develop in approximately 0.5% of the population. Patients with CCMs may develop headaches, focal neurologic deficits, seizures, and hemorrhages. While symptomatic CCMs, depending upon the anatomic location, can be surgically removed, there is currently no pharmaceutical therapy to treat CCMs. Several mouse models have been developed to better understand CCM pathogenesis and test therapeutics. The most common mouse models induce a large CCM burden that is anatomically restricted to the cerebellum and contributes to lethality in the early days of life. These inducible models thus have a relatively short period for drug administration. We developed an inducible CCM3 mouse model that develops CCMs after weaning and provides a longer period for potential therapeutic intervention. Using this new model, three recently proposed CCM therapies - fasudil, tempol, vitamin D3, and a combination of the three drugs failed to substantially reduce CCM formation when treatment was administered for five weeks, from postnatal day 21 (P21) to P56. We next restricted Ccm3 deletion to the brain vasculature and provided greater time (121 days) for CCMs to develop chronic hemorrhage, recapitulating the human lesions. We also developed the first model of acute CCM hemorrhage by injecting mice harboring CCMs with lipopolysaccharide. These efficient models will enable future drug studies to more precisely target clinically relevant features of CCM disease: CCM formation, chronic hemorrhage, and acute hemorrhage.

Introduction Lung cancer is the leading cause of cancer-related deaths worldwide, with non-small cell lung cancer (NSCLC) being the most common type. More than half of patients require radiotherapy throughout their treatment. Palliative radiotherapy (PRT) is an important tool for symptom control and quality of life improvement in advanced NSCLC patients. However, the benefits of PRT must be balanced against possible disadvantages, especially in end-of-life (EOL) care. This study aims to describe the profile of PRT-treated deceased NSCLC patients, quantify the proportion of PRT recipients in the last 30 days of life and identify short-term survival prognostic factors in this group. Materials and methods This retrospective analysis was performed at two radiotherapy facilities within the Kent Oncology Centre, UK, for two years, running from January 1, 2022, to January 1, 2024. Data were collected from 857 deceased NSCLC patients who received PRT. Demographics, cancer diagnosis, histology, tumour, node, metastasis (TNM) staging, radiotherapy details, recent treatments, performance status (PS) and comorbidities were analysed. Patients have been stratified as long-term survivors (more than 30 days after PRT initiation, LTS group) along with short-term survivors (STS) (died within 30 days, STS group). Descriptive statistics, chi-squared tests, t-tests and multivariable logistic regression have been used in the data analysis. Results Out of 857 patients, 148 (17.3%) died within 30 days of PRT initiation. PS was considerably worse (p = 0.027), Adult Comorbidity Evaluation 27 (ACE-27) scores were higher (p = 0.018), and metastatic disease was more prevalent (60.1% vs. 47.5%, p = 0.02) in STS group patients. Fewer patients in the STS group completed their treatment compared to the LTS group (63.5% vs. 82.8%, p < 0.001). The STS group also received lower mean radiation dose (17.7 Gy vs. 19.6 Gy, p = 0.022) and fewer fractions (4.4 vs. 5.2, p = 0.019). The most common RT regimen in both cohorts was 20 Gy in five fractions, used in 55.4% of STS and 49.8% of LTS patients, with no significant difference in single fraction RT use between groups (33.1% in STS vs. 36.8% in LTS, p = 0.401). Multivariate logistic regression identified significant predictors of 30-day mortality: poorer PS (adjusted OR: 1.981, 95% CI: 1.33-3.12, p = 0.001), metastatic disease (adjusted OR: 2.02, 95% CI: 1.246-3.571, p = 0.002), incomplete PRT (adjusted OR: 0.337, 95% CI: 0.21-0.514, p < 0.001) and no recent chemotherapy (adjusted OR: 0.542, 95% CI: 0.342-0.941, p = 0.044). Conclusion This study demonstrated that compared with previous reports, a higher proportion of NSCLC patients who received PRT died within 30 days of treatment initiation, and low treatment adherence rates highlight challenges in EOL settings. Identification of poor PS and metastatic disease as predictors of short-term mortality would help inform PRT decision-making. The underutilisation of single-fraction radiotherapy and the link between recent chemotherapy and lower 30-day mortality warrant further study. These results highlight the need for better prognostic tools and more selective use of PRT, including increased consideration of single-fraction radiotherapy, in NSCLC patients approaching end of life and emphasise the importance of balancing benefit against treatment burden in this vulnerable population.