Hypersynchronous neuronal firing is a hallmark of epilepsy, but the mechanisms underlying simultaneous activation of multiple neurons remains unknown. Epileptic discharges are in part initiated by a local depolarization shift that drives groups of neurons into synchronous bursting. In an attempt to define the cellular basis for hypersynchronous bursting activity, we studied the occurrence of paroxysmal depolarization shifts after suppressing synaptic activity using tetrodotoxin (TTX) and voltage-gated Ca2+ channel blockers. Here we report that paroxysmal depolarization shifts can be initiated by release of glutamate from extrasynaptic sources or by photolysis of caged Ca2+ in astrocytes. Two-photon imaging of live exposed cortex showed that several antiepileptic agents, including valproate, gabapentin and phenytoin, reduced the ability of astrocytes to transmit Ca2+ signaling. Our results show an unanticipated key role for astrocytes in seizure activity. As such, these findings identify astrocytes as a proximal target for the treatment of epileptic disorders.

Forced expression of gap junction proteins, connexins, enables gap junction-deficient cell lines to propagate intercellular calcium waves. Here, we show that ATP secretion from the poorly coupled cell lines, C6 glioma, HeLa, and U373 glioblastoma, is potentiated 5- to 15-fold by connexin expression. ATP release required purinergic receptor-activated intracellular Ca 2+ mobilization and was inhibited by Cl − channel blockers. Calcium wave propagation also was reduced by purinergic receptor antagonists and by Cl − channel blockers but insensitive to gap junction inhibitors. These observations suggest that cell-to-cell signaling associated with connexin expression results from enhanced ATP release and not, as previously believed, from an increase in intercellular coupling.

Astrocytes are electrically nonexcitable cells that communicate by means of Ca 2+ signaling. Long-distance intercellular Ca 2+ waves are initiated by release of ATP and activation of purinergic receptors on nearby cells. Previous studies have implicated connexin 43 (Cx43) in ATP release, but definitive proof that ATP exits through Cx43 hemichannels does not exist. Here, through several alternative approaches, we show that ATP anions can permeate through Cx43 hemichannels. First, openings of Cx43 hemichannels were detected in both cell-attached and inside-out patch recordings in C6 cells expressing Cx43, but not in C6 cells expressing Cx43-eGFP (enhanced green fluorescent protein) or a C-terminus truncation mutant of Cx43. Second, Cx43 hemichannel openings were inhibited by three structurally different gap-junction channel blockers, but not by the P2X 7 blocker Brilliant blue G. Third, bioluminescence imaging of ATP combined with single-channel recording in the inside-out patch configuration showed that ATP efflux coincided with channel openings and was absent when the Cx43 hemichannel was closed. Fourth, ion replacement experiments confirmed that Cx43 hemichannels are permeable to ATP. In summary, these observations provide the first direct evidence for efflux of ATP through Cx43 hemichannels. Furthermore, a putative Cx43 hemichannel with characteristics identical to the Cx43 hemichannel in C6 cells was identified in the membrane of hippocampal astrocytes in acutely prepared slices.

Diabetic foot (DF) is among the most serious complications of type 2 diabetes. DF infection (DFI) is a key factor in the deterioration and development of DF, so controlling infection plays an important role in the treatment of the disease. Traditional Chinese medicine foot bath has been widely used in China as a complementary and alternative therapy to improve circulation and infection control of DF. However, the existing evidence shows that its efficacy and safety are still insufficient. We report a study protocol about a multicenter, double-blind, randomized, placebo controlled trial which aims to make well-designed clinical trials to evaluate the efficacy and safety of herbal medicine foot bath decoction (FBD) and explore the mechanism of external washing of Chinese herbs in DFI.This study is a multicenter, double-blind, randomized, placebo controlled clinical trial in which 60 eligible participants were randomly divided into an experimental group and control group at a 1:2 ratio. Both groups received the same basic treatment for DF disease, the experimental group used FBD and ordinary dressing changes, while half of the patients in the control group received placebo and ordinary dressings, and the other half received placebo and silver ion dressings. Patients in both groups will be evaluated weekly for efficacy during the intervention. The primary efficacy indicators include the types of wound pathogens, interleukin 6 and tumor necrosis factor α. Secondary efficacy indicators included blood glucose, blood lipids, wound area, lower extremity blood vessel diameter, blood flow speed, walking speed, walking distance, and traditional Chinese medicine syndrome scores. We will also conduct a safety evaluation of the drug at the end of the trial.This multicenter, double-blind, randomized, placebo clinical trial not only provides data on the efficacy and safety of FBD, but also provides a novel treatment strategy for clinicians and DF patients.

Abstract Although haemoglobin is a known carrier of oxygen in erythrocytes that functions to transport oxygen over a long range, its physiological roles outside erythrocytes are largely elusive 1,2 . Here we found that chondrocytes produced massive amounts of haemoglobin to form eosin-positive bodies in their cytoplasm. The haemoglobin body (Hedy) is a membraneless condensate characterized by phase separation. Production of haemoglobin in chondrocytes is controlled by hypoxia and is dependent on KLF1 rather than the HIF1/2α pathway. Deletion of haemoglobin in chondrocytes leads to Hedy loss along with severe hypoxia, enhanced glycolysis and extensive cell death in the centre of cartilaginous tissue, which is attributed to the loss of the Hedy-controlled oxygen supply under hypoxic conditions. These results demonstrate an extra-erythrocyte role of haemoglobin in chondrocytes, and uncover a heretofore unrecognized mechanism in which chondrocytes survive a hypoxic environment through Hedy.

Abstract The human vagina harbours diverse microorganisms—bacteria, viruses and fungi—with profound implications for women’s health. Genome-level analysis of the vaginal microbiome across multiple kingdoms remains limited. Here we utilize metagenomic sequencing data and fungal cultivation to establish the Vaginal Microbial Genome Collection (VMGC), comprising 33,804 microbial genomes spanning 786 prokaryotic species, 11 fungal species and 4,263 viral operational taxonomic units. Notably, over 25% of prokaryotic species and 85% of viral operational taxonomic units remain uncultured. This collection significantly enriches genomic diversity, especially for prevalent vaginal pathogens such as BVAB1 (an uncultured bacterial vaginosis-associated bacterium) and Amygdalobacter spp. (BVAB2 and related species). Leveraging VMGC, we characterize functional traits of prokaryotes, notably Saccharofermentanales (an underexplored yet prevalent order), along with prokaryotic and eukaryotic viruses, offering insights into their niche adaptation and potential roles in the vagina. VMGC serves as a valuable resource for studying vaginal microbiota and its impact on vaginal health.

Despite the success of therapies targeting oncogenes in cancer, clinical outcomes are limited by a residual disease that results in relapse. This residual disease is characterized by drug-induced adaptation, that in melanoma includes altered metabolism. Here, we examined how targeted therapy reprograms metabolism in BRAF-mutant melanoma cells using a genome-wide RNAi screen and global gene expression profiling. This systematic approach revealed post-transcriptional regulation of metabolism following BRAF inhibition, involving selective mRNA transport and translation. As proof of concept we demonstrate the RNA binding kinase UHMK1 interacts with mRNAs that encode metabolic proteins and selectively controls their transport and translation during adaptation to BRAF targeted therapy. Inactivation of UHMK1 improves metabolic response to BRAF targeted therapy and delays resistance to BRAF and MEK combination therapy in vivo . Our data support a model wherein post-transcriptional gene expression pathways regulate metabolic adaptation underpinning targeted therapy response and suggest inactivation of these pathways may delay disease relapse.