Under current guidelines, intravenous thrombolysis is used to treat acute stroke only if it can be ascertained that the time since the onset of symptoms was less than 4.5 hours. We sought to determine whether patients with stroke with an unknown time of onset and features suggesting recent cerebral infarction on magnetic resonance imaging (MRI) would benefit from thrombolysis with the use of intravenous alteplase.

Abstract DDX RNA helicases promote RNA processing but DDX3X is also known to activate casein kinase 1 ε (CK1ε). Here we show that not only is protein kinase stimulation a latent property of other DDX proteins towards CK1ε, but that this extends to casein kinase 2 (CK2α2) as well. CK2α2 enzymatic activity is stimulated by a variety of DDX proteins and we identify DDX1/24/41/54 as physiological activators required for full kinase activity in vitro and in Xenopus embryos. Mutational analysis of DDX3X reveals that CK1 and CK2 kinase stimulation engages its RNA binding-but not catalytic motifs. Mathematical modelling of enzyme kinetics and stopped-flow spectroscopy converge that DDX proteins function as nucleotide exchange factor towards CK2α2 that reduce unproductive reaction intermediates and substrate inhibition. Our study reveals protein kinase stimulation by nucleotide exchange as a new principle in kinase regulation and an evolved function of DDX proteins.

Blood-brain-barrier (BBB) dysfunction is a hallmark of aging-related disorders, including cerebral small vessel disease and Alzheimer’s disease. An emerging biomarker of BBB dysfunction is time of exchange (Tex) of water across the BBB as measured by multi-echo arterial spin labeling MRI. We evaluated Tex across the age spectrum in 40 adults from two cohorts of healthy controls, and demonstrated that Tex is higher in gray than in white matter, higher in females than in males, and that Tex decreases with age. These findings suggest that BBB permeability changes over the lifespan can be investigated using arterial spin labeling approaches.

The pivotal task of the immune system is to distinguish between self and foreign antigens. The kinetic proofreading model (KPR) proposes that T cells discriminate self from foreign ligands by the different ligand binding half-lives to the T cell receptor (TCR). It is challenging to test KPR as the available experimental systems fall short of only altering the binding half-lives and keeping other parameters of the ligand-TCR interaction unchanged. We engineered an optogenetic system using the plant photoreceptor phytochrome B to selectively control the dynamics of ligand binding to the TCR by light. Combining experiments with mathematical modeling we find that the ligand-TCR interaction half-life is the decisive factor for activating downstream TCR signaling, substantiating the KPR hypothesis.

Arterial spin labeling (ASL) has undergone significant development since its inception, with a focus on improving standardization and reproducibility of its acquisition and quantification. In a community-wide effort towards robust and reproducible clinical ASL image processing, we developed the software package ExploreASL, allowing standardized analyses across centers and scanners. The procedures used in ExploreASL capitalize on published image processing advancements and address the challenges of multi-center datasets with scanner-specific processing and artifact reduction to limit patient exclusion. ExploreASL is self-contained, written in MATLAB and based on Statistical Parameter Mapping (SPM) and runs on multiple operating systems. The toolbox adheres to previously defined international standards for data structure, provenance, and best analysis practice. ExploreASL was iteratively refined and tested in the analysis of >10,000 ASL scans using different pulse-sequences in a variety of clinical populations, resulting in four processing modules: Import, Structural, ASL, and Population that perform tasks, respectively, for data curation, structural and ASL image processing and quality control, and finally preparing the results for statistical analyses on both single-subject and group level. We illustrate ExploreASL processing results from three cohorts: perinatally HIV-infected children, healthy adults, and elderly at risk for neurodegenerative disease. We show the reproducibility for each cohort when processed at different centers with different operating systems and MATLAB versions, and its effects on the quantification of gray matter cerebral blood flow. ExploreASL facilitates the standardization of image processing and quality control, allowing the pooling of cohorts to increase statistical power and discover between-group perfusion differences. Ultimately, this workflow may advance ASL for wider adoption in clinical studies, trials, and practice.