Abstract Background The incidence of bronchopulmonary dysplasia (BPD), a chronic lung disease of newborns, has been paradoxically rising despite medical advances. Histone deacetylase 3 (HDAC3) has been reported to be a crucial regulator in alveologenesis. Hence, this study aims to investigate the mechanism of HDAC3 in the pulmonary angiogenesis and alveolarization of BPD. Methods A hyperoxia-induced mouse model of BPD was constructed. The mean liner intercept (MLI) and alveolar volume were measured to evaluate the alveolarization in BPD mice. Immunofluorescence assay was performed to detect the microvessel density (MVD) of lung tissues. Next, the expression of HDAC3 and its enrichment in the promoter region of microRNA (miR)-17-92 cluster, as well as the enrichment of p65 in the placental growth factor (Pgf) promoter region were detected by Western blot analysis and chromatin immunoprecipitation (ChIP) assay. The effect of HDAC3 and p65 on the activity of miR-17-92 promoter and Pgf promoter were examined by dual-luciferase reporter gene assay, respectively. Finally, the role of HDAC3 in angiogenesis and alveolarization through miR-17 regulated EZH1-p65-Pgf axis was validated in BPD mouse models. Results HDAC3 was involved in the regulation of alveolarization and angiogenesis in BPD. Results demonstrated that the expression of the miR-17-92 cluster in BPD was regulated by HDAC3. miR-17 was related to the regulatory role of HDAC3 in regulating EZH1 expression and in lung fibroblasts of BPD. Besides, results showed that EZH1 could promote Pgf expression by recruiting p65 to regulate BPD. HDAC3 regulated the expression of EZH1 through miR-17 to promote the recruitment of p65 in the Pgf promoter region, thus enhancing the transcription and expression of Pgf. HDAC3 was demonstrated to regulate Pgf through the miR-17-EZH1-p65 axis to mediate angiogenesis and alveolarization of BPD mice. Conclusion Altogether, the present study revealed that HDAC3 could regulate the EZH1-p65-Pgf axis through miR-17 in the miR-17-92 cluster in the pulmonary angiogenesis and alveolarization of BPD mice.

Escherichia coli can induce a group of stress-response proteins, including carbon starvation-induced lipoprotein (Slp), which is an outer membrane lipoprotein expressed in response to stressful environments. In this paper, slp null mutant E. coli were constructed by insertion of the group II intron, and then the growth sensitivity of the slp mutant strain was measured under 0.6% (vol/vol) hydrogen peroxide. The changes in resistance to hydrogen peroxide stress were investigated by detecting antioxidant activity and gene expression in the slp mutant strain. The results showed that deletion of the slp gene increased the sensitivity of E. coli under 0.6% (vol/vol) hydrogen peroxide oxidative stress. Analysis of the unique mapping rates from the transcriptome libraries revealed that four of thirteen remarkably up/down-regulated genes in E. coli were involved in antioxidant enzymes after mutation of the slp gene. Mutation of the slp gene caused a significant increase in catalase activity, which contributed to an increase in glutathione peroxidase activity. The katG gene was activated by the OxyR regulator, which was activated directly by 0.6% (vol/vol) hydrogen peroxide, and HPI encoded by katG was induced against oxidative stress. Therefore, the carbon starvation-induced lipoprotein Slp regulates the expression of antioxidant enzymes and the transcriptional activator OxyR in response to the hydrogen peroxide environment, ensuring that cells are protected from hydrogen peroxide oxidative stress at the level of enzyme activity and gene expression.

Physiological and ecological mechanisms that define treelines are still debated. It is suggested that the absence of trees above the treeline is caused by the low temperature that limits growth. Thus, we raise the hypothesis that there is a critical minimum temperature (CTmin) preventing xylogenesis at treeline. We tested this hypothesis by examining weekly xylogenesis across three and four growing seasons in two natural Smith fir (Abies georgei var. smithii) treeline sites on the south-eastern Tibetan Plateau. Despite differences in the timing of cell differentiation among years, minimum air temperature was the dominant climatic variable associated with xylem growth; the critical minimum temperature (CTmin) for the onset and end of xylogenesis occurred at 0.7±0.4 °C. A process-based-modeled chronology of tree-ring formation using this CTmin was consistent with actual tree-ring data. This extremely low CTmin permits Smith fir growing at treeline to complete annual xylem production and maturation and provides both support and a mechanism for treeline formation.

Abstract Cell polarity and correct mitotic spindle positioning are essential for the maintenance of a proper prostate epithelial architecture, and disruption of the two biological features occurs at early stages in prostate tumorigenesis. However, whether and how these two epithelial attributes are connected in vivo is largely unknown. We herein report that conditional genetic deletion of E-cadherin, a key component of adherens junctions, in a mouse model results in loss of prostate luminal cell polarity and randomization of spindle orientations. Critically, E-cadherin ablation causes prostatic hyperplasia which progresses to invasive adenocarcinoma. Mechanistically, E-cadherin and the spindle positioning determinant LGN interacts with the PDZ domain of cell polarity protein SCRIB and form a ternary protein complex to bridge cell polarity and cell division orientation. These findings provide a novel mechanism by which E-cadherin acts an anchor to maintain prostate epithelial integrity and to prevent carcinogenesis in vivo.

ABSTRACT Chikungunya virus (CHIKV), a mosquito-borne Alphavirus , is the etiological agent of chikungunya fever. To investigate the prevalence and genetic characteristics of CHIKV in China, we performed a molecular epidemiological study during the 2014–2019 period. Phylogenetic analysis of CHIKV in the 2014-2019 shows that it is currently clustered geographically, which means that CHIKV’s local adaptability is gradually strengthening. Focusing on CHIKV adaptive mutation E1-A226V is not obvious in our study. The CHIKV E1 amino acid non-synonymous mutation results revealed the common mutation site M343I. Most mutation sites belong to the American epidemic strains, and the mutation rate is 2.8%. In 31 sequences, 19 non-synonymous mutations were found in CHIKV E1 (total mutation rate 20/499 = 4%), and 37 non-synonymous mutations in CHIKV E2 (total mutation rate 30/425 = 7%). It is worth noting that the mutation of CHIKV E2 has changed more than that of CHIKV E1 between 2014 and 2019. CHIKV E2 screened out common mutation sites, and the results showed that there are five common mutation sites, namely S119G, L182M, G206D, S300N, and A345T. Eighty-three percent of the CHIKV E2 receptor binding domain mutations in the American strains, namely T3I and N6H, may cause immune escape. We constructed a new luciferase immunosorbent assay using CHIKV E2 antigen and mutant E2 antigen to test the serum of the CHIKV infected patients, and the detected samples and dilution ratios were different. The T3I, N6H, S119G, L182M, G206D, S300N, and A345T mutations in CHIKV E2 could explain these differences between patients. IMPORTANCE CHIKV originated in Africa more than 500 years ago, with a common lineage dividing into two distinct branches called West Africa (West African, WA) and East/Central/South Africa (East/Central/South African, ECSA). Moreover, the E1-A226V mutation enhanced the replication and transmission capacity of CHIKV in Aedes albopictus . However, it should be noted that E1-A226V does not explain the CHIKV epidemic that has occurred in the Americas in recent years. We analyzed CHIKV samples in the 2014-2019, and the results showed that the mutation of CHIKV E1 protein occurred was not mainly concentrated in E1-A226V, but concentrated in M343I. This also means that CHIKV constantly mutates in the natural environment and is formed under natural conditions. Analysis of the common mutation sites of CHIKV E2 showed that there were seven common mutation sites S119G/L182M/ G206D /S300N/A345T, and the new mutation of CHIKV E2 may affect serological antibody detection.

Abstract Background & Aims Macrophage inducible C-type lectin (Mincle) is expressed on Kupffer cells and senses ethanol-induced danger signals released from dying hepatocytes and promotes IL-1β production. However, it remains unclear what and how ethanol-induced Mincle ligands activate downstream signaling events to mediate IL-1β release and contribute to alcohol-associated liver disease (ALD). In this study, we investigated the association of circulating β-glucosylceramide (β-GluCer), an endogenous Mincle ligand, with severity of ALD and examined the mechanism by which β-GluCer engages Mincle on Kupffer cells to release IL-1β in the absence of cell death and exacerbates ALD. Approach and Results Concentrations of β-GluCer were increased in serum of patients with severe AH and correlated with disease severity. Challenge of Kupffer cells with LPS and β-GluCer induced formation of a Mincle and Gsdmd -dependent secretory complex containing chaperoned full-length GSDMD (Hsp90-CDC37-NEDD4) with polyubiquitinated pro-IL-1β and components of the Casp8-NLRP3 inflammasome loaded as cargo in small extracellular vesicles (sEV). Gao-binge ethanol exposure to wild-type, but not Mincle -/- and Gsdmd -/- , mice increased release of IL-1β containing sEVs from liver explant cultures. Myeloid-specific deletion of Gsdmd similarly decreased the formation of sEVs by liver explant cultures and protected mice from ethanol-induced liver injury. sEVs collected from ethanol-fed wild-type, but not Gsdmd -/- , mice promoted injury of cultured hepatocytes and, when injected into wild-type mice, aggravated Gao-binge ethanol-induced liver injury. Conclusion β-GluCer functions as a DAMP activating Mincle-dependent GSDMD-mediated formation and release of IL-1β-containing sEVs, which in turn exacerbate hepatocyte cell death and contribute to the pathogenesis of ALD.

Lung disease causes significant morbidity and mortality, and is exacerbated by environmental injury, e.g. through lipopolysaccharide (LPS) or ozone (O3). Toll-like receptors (TLRs) orchestrate immune responses to injury by recognizing pathogen- or danger-associated molecular patterns. TLR4, the prototypic receptor for LPS, also mediates inflammation after O3, triggered by endogenous hyaluronan. Regulation of TLR4 signaling is incompletely understood. TLR5, the flagellin receptor, is expressed in alveolar macrophages, and regulates immune responses to environmental injury. Using in vivo animal models of TLR4-mediated inflammations (LPS, O3, hyaluronan), we show that TLR5 impacts the in vivo response to LPS, hyaluronan and O3. We demonstrate that immune cells of human carriers of a dominant negative TLR5 allele have decreased inflammatory response to O3 exposure ex vivo and LPS exposure in vitro. Using primary murine macrophages, we find that TLR5 physically associates with TLR4 and biases TLR4 signaling towards the MyD88 pathway. Our results suggest an updated paradigm for TLR4/TLR5 signaling.

In recent years, the roles of microRNAs (miRNAs) in pulmonary diseases have been widely studied and researched. However, the molecular mechanism by which miR-214 affects bronchopulmonary dysplasia (BPD) remains elusive and merits further exploration. Hence, this study aims to clarify the function of miR-214 in pulmonary angiogenesis and alveolarization in preterm infants with BPD. BPD neonatal rat model was induced by hyperoxia, and pulmonary epithelial cells were isolated from rats and exposed to hyperoxia. Gain- or loss-of-function experiments were performed in BPD neonatal rats and hyperoxic pulmonary epithelial cells. MiR-214 and PlGF expression in BPD neonatal rats, and eNOS, Bcl-2, c-myc, Survivin, α-SMA and E-cadherin expression in hyperoxic pulmonary epithelial cells were detected using RT-qPCR and western blot analysis. The interaction between PlGF and miR-214 was identified using dual luciferase reporter gene assay and RIP assay. ELISA was adopted to assess IL-1β, TNF-a, IL-6, ICAM-1 and Flt-1 expression in rats. Decreased miR-214 expression and elevated PlGF expression were evident in the lung tissues of neonatal rats with BPD. PlGF was a target of miR-214, and miR-214 downregulated PlGF to inactivate the STAT3 signaling pathway. miR-214 overexpression or PlGF silencing decreased apoptosis of hyperoxic pulmonary epithelial cells and declined pulmonary angiogenesis and alveolarization in BPD neonatal rats. Collectively, miR-214 can protects against pulmonary angiogenesis and alveolarization in preterm infants with BPD by suppressing PlGF and blocking STAT3 signaling pathway.

The basal cell compartment in many epithelial tissues such as the prostate, bladder, and mammary gland are generally believed to serve as an important pool of stem cells. However, basal cells are heterogenous and the stem cell subpopulation within basal cells is not well elucidated. Here we uncover that the core epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) inducer Zeb is exclusively expressed in a prostate basal cell subpopulation based on both immunocytochemical and cell lineage tracing analysis. The Zeb1+ prostate epithelial cells are multipotent prostate basal stem cells (PBSCs) that can self-renew and generate functional prostatic glandular structures with all three epithelial cell types at the single-cell level. Genetic ablation studies reveal an indispensable role for Zeb1 in prostate basal cell development. Utilizing unbiased single cell transcriptomic analysis of over 9000 mouse prostate basal cells, we find that Zeb1+ basal cell subset shares gene expression signatures with both epithelial and mesenchymal cells and stands out uniquely among all the basal cell clusters. Moreover, Zeb1+ epithelial cells can be detected in mouse and clinical samples of prostate tumors. Identification of the PBSC and its transcriptome profile is crucial to advance our understanding of prostate development and tumorigenesis. Key words: prostate basal stem cells, Zeb1, lineage tracing, single-cell RNA sequencing, Wnt signaling pathway, prostate cancer, tumor initiating cell,

ABSTRACT Sclerotinia sclerotiorum causes substantial damage to the growth of Brassica napus (rapeseed) and makes a significant loss of crop yield. The plant innate immune system may be the primary solution to defense against S. sclerotiorum for rapeseed. Here, we identify that BnWRKY33, a transcription factor in the innate immune pathway, can be rapidly phosphorylated and activated by the MAPK cascade after rapeseed is infected with S. sclerotiorum . In the MAPK cascade, activated BnaA03.MKK4 phosphorylates and activates BnaA06.MPK3 and BnaC03.MPK3. The activated BnMPK3 acts on the substrate BnWRKY33 to enhance its transcriptional activity and trigger a transcriptional burst of BnWRKY33 , which helps plants effectively resist the pathogenic fungi by enhancing the expression of phytoalexin synthesis-related genes. With constant infection, BnaA03.WRKY28 and BnaA09.VQ12 are induced, and BnaA03.WRKY28 physically interacts with BnaA09.VQ12 to form a protein complex. BnaA03.WRKY28 preferentially binds to the promoter of BnWRKY33 with the help of BnaA09.VQ12. Compared with activated BnWRKY33, BnaA03.WRKY28 has a lower transcriptional activity on downstream BnWRKY33 , which leads to weaker resistance against S. sclerotiorum for rapeseed in the later stage of infection. Furthermore, the induced BnaA03.WRKY28 may promote axillary bud activity and axillary meristem initiation by regulating the expression of branching-related genes (such as BnBRC1 ), thus promoting the formation of branches in the leaf axils. One-sentence summary Under constant infection by Sclerotinia sclerotiorum , BnaA03.WRKY28 interacts with BnaA09.VQ12 and takes precedence over phosphorylated BnWRKY33 to bind to the BnWRKY33 promoter, thereby weakening resistance but promoting branching.