The serine/threonine kinase Akt (also called protein kinase B) is well known as an important regulator of cell survival and growth and has also been shown to be required for cell migration in different organisms. However, the mechanism by which Akt functions to promote cell migration is not understood. Here, we identify an Akt substrate, designated Girdin/APE (Akt-phosphorylation enhancer), which is an actin binding protein. Girdin expresses ubiquitously and plays a crucial role in the formation of stress fibers and lamellipodia. Akt phosphorylates serine at position 1416 in Girdin, and phosphorylated Girdin accumulates at the leading edge of migrating cells. Cells expressing mutant Girdin, in which serine 1416 was replaced with alanine, formed abnormal elongated shapes and exhibited limited migration and lamellipodia formation. These findings suggest that Girdin is essential for the integrity of the actin cytoskeleton and cell migration and provide a direct link between Akt and cell motility.

Renal hypouricemia is an inherited and heterogeneous disorder characterized by increased urate clearance (Cua). The authors recently established that urate was reabsorbed via URAT1 on the tubular apical membrane and that mutations in SLC22A12 encoding URAT1 cause renal hypouricemia. This study was undertaken to elucidate and correlate clinical and genetic features of renal hypouricemia. The SLC22A12 gene was sequenced in 32 unrelated idiopathic renal hypouricemia patients, and the relationships of serum urate levels, and Cua/creatinine clearance (Ccr) to SLC22A12 genotype were examined. Uricosuric (probenecid and benzbromarone) and anti-uricosuric drug (pyrazinamide) loading tests were also performed in some patients. Three patients had exercise-induced acute renal failure (9.4%), and four patients had urolithiasis (12.5%). The authors identified eight new mutations and two previously reported mutations that result in loss of function. Thirty patients had SLC22A12 mutations; 24 homozygotes and compound heterozygotes, and 6 heterozygotes. Mutation G774A dominated SLC22A12 mutations (74.1% in 54 alleles). Serum urate levels were significantly lower and Cua/Ccr was significantly higher in heterozygotes compared with healthy subjects; these changes were even more significant in homozygotes and compound heterozygotes. These Cua/Ccr relations demonstrated a gene dosage effect that corresponds with the difference in serum urate levels. In contrast to healthy subjects, the Cua/Ccr of patients with homozygous and compound heterozygous SLC22A12 mutations was unaffected by pyrazinamide, benzbromarone, and probenecid. The findings indicate that SLC22A12 was responsible for most renal hypouricemia and that URAT1 is the primary reabsorptive urate transporter, targeted by pyrazinamide, benzbromarone, and probenecid in vivo . E-mail: ichida@jikei.ac.jp

Ovarian cancer (OvCa), a lethal gynecological malignancy, disseminates to the peritoneum. Mesothelial cells (MCs) act as barriers in the abdominal cavity, preventing the adhesion of cancer cells. However, in patients with OvCa, they are transformed into cancer-associated mesothelial cells (CAMs) via mesenchymal transition and form a favorable microenvironment for tumors to promote metastasis. However, attempts for restoring CAMs to their original state have been limited. Here, we investigated whether inhibition of mesenchymal transition and restoration of MCs by vitamin D suppressed the OvCa dissemination in vitro and in vivo. The effect of vitamin D on the mutual association of MCs and OvCa cells was evaluated using in vitro coculture models and in vivo using a xenograft model. Vitamin D restored the CAMs, and thrombospondin-1 (component of the extracellular matrix that is clinically associated with poor prognosis and is highly expressed in peritoneally metastasized OvCa) was found to promote OvCa cell adhesion and proliferation. Mechanistically, TGF-β1 secreted from OvCa cells enhanced thrombospondin-1 expression in CAMs via Smad-dependent TGF-β signaling. Vitamin D inhibited mesenchymal transition in MCs and suppressed thrombospondin-1 expression via vitamin D receptor/Smad3 competition, contributing to the marked reduction in peritoneal dissemination in vivo. Importantly, vitamin D restored CAMs from a stabilized mesenchymal state to the epithelial state and normalized thrombospondin-1 expression in preclinical models that mimic cancerous peritonitis in vivo. MCs are key players in OvCa dissemination and peritoneal restoration and normalization of thrombospondin-1 expression by vitamin D may be a novel strategy for preventing OvCa dissemination.

Abstract Previous therapeutic attempts to deplete cancer-associated fibroblasts (CAFs) or inhibit their proliferation in pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) were not successful in mice or patients. Thus, CAFs may be tumor suppressive or heterogeneous, with distinct cancer-restraining and -promoting CAFs (rCAFs and pCAFs, respectively). Here, we show that induced expression of the glycosylphosphatidylinositol-anchored protein Meflin, a rCAF-specific marker, in CAFs by genetic and pharmacological approaches improved the chemosensitivity of mouse PDAC. A chemical library screen identified Am80, a synthetic, non-natural retinoid, as a reagent that effectively induced Meflin expression in CAFs. Am80 administration improved the sensitivity of PDAC to chemotherapeutics, accompanied by increases in tumor vessel area and intratumoral drug delivery. Mechanistically, Meflin was involved in the suppression of tissue stiffening by interacting with lysyl oxidase to inhibit its collagen crosslinking activity. These data suggested that modulation of CAF heterogeneity may represent a strategy for PDAC treatment.

1 Abstract Analyzing colocalization of single cells with heterogeneous molecular phenotypes is essential for understanding cell-cell interactions, cellular responses to external stimuli, and their biological functions in diseases and tissues. However, high-throughput methods for identifying spatial proximity at single-cell resolution are practically unavailable. Here, we introduce DeepCOLOR, a computational framework based on a deep generative model that recovers inter-cellular colocalization networks with single cell resolution by the integration of single cell and spatial transcriptomes. It segregates cell populations defined by the colocalization relationships and predicts cell-cell interactions between colocalized single cells. DeepCOLOR could identify plausible cell-cell interaction candidates in mouse brain tissues, human squamous cell carcinoma samples, and human lung tissues infected with SARS-CoV-2 by reconstructing spatial colocalization maps at single-cell resolution. DeepCOLOR is typically applicable to studying cell-cell interactions in any spatial niche. Our newly developed computational framework could help uncover molecular pathways across single cells connected with colocalization networks.

Abstract Background The proliferation of cancer-associated fibroblasts (CAFs) hampers drug delivery and anti-tumor immunity, inducing tumor resistance to immune checkpoint blockade (ICB) therapy. However, it has remained a challenge to develop therapeutics that specifically target or modulate CAFs. Methods We investigated the involvement of Meflin + cancer-restraining CAFs (rCAFs) in ICB efficacy in patients with clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) and urothelial carcinoma (UC). We examined the effects of Am80 (a synthetic retinoid) administration on CAF phenotype, the tumor immune microenvironment, and ICB efficacy in cancer mouse models. Results High infiltration of Meflin + CAFs correlated with ICB efficacy in patients with ccRCC and UC. Meflin + CAF induction by Am80 administration improved ICB efficacy in the mouse models of cancer. Am80 exerted this effect when administered prior to, but not concomitant with, ICB therapy in wild-type but not Meflin-deficient mice. Am80-mediated induction of Meflin + CAFs was associated with increases in antibody delivery and M1-like tumor-associated macrophage (TAM) infiltration. Finally, we showed the role of Chemerin produced from CAFs after Am80 administration in the induction of M1-like TAMs. Conclusion Our data suggested that Am80 administration prior to ICB therapy increases the number of Meflin + rCAFs and ICB efficacy by inducing changes in TAM phenotype.

Abstract Bone morphogenetic protein (BMP) signaling is required for early forebrain development and cortical formation. How the endogenous modulators of BMP signaling regulate the structural and functional maturation of the developing brain remains unclear. Here we show that expression of the BMP antagonist, Grem1 , marks a neuroprogenitor that gives rise to layer V and VI glutamatergic neurons in the embryonic mouse brain. Lineage tracing of Grem1 -expressing cells in the embryonic brain was examined by administration of tamoxifen to pregnant Grem1creERT Rosa26LSLTdtomato mice at 13.5 days post coitum (dpc), followed by collection of embryos later in gestation. In addition, at 14.5 dpc, bulk mRNA seq analysis of differentially expressed transcripts between FACS sorted Grem1 positive and negative cells was performed. We also generated Emx1-cre mediated Grem1 conditional knockout mice ( Emx1-Cre;Grem1 flox/flox ) in which the Grem1 gene was deleted specifically in the dorsal telencephalon. Grem1 Emx1cKO animals had reduced cortical thickness, especially layers V and VI and impaired motor balance and fear sensitivity compared to littermate controls. This study has revealed new roles for Grem1 in the structural and functional maturation of the developing cortex. Summary statement The BMP antagonist, Grem1 , marks neuroprogenitors that give rise to deep layer glutamatergic neurons in the embryonic mouse brain. Grem1 conditional knockout mice display cortical and behavioural abnormalities.