Abstract Background Glioblastoma (GBM) is the deadliest of all brain cancers in adults. The current standard-of-care is surgery followed by radiotherapy and temozolomide, leading to a median survival time of only 15 months. GBM are organized hierarchically with a small number of glioma-initiating cells, responsible for therapy resistance and tumor recurrence, suggesting that targeting glioma-initiating cells could improve treatment response. ONC201 is a first-in-class anti-tumor agent with clinical efficacy in some forms of high-grade gliomas. Here we test its efficacy against GBM in combination with radiation. Methods Using patient-derived GBM lines and mouse models of GBM we test the effects of radiation and ONC201 on GBM self - renewal in vitro and survival in vivo . A possible resistance mechanism is investigated using RNA-Sequencing. Results Treatment of GBM cells with ONC201 reduced self-renewal, clonogenicity and cell viability in vitro . ONC201 exhibited anti-tumor effects on radioresistant GBM cells indicated by reduced self-renewal in secondary and tertiary glioma spheres. Combined treatment with ONC201 and radiation prolonged survival in syngeneic and patient-derived orthotopic xenograft mouse models of GBM. Subsequent transcriptome analyses after combined treatment revealed shifts in gene expression signatures related to quiescent GBM populations, GBM plasticity, and GBM stem cells. Conclusions Our findings suggest that combined treatment with the DRD2/3 antagonist ONC201 and radiation improves the efficacy of radiation against GBM in vitro and in vivo through suppression of GICs without increasing toxicity in mouse models of GBM. A clinical assessment of this novel combination therapy against GBM is further warranted. Key points - Combined treatment of ONC201 and radiation exhibit anti-tumor effects on cells from primary and recurrent GBM - Combined treatment significantly prolongs survival in vivo - Combined treatment potentially targets the quiescent GBM cell population Importance of the Study The survival rates for patients with GBM are unacceptably low and novel treatment approaches are needed. This study provides evidence that a combination of radiation and the dopamine receptor antagonist ONC201 significantly prolongs survival in mouse models of glioma.

Abstract Glypicans influence signaling pathways by regulating morphogen trafficking and reception. However, the underlying mechanisms in vertebrates are poorly understood. In zebrafish, Glypican 4 (Gpc4) is required for convergence and extension (C&E) of both the mesoderm and endoderm. Here we show that transgenic expression of GFP-Gpc4 in the endoderm of gpc4 mutants rescues C&E defects in all germ layers. The rescue of mesoderm was likely mediated by Wnt5b and Wnt11f2, and depended on signaling filopodia rather than on cleavage of the Gpc4 GPI anchor. Gpc4 bound Wnt5b and regulated formation of the filopodia that transport Wnt5b to neighboring cells. Blocking signaling filopodia that extend from endodermal cells suppressed this rescue. Thus, endodermal signaling filopodia that expressed GFP-Gpc4 transported Wnt5b, and likely Wnt11f2, to other germ layers, rescuing the C&E defects caused by a gpc4 deficiency. Our study reveals a new mechanism that could explain in vivo morphogen distribution involving Gpc4.

Cytokine storm during respiratory viral infection is an indicator of disease severity and poor prognosis. Type 1 interferon (IFN-I) production and signaling has been reported to be causal in cytokine storm-associated pathology in several respiratory viral infections, however, the mechanisms by which IFN-I promotes disease pathogenesis remain poorly understood. Here, using Usp18-deficient, USP18 enzymatic-inactive and Isg15-deficient mouse models, we report that lack of deISGylation during persistent viral infection leads to severe immune pathology characterized by hematological disruptions, cytokine amplification, lung vascular leakage and death. This pathology requires T cells but not T cell-intrinsic deletion of Usp18. However, lack of Usp18 in myeloid cells mimicked the pathological manifestations observed in Usp18-/- or Usp18C61A mice which were dependent on Isg15. We further mechanistically demonstrate that interrupting the ISGylation/deISGylation circuit increases extracellular levels of ISG15 which is accompanied by inflammatory neutrophil accumulation to the lung. Importantly, neutrophil depletion reversed morbidity and mortality in Usp18C61A mice. In summary, we reveal that the enzymatic function of Usp18 is crucial for regulating extracellular release of ISG15. This is accompanied by altered neutrophil differentiation, cytokine amplification and mortality following persistent viral infection. Moreover, our results suggest that extracellular ISG15 may drive the inflammatory pathology observed and could be both a prospective predictor of disease outcome and a therapeutic target during severe respiratory viral infections.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.

Electrophilic compounds originating from nature or chemical synthesis have profound effects on immune cells. These compounds are thought to act by cysteine modification to alter the functions of immune-relevant proteins; however, our understanding of electrophile-sensitive cysteines in the human immune proteome remains limited. Here, we present a global map of cysteines in primary human T cells that are susceptible to covalent modification by electrophilic small molecules. More than 3000 covalently liganded cysteines were found on functionally and structurally diverse proteins, including many that play fundamental roles in immunology. We further show that electrophilic compounds can impair T cell activation by distinct mechanisms involving direct functional perturbation and/or ligand-induced degradation of proteins. Our findings reveal a rich content of ligandable cysteines in human T cells, underscoring the potential of electrophilic small molecules as a fertile source for chemical probes and ultimately therapeutics that modulate immunological processes and their associated disorders.

Background: Normal tissue toxicity to the CNS is an inevitable consequence of a successful radiotherapy of brain tumors or cancer metastases to the CNS. Cranial irradiation commonly leads to neurocognitive deficits that manifest months or years after treatment. Mechanistically, radiation-induced loss of neural stem/progenitor cells, neuro-inflammation and de-myelinization are contributing factors that lead to progressive cognitive decline. Methods: The effects of Compound #5 on irradiated murine neurospheres, microglia cells and patients-derived gliomaspheres were assessed in sphere-formation assays, flow cytometry and IL-6 ELISAs, Activation of the Hedgehog pathway was studied by qRT-PCR. The in vivo effects of Compound #5 were analyzed using flow cytometry, sphere-formation assays, immune-histochemistry, behavioral testing and an intracranial mouse model of glioblastoma. Results: We report that 1-[(4-Nitrophenyl)sulfonyl]-4-phenylpiperazine (Compound #5) mitigates radiation-induced normal tissue toxicity in the brains of mice. Compound #5 treatment significantly increased the number of neural stem/progenitor cells after brain irradiation in female animals, inhibited radiation-induced microglia activation and expression of the pro-inflammatory cytokine interleukin-6. Behavioral testing revealed that treatment with Compound #5 after radiotherapy successfully mitigates radiation-induced decline in motor, sensory and memory function of the brain. In mouse models of glioblastoma, Compound #5 showed no toxicity and did not interfere with the growth-delaying effects of radiation. Conclusions: We conclude that Compound #5 has the potential to mitigate cognitive decline in patients undergoing partial or whole brain irradiation without promoting tumor growth and that the use of this compound as a radiation mitigator of radiation late effects on the CNS warrants further investigation.

Proinflammatory conditions have long been associated with mammary carcinogenesis and breast cancer progression. The underlying mechanisms are incompletely understood but signaling of TNFα through its receptors TNFR1 and TNFR2 is a major mediator of inflammation in both, obesity and in the response of tissues to radiation, two known risk factors for the development of breast cancer. Using the MMTV-Wnt1 mouse model for spontaneous breast cancer and knockout mice for TNFR1 and TNFR2 we report that loss of a TNFR2 allele leads to ductal hyperplasia in the mammary gland with increased numbers of mammary epithelial stem cell and terminal endbuds. Furthermore, that loss of one TNFR2 allele increases the incidence of breast cancers in MMTV-Wnt1 mice and results in tumors with a more aggressive phenotype and metastatic potential. The underlying mechanisms include a preferential activation of canonical NF-κB signaling pathways and autocrine production of TNFα. Analysis of the TCGA dataset indicated inferior overall survival for patients with down-regulated TNFR2 expression. We conclude, that imbalances in TNFR signaling promote the development and progression of breast cancer, indicating that selective agonists of TNFR2 could potentially modulate the risk for breast cancer in high-risk populations.