Macrophage-derived foam cell formation is a hallmark of atherosclerosis and is retained during plaque formation. Strategies to inhibit the accumulation of these cells hold promise as viable options for treating atherosclerosis. Plexin D1 (PLXND1), a member of the Plexin family, has elevated expression in atherosclerotic plaques and correlates with cell migration; however, its role in macrophages remains unclear. We hypothesize that the guidance receptor PLXND1 negatively regulating macrophage mobility to promote the progression of atherosclerosis. We utilized a mouse model of atherosclerosis based on a high-fat diet and an ox-LDL- induced foam cell model to assess PLXND1 levels and their impact on cell migration. Through western blotting, Transwell assays, and immunofluorescence staining, we explored the potential mechanism by which PLXND1 mediates foam cell motility in atherosclerosis. Our study identifies a critical role for PLXND1 in atherosclerosis plaques and in a low-migration capacity foam cell model induced by ox-LDL. In the aortic sinus plaques of ApoE-/- mice, immunofluorescence staining revealed significant upregulation of PLXND1 and Sema3E, with colocalization in macrophages. In macrophages treated with ox-LDL, increased expression of PLXND1 led to reduced pseudopodia formation and decreased migratory capacity. PLXND1 is involved in regulating macrophage migration by modulating the phosphorylation levels of FAK/Paxillin and downstream CDC42/PAK. Additionally, FAK inhibitors counteract the ox-LDL-induced migration suppression by modulating the phosphorylation states of FAK, Paxillin and their downstream effectors CDC42 and PAK. Our findings indicate that PLXND1 plays a role in regulating macrophage migration by modulating the phosphorylation levels of FAK/Paxillin and downstream CDC42/PAK to promoting atherosclerosis.

ABSTRACT Senescent cells accumulate in tissues with organismal age and contribute causally to multiple chronic diseases. In vivo senescent cell phenotypes are heterogeneous because cellular context and stressors vary by cell type and tissue. Due to the variability of senescence programs, there is no universal method to identify senescent cells and even widely used markers, such as CDKN2A , are not ubiquitous. Therefore, we interrogated the Tabula Muris Senis mouse single-cell aging atlas and an array of single-cell datasets from human donors that spanned many ages to find cell-specific signatures of cellular senescence. We derived 75 mouse and 65 human senescence signatures from individual cell populations. CDKN2A and other markers of senescence were overrepresented in these signatures but there were many novel senescence genes present at higher rates. Within individual cell populations, we observed multiple programs of senescence with distinct temporal and transcriptional characteristics. We packaged the signatures along with a single-cell scoring method into an open-source package: SenePy. SenePy signatures better recapitulate cellular senescence than available methods when tested on multiple in vivo RNA-seq datasets and a p16 ink4a reporter single-cell dataset. We used SenePy to map the kinetics of senescent cell accumulation across 97 cell types from humans and mice. SenePy also generalizes to disease-associate senescence and we used it to identify an increased burden of senescent cells in COVID-19 and myocardial infarction. This work provides a significant advancement towards our ability to identify and characterize in vivo cellular senescence.

The relationship between periodontitis and cardiovascular disease (CVD) has been extensively studied, but the role of biological aging in this relationship remains poorly understood. This study is dedicated to investigating the effect of periodontitis on the incidence of CVD and to elucidating the potential mediating role of biological aging. Furthermore, this study will seek to elucidate the causal association between periodontitis, CVD, and biological aging. We included 3269 participants from the National Health and Nutrition Examination Survey (2009–2014) with diagnostic information on periodontitis and composite CVD events. Biological aging was evaluated by utilizing both the Klemera–Doubal method's calculated biological age (KDMAge) and phenotypic age (PhenoAge). Logistic regression, restricted cubic spline (RCS) analysis, and subgroup analysis were used for data analysis. Mediation analysis was employed to explore the mediating role of biological aging. Subsequently, Mendelian randomization (MR) analyses were performed using genome-wide association study databases to explore potential causal relationships between periodontitis, CVD, and biological aging. Periodontitis was associated with a higher risk of CVD. Participants with periodontitis were found to have increased levels of biological aging, and elevated levels of biological aging were associated with increased CVD risk. Mediation analyses showed a partial mediating effect of biological aging (PhenoAge: 44.6%; KDMAge: 22.9%) between periodontitis and CVD risk. MR analysis showed that periodontitis played a causal role in increasing the risk of small vessel stroke, while myocardial infarction was found to increase the risk of periodontitis. In addition, reverse MR analysis showed that phenotypic aging can increase the risk of periodontitis, and there is a two-way causal relationship between CVD and biological aging. Periodontitis is associated with an increased CVD risk, partially mediated by biological aging, with a complex causal interrelationship. Targeted interventions for periodontal health may slow the biological aging processes and reduce CVD risk.

Previously study showed that SMOC, a matricellular protein, inhibits BMP signaling downstream of its receptor via activation of mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling. In our study, exome sequencing revealed a missense mutation (c.1076T>G, p.Leu359Arg) in EC domain of SMOC2 in a Chinese family with multiple epiphyseal disease (MED). The pathogenicity of this SMOC2 variant was verified by Smoc2L359R/L359R knock-in mice. Of note, decreasing phosphorylation of SMAD1/5/9 was detected in growth plates and primary chondrocytes from Smoc2L359R/L359R mice. Furthermore, binding affinity of mutant SMOC2 with collagen IX and HSPG in the extracellular matrix of cartilage were reduced while binding affinity with BMPRIB was intact. In addition, in contrast to previously results, that SMOC2 cannot antagonize BMP activity in the presence of a constitutively activated BMP receptor. These results support that SMOC2 with p.Leu359Arg variant act as an antagonist of canonical BMP pathway by competitively binding with BMP receptors.

The cervical uncinate process is a unique structure of the cervical spine that undergoes significant changes in its morphological characteristics with age, and these changes may be related to osteoporosis. This study aimed to observe the distribution of cancellous bone in the cervical uncinate process and its morphological features using micro-computed tomography (Micro-CT) to gain a deeper understanding of the morphological characteristics of the uncinate microstructure. We performed Micro-CT scans on 31 sets of C3-C7 vertebrae, a total of 155 intact bone samples, and subsequently used the measurement software with the Micro-CT system to obtain parameters related to the cancellous bone of the uncinate process. We found that the cancellous bone of the uncinate process was predominantly longitudinally cross-aligned and continuous with the cancellous bone within the vertebral body. Comparisons between the left and right sides of each parameter showed significant differences only in the bone surface area, and the peaks of each parameter were primarily concentrated in C4-C6. In this study, we found that the C5 uncinate process is the site of most significant stress in the cervical vertebrae, which leads to the earliest occurrence of osteoporosis, and this study provides experimental, theoretical bases for the prevention of cervical spondylosis and osteoporosis, and the diagnosis and treatment of related diseases.