Cell-to-cell propagation of α-synuclein (α-syn) aggregates is thought to contribute to the pathogenesis of Parkinson's disease (PD) and underlie the spread of α-syn neuropathology. Increased pro-inflammatory cytokine levels and activated microglia are present in PD and activated microglia can promote α-syn aggregation. However, it is unclear how microglia influence α-syn cell-to-cell transfer. We developed a clinically relevant mouse model to monitor α-syn prion-like propagation between cells; we transplanted wild-type mouse embryonic midbrain neurons into a mouse striatum overexpressing human α-syn (huα-syn) following adeno-associated viral injection into the substantia nigra. In this system, we depleted or activated microglial cells and determined the effects on the transfer of huα-syn from host nigrostriatal neurons into the implanted dopaminergic neurons, using the presence of huα-syn within the grafted cells as a readout. First, we compared α-syn cell-to-cell transfer between host mice with a normal number of microglia to mice in which we had pharmacologically ablated 80% of the microglia from the grafted striatum. With fewer host microglia, we observed increased accumulation of huα-syn in grafted dopaminergic neurons. Second, we assessed the transfer of α-syn into grafted neurons in the context of microglia activated by one of two stimuli, lipopolysaccharide (LPS) or interleukin-4 (IL-4). LPS exposure led to a strong activation of microglial cells (as determined by microglia morphology, cytokine production and an upregulation in genes involved in the inflammatory response in the LPS-injected mice by RNA sequencing analysis). LPS-injected mice had significantly higher amounts of huα-syn in grafted neurons. In contrast, injection of IL-4 did not change the proportion of grafted dopamine neurons that contained huα-syn relative to controls. As expected, RNA sequencing analysis on striatal tissue revealed differential gene expression between LPS and IL-4-injected mice; with the genes upregulated in tissue from mice injected with LPS including several of those involved in an inflammatory response. The absence or the hyperstimulation of microglia affected α-syn transfer in the brain. Our results suggest that under resting, non-inflammatory conditions, microglia modulate the transfer of α-syn. Pharmacological regulation of neuroinflammation could represent a future avenue for limiting the spread of PD neuropathology.

SUMMARY The tumor suppressor NF1 is a critical driver of sporadic breast cancer and NF-related breast cancers. We utilized distinct Nf1 -deficient immunocompetent rat models to investigate Nf1 function in mammary development and homeostasis. Here we demonstrate that Nf1 deficiency dramatically accelerates mammary morphogenesis, alters TEB cell organization, and proliferation. Notably, we observed a shift in luminal-basal epithelial lineage commitment within Nf1 -deficient lines with early tumor onset. In addition, we detected subpopulations of hybrid EMT cells (Ecad + /CK14 + ) within the invasive edge and stroma of Nf1 -deficient tumors. Nf1 deficiency restricted luminal progenitor potential and resulted in gene expression changes associated with decreased cell adhesion and increased EMT signatures. Together our findings support a model in which Nf1 loss of function results in lineage plasticity throughout mammary morphogenesis and promotes EMT-mediated invasion. This study reveals a previously unknown role for the tumor suppressor neurofibromin in mammary homeostasis and phenotypic plasticity during breast cancer progression.

ABSTRACT BACKGROUND Neurofibromin, coded by the NF1 tumor suppressor gene, is the main negative regulator of the RAS pathway and is frequently mutated in various cancers. Women with Neurofibromatosis Type I (NF1) – a tumor predisposition syndrome caused by a germline NF1 mutation – have an increased risk of developing aggressive breast cancer with poorer prognosis. The mechanism by which NF1 mutations lead to breast cancer tumorigenesis is not well understood. Therefore, the objective of this work was to identify stromal alterations before tumor formation that result in the increased risk and poorer outcome seen among NF1 patients with breast cancer. METHODS To accurately model the germline monoallelic NF1 mutations in NF1 patients, we utilized an Nf1- deficient rat model with accelerated mammary development before presenting with highly penetrant breast cancer. RESULTS We identified increased collagen content in Nf1 -deficient rat mammary glands before tumor formation that correlated with age of tumor onset. Additionally, gene expression analysis revealed that Nf1 -deficient mature adipocytes in the rat mammary gland have increased collagen expression and shifted to a fibroblast and preadipocyte expression profile. This alteration in lineage commitment was also observed with in vitro differentiation, however, flow cytometry analysis did not show a change in mammary adipose-derived mesenchymal stem cell abundance. CONCLUSION Collectively, these studies uncovered the previously undescribed role of Nf1 in mammary collagen deposition and regulating adipocyte differentiation. In addition to unraveling the mechanism of tumor formation, further investigation of adipocytes and collagen modifications in preneoplastic mammary glands will create a foundation for developing early detection strategies of breast cancer among NF1 patients. GRAPHICAL ABSTRACT

Glucose is essential for T cell proliferation and function, yet its specific metabolic roles in vivo remain poorly defined. Here, we identify glycosphingolipid (GSL) biosynthesis as a key pathway fueled by glucose that enables CD8 + T cell expansion and cytotoxic function in vivo . Using 13 C-based stable isotope tracing, we demonstrate that CD8 + effector T cells use glucose to synthesize uridine diphosphate-glucose (UDP-Glc), a precursor for glycogen, glycan, and GSL biosynthesis. Inhibiting GSL production—by targeting the enzymes UDP-Glc pyrophosphorylase 2 (UGP2) or UDP-Glc ceramide glucosyltransferase (UGCG)—impairs CD8 + T cell expansion and cytolytic activity without affecting glucose-dependent energy production. Mechanistically, we show that glucose-dependent GSL biosynthesis is required for plasma membrane lipid raft integrity and aggregation following TCR stimulation. Moreover, UGCG-deficient CD8 + T cells display reduced granzyme expression and tumor control in vivo . Together, our data establish GSL biosynthesis as a critical metabolic fate of glucose—independent of energy production—required for CD8 + T cell responses in vivo .