The goal of the Complex Trait Consortium is to promote the development of resources that can be used to understand, treat and ultimately prevent pervasive human diseases. Existing and proposed mouse resources that are optimized to study the actions of isolated genetic loci on a fixed background are less effective for studying intact polygenic networks and interactions among genes, environments, pathogens and other factors. The Collaborative Cross will provide a common reference panel specifically designed for the integrative analysis of complex systems and will change the way we approach human health and disease.

We analyzed aging parameters using a mechanistic target of rapamycin (mTOR) hypomorphic mouse model. Mice with two hypomorphic (mTOR(Δ/Δ)) alleles are viable but express mTOR at approximately 25% of wild-type levels. These animals demonstrate reduced mTORC1 and mTORC2 activity and exhibit an approximately 20% increase in median survival. While mTOR(Δ/Δ) mice are smaller than wild-type mice, these animals do not demonstrate any alterations in normalized food intake, glucose homeostasis, or metabolic rate. Consistent with their increased lifespan, mTOR(Δ/Δ) mice exhibited a reduction in a number of aging tissue biomarkers. Functional assessment suggested that, as mTOR(Δ/Δ) mice age, they exhibit a marked functional preservation in many, but not all, organ systems. Thus, in a mammalian model, while reducing mTOR expression markedly increases overall lifespan, it affects the age-dependent decline in tissue and organ function in a segmental fashion.

Current concepts regarding the biology of aging are primarily based on studies aimed at identifying factors regulating lifespan. However, lifespan as a sole proxy measure for aging can be of limited value because it may be restricted by specific pathologies. Here, we employ large-scale phenotyping to analyze hundreds of markers in aging male C57BL/6J mice. For each phenotype, we establish lifetime profiles to determine when age-dependent change is first detectable relative to the young adult baseline. We examine key lifespan regulators (putative anti-aging interventions; PAAIs) for a possible countering of aging. Importantly, unlike most previous studies, we include in our study design young treated groups of animals, subjected to PAAIs prior to the onset of detectable age-dependent phenotypic change. Many PAAI effects influence phenotypes long before the onset of detectable age-dependent change, but, importantly, do not alter the rate of phenotypic change. Hence, these PAAIs have limited effects on aging.

Abstract Purpose SCLC is a recalcitrant malignancy with limited treatment options. BET inhibitors have shown promising preclinical activity in SCLC, but their broad sensitivity spectrum limits their clinical prospects in this malignancy. Drug combination could be a solution. Experimental design We performed high-throughput drug combination screens in SCLC cell lines to identify potential therapeutics synergizing with BET inhibitors. Validation was performed in SCLC cell lines and patient-derived xenograft models. Genome-wide RNA sequencing of xenograft tumors was performed to determine the mechanism underlying the synergy of the drug combination. Results Inhibitors of the PI-3K-AKT-mTOR pathway were the top candidates from the screens. Among the therapeutics targeting this pathway, mTOR inhibitors showed the highest degree of synergy with BET inhibitors in vitro . Furthermore, the combination of these two classes of drugs showed superior antitumor efficacy and tolerability in vivo . Using both in vitro and in vivo SCLC models, we demonstrate that BET inhibitors activate the intrinsic apoptotic cascade, and mTOR inhibitors further enhance these apoptotic effects. Mechanistically, BET inhibitors activate the TSC2-mTOR-p70S6K1 signaling cascade by upregulating RSK3, an upstream kinase of TSC2. Activation of p70S6K1 leads to BAD phosphorylation and cell survival. mTOR inhibition blocks this survival signaling cascade and potentiates the antitumor effects of BET inhibitors. Conclusions Our results demonstrate that RSK3 upregulation is a novel resistance mechanism of BET inhibitors in SCLC, and mTOR inhibition can overcome this resistance and enhance apoptosis. These findings provide a rationale to evaluate the combination of mTOR and BET inhibitors in patients with SCLC.

Summary Current concepts regarding the biology of aging are based on studies aimed at identifying factors regulating natural lifespan. However, lifespan as a sole proxy measure for aging can be of limited value because it may be restricted by specific sets of pathologies, rather than by general physiological decline. Here, we employed large-scale phenotyping to analyze hundreds of phenotypes and thousands of molecular markers across tissues and organ systems in a single study of aging male C57BL/6J mice. For each phenotype, we established lifetime profiles to determine when age-dependent phenotypic change is first detectable relative to the young adult baseline. We examined central genetic and environmental lifespan regulators (putative anti-aging interventions, PAAIs; the following PAAIs were examined: mTOR loss-of-function, loss-of-function in growth hormone signaling, dietary restriction) for a possible countering of the signs and symptoms of aging. Importantly, in our study design, we included young treated groups of animals, subjected to PAAIs prior to the onset of detectable age-dependent phenotypic change. In parallel to our studies in mice, we assessed genetic variants for their effects on age-sensitive phenotypes in humans. We observed that, surprisingly, many PAAI effects influenced phenotypes long before the onset of detectable age-dependent changes, rather than altering the rate at which these phenotypes developed with age. Accordingly, this subset of PAAI effects does not reflect a targeting of age-dependent phenotypic change. Overall, our findings suggest that comprehensive phenotyping, including the controls built in our study, is critical for the investigation of PAAIs as it facilitates the proper interpretation of the mechanistic mode by which PAAIs influence biological aging. Highlights Phenotyping at scale defines lifetime trajectories of age-dependent changes in C57BL/6J mice Central genetic and environmental lifespan regulators (putative anti-aging interventions; PAAIs) influence age-sensitive phenotypes (ASPs) often long before the appearance of age-dependent changes in these ASPs Corresponding genetic variants in humans also have age-independent effects Many PAAI effects shift the baseline of ASPs rather than slowing their rate of change

ABSTRACT Transfer RNA (tRNA) modifications are crucial for protein synthesis, but their position-specific physiological roles remain poorly understood. Here we investigate the impact of N4-acetylcytidine (ac 4 C), a highly conserved tRNA modification, using a Thumpd1 knockout mouse model. We find that loss of Thumpd1-dependent tRNA acetylation leads to reduced levels of tRNA Leu , increased ribosome stalling, and activation of eIF2α phosphorylation. Thumpd1 knockout mice exhibit growth defects and sterility. Remarkably, concurrent knockout of Thumpd1 and the stress-sensing kinase Gcn2 causes penetrant postnatal lethality, indicating a critical genetic interaction. Our findings demonstrate that a modification restricted to a single position within type II cytosolic tRNAs can regulate ribosome-mediated stress signaling in mammalian organisms, with implications for our understanding of translation control as well as therapeutic interventions.