Abstract Spermatozoa harbour a complex and environment-sensitive pool of small non-coding RNAs (sncRNAs) 1 , which influences offspring development and adult phenotypes 1–7 . Whether spermatozoa in the epididymis are directly susceptible to environmental cues is not fully understood 8 . Here we used two distinct paradigms of preconception acute high-fat diet to dissect epididymal versus testicular contributions to the sperm sncRNA pool and offspring health. We show that epididymal spermatozoa, but not developing germ cells, are sensitive to the environment and identify mitochondrial tRNAs (mt-tRNAs) and their fragments (mt-tsRNAs) as sperm-borne factors. In humans, mt-tsRNAs in spermatozoa correlate with body mass index, and paternal overweight at conception doubles offspring obesity risk and compromises metabolic health. Sperm sncRNA sequencing of mice mutant for genes involved in mitochondrial function, and metabolic phenotyping of their wild-type offspring, suggest that the upregulation of mt-tsRNAs is downstream of mitochondrial dysfunction. Single-embryo transcriptomics of genetically hybrid two-cell embryos demonstrated sperm-to-oocyte transfer of mt-tRNAs at fertilization and suggested their involvement in the control of early-embryo transcription. Our study supports the importance of paternal health at conception for offspring metabolism, shows that mt-tRNAs are diet-induced and sperm-borne and demonstrates, in a physiological setting, father-to-offspring transfer of sperm mitochondrial RNAs at fertilization.

Abstract T-cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL) is an aggressive immature T-cell cancer. Hotspot mutations in JAK-STAT pathway members IL7R , JAK1 and JAK3 were analyzed in depth. However, the role of STAT5A or STAT5B mutations promoting their hyperactivation is poorly understood in the context of T-cell cancer initiation and acute leukemia progression. Importantly, the driver mutation STAT5B N642H encodes the most frequent activating STAT5 variant in T-ALL associated with poor prognosis. Here, we show that hyperactive STAT5 promotes early T-cell progenitor (ETP)-ALL-like cancer in mice and upregulated genes involved in T-cell receptor signaling (TCR), even in absence of surface TCR promoting. Importantly, these genes were also overexpressed in human T-ALL and other STAT5-dependent T-cell cancers. Moreover, human T-ALL cells were sensitive to pharmacologic inhibition by dual STAT3/5 degraders or ZAP70 tyrosine kinase blockers. Thus, we define STAT5 target genes in T-ALL that promote pre-TCR signaling mimicry. We propose therapeutic targeting using selective ZAP70 or STAT3/5 inhibitors in a subgroup of T-ALL patients with prominent IL-7R-JAK1/3-STAT5 activity. Significance We provide detailed functional characterizations of hyperactive STAT5A or STAT5B in thymic T-cell development and transformation. We found that hyperactive STAT5 transcribes T-cell-specific kinases or pre-TCR signaling hubs to promote T-ALL. Biomolecular and next-generation-sequencing methods, transgenesis and pharmacologic interference revealed that hyperactive STAT5 is a key oncogenic driver that can be targeted in T-ALL using STAT3/5 or SYK family member tyrosine kinase inhibitors. Conflict of interest The authors declare no potential conflicts of interest.

Abstract The transcription factors STAT3, STAT5A, and STAT5B steer hematopoiesis and immunity, but their enhanced expression and activation promote acute myeloid leukemia (AML) or natural killer/T cell lymphoma (NKCL). Current therapeutic strategies focus on blocking upstream tyrosine kinases to inhibit STAT3/5, but these kinase blockers are not selective against STAT3/5 activation and frequent resistance causes relapse, emphasizing the need for targeted drugs. We evaluated the efficacy of JPX‐0700 and JPX‐0750 as dual STAT3/5 binding inhibitors promoting protein degradation. JPX‐0700/−0750 decreased the mRNA and protein levels of STAT3/5 targets involved in cancer survival, metabolism, and cell cycle progression, exhibiting nanomolar to low micromolar efficacy. They induced cell death and growth arrest in both AML/NKCL cell lines and primary AML patient blasts. We found that both AML/NKCL cells hijack STAT3/5 signaling through either upstream activating mutations in kinases, activating mutations in STAT3, mutational loss of negative STAT regulators, or genetic gains in anti‐apoptotic, pro‐proliferative, or epigenetic‐modifying STAT3/5 targets. This emphasizes a vicious cycle for proliferation and survival through STAT3/5. Both JPX‐0700/−0750 treatment reduced leukemic cell growth in human AML or NKCL xenograft mouse models significantly, being well tolerated by mice. Synergistic cell death was induced upon combinatorial use with approved chemotherapeutics in AML/NKCL cells.

Abstract The oncogenic transcription factors STAT3, STAT5A and STAT5B are essential to steer hematopoiesis and immunity, but their enhanced expression and activation drives the development or progression of blood cancers. Current therapeutic strategies focus on blocking upstream tyrosine kinases, but frequently occurring resistance often leads to disease relapse, emphasizing the need for more targeted therapies. Here we evaluate JPX-0700 and JPX-0750, which are STAT3/5-specific covalent cysteine binders that lead to growth arrest of acute myeloid leukemia (AML) and natural killer/T cell lymphoma (NKCL) cell lines in vitro and in vivo , as well as reduce cell viability of primary AML blasts ex vivo . Our non-PROTAC small molecular weight degraders selectively reduce STAT3/5 activation and total protein levels, as well as downstream target oncogene expression, exhibiting nanomolar to low micromolar efficacy. We found that both AML and NKCL cells hijack STAT3/5 signaling through either upstream activating mutations in tyrosine kinases, activating gain-of-function mutations in STAT3, mutational loss of negative STAT regulators, or genetic gains in anti-apoptotic, pro-proliferative or epigenetic-modifying STAT3/5 targets. Moreover, we have shown synergistic inhibitory action of JPX-0700 and JPX-0750 upon combinatorial use with approved chemotherapeutics (doxorubicin, daunorubicin, cytarabine), epigenetic enzyme blocker vorinostat, tyrosine kinase inhibitor cabozantinib or BCL-2 inhibitor venetoclax. Importantly, JPX-0700 or JPX-0750 treatment reduced leukemic cell growth in human AML/NKCL xenograft mouse models without adverse side effects. These potent small molecule degraders of STAT3/5 could propel further clinical development for use in AML and NKCL patients.