Background: Treatment of lupus nephritis (LN) remains challenging. Objective: To assess the efficacy and safety of a multitarget therapy consisting of tacrolimus, mycophenolate mofetil, and steroid compared with intravenous cyclophosphamide and steroid as induction therapy for LN. Design: 24-week randomized, open-label, multicenter study. (ClinicalTrials.gov: NCT00876616) Setting: 26 renal centers in China. Patients: Adults (aged 18 to 65 years) with biopsy-proven LN. Intervention: Tacrolimus, 4 mg/d, and mycophenolate mofetil, 1.0 g/d, versus intravenous cyclophosphamide with a starting dose of 0.75 (adjusted to 0.5 to 1.0) g/m2 of body surface area every 4 weeks for 6 months. Both groups received 3 days of pulse methylprednisolone followed by a tapering course of oral prednisone therapy. Measurements: The primary end point was complete remission at 24 weeks. Secondary end points included overall response (complete and partial remission), time to overall response, and adverse events. Results: After 24 weeks of therapy, more patients in the multitarget group (45.9%) than in the intravenous cyclophosphamide group (25.6%) showed complete remission (difference, 20.3 percentage points [95% CI, 10.0 to 30.6 percentage points]; P < 0.001). The overall response incidence was higher in the multitarget group than in the intravenous cyclophosphamide group (83.5% vs. 63.0%; difference, 20.4 percentage points [CI, 10.3 to 30.6 percentage points]; P < 0.001), and the median time to overall response was shorter in the multitarget group (difference, −4.1 weeks [CI, −7.9 to −2.1 weeks]). Incidence of adverse events did not differ between the multitarget and intravenous cyclophosphamide groups (50.3% [91 of 181] vs. 52.5% [95 of 181]). Limitation: The study was limited to 24 weeks of follow-up. Conclusion: Multitarget therapy provides superior efficacy compared with intravenous cyclophosphamide as induction therapy for LN. Primary Funding Source: National Basic Research Program of China, National Key Technology R&D Program.

Chronic non-healing wounds represent one of the most common complications of diabetes and need advanced treatment strategies. Exosomes are key mediators of cell paracrine action and can be directly utilized as therapeutic agents for tissue repair and regeneration. Here, we explored the effects of exosomes from human urine-derived stem cells (USC-Exos) on diabetic wound healing and the underlying mechanism. Methods: USCs were characterized by flow cytometry and multipotent differentiation potential analyses. USC-Exos were isolated from the conditioned media of USCs and identified by transmission electron microscopy and flow cytometry. A series of functional assays in vitro were performed to assess the effects of USC-Exos on the activities of wound healing-related cells. Protein profiles in USC-Exos and USCs were examined to screen the candidate molecules that mediate USC-Exos function. The effects of USC-Exos on wound healing in streptozotocin-induced diabetic mice were tested by measuring wound closure rates, histological and immunofluorescence analyses. Meanwhile, the role of the candidate protein in USC-Exos-induced regulation of angiogenic activities of endothelial cells and diabetic wound healing was assessed. Results: USCs were positive for CD29, CD44, CD73 and CD90, but negative for CD34 and CD45. USCs were able to differentiate into osteoblasts, adipocytes and chondrocytes. USC-Exos exhibited a cup- or sphere-shaped morphology with a mean diameter of 51.57 ± 2.93 nm and positive for CD63 and TSG101. USC-Exos could augment the functional properties of wound healing-related cells including the angiogenic activities of endothelial cells. USC-Exos were enriched in the proteins that are involved in regulation of wound healing-related biological processes. Particularly, a pro-angiogenic protein called deleted in malignant brain tumors 1 (DMBT1) was highly expressed in USC-Exos. Further functional assays showed that DMBT1 protein was required for USC-Exos-induced promotion of angiogenic responses of cultured endothelial cells, as well as angiogenesis and wound healing in diabetic mice. Conclusion: Our findings suggest that USC-Exos may represent a promising strategy for diabetic soft tissue wound healing by promoting angiogenesis via transferring DMBT1 protein.

In elderly people particularly in postmenopausal women, inadequate bone formation by osteoblasts originating from bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) for compensation of bone resorption by osteoclasts is a major reason for osteoporosis. Enhancing osteoblastic differentiation of BMSCs is a feasible therapeutic strategy for osteoporosis. Here, bone marrow stromal cell (ST)-derived exosomes (STExos) are found to remarkably enhance osteoblastic differentiation of BMSCs in vitro. However, intravenous injection of STExos is inefficient in ameliorating osteoporotic phenotypes in an ovariectomy (OVX)-induced postmenopausal osteoporosis mouse model, which may be because STExos are predominantly accumulated in the liver and lungs, but not in bone. Hereby, the STExo surface is conjugated with a BMSC-specific aptamer, which delivers STExos into BMSCs within bone marrow. Intravenous injection of the STExo-Aptamer complex enhances bone mass in OVX mice and accelerates bone healing in a femur fracture mouse model. These results demonstrate the efficiency of BMSC-specific aptamer-functionalized STExos in targeting bone to promote bone regeneration, providing a novel promising approach for the treatment of osteoporosis and fracture.

Abstract Investigation of cell-to-cell variability holds critical physiological and clinical implications. Thus, numerous new techniques have been developed for studying cell-to-cell variability, and these single-cell techniques can also be used to investigate rare cells. Moreover, for studying protein-protein interactions (PPIs) in single cells, several techniques have been developed based on the principle of the single-molecule pulldown (SiMPull) assay. However, the applicability of these single-cell SiMPull (sc-SiMPull) techniques is limited because of their high technical barrier and special requirements for target cells and molecules. Here, we report a highly innovative nanobead-based approach for sc-SiMPull that is based on our recently developed microbead-based, improved version of SiMPull for cell populations. In our sc-SiMPull method, single cells are captured in microwells and lysed in situ, after which commercially available, pre-surface-functionalized magnetic nanobeads are placed in the microwells to specifically capture proteins of interest together with their binding partners from cell extracts; subsequently, the PPIs are examined under a microscope at the single-molecule level. Relative to previously published methods, nanobead-based sc-SiMPull is considerably faster, easier to use, more reproducible, and more versatile for distinct cell types and protein molecules, and yet provides similar sensitivity and signal-to-background ratio. These crucial features should enable universal application of our method to the study of PPIs in single cells. Statement of Significance Heterogeneity between single cells holds critical physiological and clinical implications. Characterization of protein-protein interactions (PPIs) and identification of the interacting partners of a specific protein are critical for elucidating the function and regulation of the protein. However, the applicability of the currently available techniques for studying PPIs in single cells is limited by their high technical barrier and special requirements for cell/proteins types. Our single-cell single-molecule pulldown (sc-SiMPull) assay in this study is not only substantially simpler and faster than existing sc-SiMPull methods, but also considerably more widely applicable—to all cell types and to both soluble and transmembrane proteins. These two crucial features should enable universal application of our method to the study of PPIs in single cells.

Mitochondrial homeostasis plays a crucial role in the pathogenesis of osteoarthritis (OA), a chronic musculoskeletal disorder characterized by articular cartilage degeneration and chondrocyte apoptosis. However, molecular mechanisms underlying the association between mitophagy and OA remain unclear. Here, we aimed to investigate the role of the autophagy receptor protein optineurin (OPTN) in OA, and explore the effects of dietary intervention on OA symptoms and its relationship with OPTN-mediated mitophagy. Our findings showed the downregulation of OPTN in patients with OA. Using an Optn-knockout mouse model, we demonstrated that OPTN deficiency leads to impaired mitophagy, resulting in the accumulation of damaged mitochondria, increased production of reactive oxygen species, and chondrocyte apoptosis. Furthermore, fasting prevented OA progression by activating OPTN-mediated mitophagy and maintaining mitochondrial homeostasis in mice. The present study revealed a novel mechanism by which OPTN-mediated mitophagy influences chondrocytes and the OA phenotype in Optn-knockout mice, suggesting that OPTN-mediated mitophagy plays a crucial role in OA development and progression. This study provides new insights into the pathogenesis of OA and offers a potential avenue for the development of novel drugs targeting OPTN to mitigate OA progression. OPTN-mediated mitophagy plays a key role in OA progression. OPTN deficiency leads to mitochondrial damage and chondrocyte apoptosis, while fasting alleviates OA by activating OPTN-mediated mitophagy, offering a potential therapeutic target for OA

Abstract The etiology of epilepsy remains undefined in two-thirds of patients. Here, we identified a de novo mutation of ATP1A2 (c.2426 T>G, p.Leu809Arg), which encodes the α2 subunit of Na + /K + -ATPase, from a family with idiopathic epilepsy. This mutation caused seizures in the study patients. We generated the point mutation mouse model Atp1a2 L809R , which recapitulated the epilepsy observed in the study patients. In Atp1a2 L809R/WT mice, convulsions were observed and cognitive and memory function was impaired. This mutation affected the potassium binding function of the protein, disabling its ion transport ability, thereby increasing the frequency of nerve impulses. Our work revealed that ATP1A2 L809R mutations cause a predisposition to epilepsy. Moreover, we first provide a point mutation mouse model for epilepsy research and drug screening.