Delivery and toxicity are critical issues facing nanomedicine research. Currently, there is limited understanding and connection between the physicochemical properties of a nanomaterial and its interactions with a physiological system. As a result, it remains unclear how to optimally synthesize and chemically modify nanomaterials for in vivo applications. It has been suggested that the physicochemical properties of a nanomaterial after synthesis, known as its "synthetic identity", are not what a cell encounters in vivo. Adsorption of blood components and interactions with phagocytes can modify the size, aggregation state, and interfacial composition of a nanomaterial, giving it a distinct "biological identity". Here, we investigate the role of size and surface chemistry in mediating serum protein adsorption to gold nanoparticles and their subsequent uptake by macrophages. Using label-free liquid chromatography tandem mass spectrometry, we find that over 70 different serum proteins are heterogeneously adsorbed to the surface of gold nanoparticles. The relative density of each of these adsorbed proteins depends on nanoparticle size and poly(ethylene glycol) grafting density. Variations in serum protein adsorption correlate with differences in the mechanism and efficiency of nanoparticle uptake by a macrophage cell line. Macrophages contribute to the poor efficiency of nanomaterial delivery into diseased tissues, redistribution of nanomaterials within the body, and potential toxicity. This study establishes principles for the rational design of clinically useful nanomaterials.

Using quantitative models to predict the biological interactions of nanoparticles will accelerate the translation of nanotechnology. Here, we characterized the serum protein corona 'fingerprint' formed around a library of 105 surface-modified gold nanoparticles. Applying a bioinformatics-inspired approach, we developed a multivariate model that uses the protein corona fingerprint to predict cell association 50% more accurately than a model that uses parameters describing nanoparticle size, aggregation state, and surface charge. Our model implicates a set of hyaluronan-binding proteins as mediators of nanoparticle–cell interactions. This study establishes a framework for developing a comprehensive database of protein corona fingerprints and biological responses for multiple nanoparticle types. Such a database can be used to develop quantitative relationships that predict the biological responses to nanoparticles and will aid in uncovering the fundamental mechanisms of nano–bio interactions.

Age-related mandibular osteoporosis frequently causes loose teeth, difficulty eating, and disfiguration in elders. Bmi1−/− mice displaying accelerated skeletal aging represent a useful model for testing interventions against premature jaw bone loss. As an anti-aging agent, metformin may ameliorate molecular dysfunction driving osteoporosis pathogenesis. We explored the mechanisms of mandibular osteopenia in Bmi1−/− mice and prevention by metformin treatment. Three mouse groups were utilized: wild-type controls, untreated Bmi1−/−, and Bmi1−/− receiving 1 g/kg metformin diet. Mandibular bone phenotype was assessed by X-ray, micro-CT, histology, and immunohistochemistry. AMPK-mTOR pathway analysis, senescence markers, osteoblast and osteoclast gene expression were evaluated in jaw tissue. Osteoclast differentiation capacity and associated signaling molecules were examined in cultured Bmi1−/− bone marrow mononuclear cells ± metformin. Bmi1 loss reduced mandible bone density concomitant with decreased AMPK activity, increased mTOR signaling and cellular senescence in jaw tissue versus wild-type controls. This was accompanied by impaired osteoblast function and upregulated osteoclastogenesis markers. Metformin administration normalized AMPK-mTOR balance, oxidative stress and senescence signaling to significantly improve mandibular bone architecture in Bmi1−/− mice. In culture, metformin attenuated excessive osteoclast differentiation from Bmi1−/− marrow precursors by correcting dysregulated AMPK-mTOR-p53 pathway activity and suppressing novel pro-osteoclastogenic factor Stfa1. Our study newly demonstrates metformin prevents accelerated jaw bone loss in a premature aging murine model by rectifying molecular dysfunction in cellular energy sensors, redox state, senescence and osteoclastogenesis pathways. Targeting such age-associated mechanisms contributing to osteoporosis pathogenesis may help maintain oral health and aesthetics in the growing elderly population. The pronounced mandibular osteopenia exhibited in Bmi1−/− mice represents an accelerated model of jaw bone deterioration observed during human aging. Our finding that metformin preserves mandibular bone integrity in this progeroid model has important clinical implications. As an inexpensive oral medication already widely used to manage diabetes, metformin holds translational promise for mitigating age-related osteoporosis. The mandible is essential for chewing, swallowing, speech and facial structure, but progressively loses bone mass and strength with advancing age, significantly impacting seniors' nutrition, physical function and self-image. Our results suggest metformin's ability to rectify cellular energy imbalance, oxidative stress and osteoclast overactivity may help maintain jaw bone health into old age. Further research is still needed given metformin's multifaceted biology and bone regulation by diverse pathways. However, this preclinical study provides a strong rationale for clinical trials specifically examining mandibular outcomes in elderly subjects receiving standard metformin treatment for diabetes or prediabetes. Determining if metformin supplementation can prevent or delay oral disability and disfigurement from senescent jaw bone loss in the growing aged population represents an important public health priority. In summary, our mechanistic findings in a genetic mouse model indicate metformin merits investigation in rigorous human studies for alleviating morbidity associated with age-related mandibular osteoporosis.

Abstract Chemodynamic therapy (CDT) has shown promising antitumor effects in various malignant tumors. However, its application for glioblastoma (GBM) is significantly hindered by the challenge of delivering CDT agents across the blood‐brain barrier (BBB) and achieving efficient tumor targeting. To overcome these obstacles, this study presents a novel DNA nanomachine (Cu@tFNAs‐G‐A NM) by loading copper ions (Cu 2+ ) onto tetrahedral framework nucleic acids (tFNAs) functionalized with dual DNA aptamers. The dual DNA aptamers (GS24 for BBB penetration and AS1411 for tumor targeting) empowered Cu@tFNAs‐G‐A NM with the ability to effectively penetrate the BBB and selectively accumulate in tumor cells. Upon internalization, the loaded Cu 2+ reacted with tumor‐overexpressed reductive glutathione (GSH) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), generating hydroxyl radicals (·OH) and inducing tumor cell death. Additionally, Cu@tFNAs‐G‐A NM was found to be rapidly cleared from the brain and normal tissues within 24 h, minimizing potential systemic toxic side effects. These findings demonstrate the promising potential of Cu@tFNAs‐G‐A NM for effective CDT against GBM and open up new avenues for the development of targeted therapies for GBM.

Abstract Background Archipelagos and oceanic islands often present high percentage of endemism due to rapid speciation. The Malayan pangolin is a species distributing at both mainland (southern Yunnan, China) and oceanic islands via Malayan peninsula, which may result in deep differentiation among populations. In-depth investigation of population structure and genetic consequences for such species is of vital importance for their protection and conservation, practically for the critically endangered Malayan pangolin that is suffering from poaching, illegal trade, and habitat loss. Results Here we carried out a large-scale population genomic analysis for Malayan pangolins, and revealed three highly distinct genetic populations in this species, two of which are now being reported for the first time. Based on multiple lines of genomic and morphological evidence, we postulate the existence of a new pangolin species ( Manis _1). Genetic diversity and recent inbreeding were both at a moderate level for both Malayan pangolins and Manis _1, but mainland Malayan pangolins presented relatively lower genetic diversity, higher inbreeding and fitness cost than island populations. Conclusions We found extremely deep and graded differentiation in Malayan pangolins, with two newly discovered genetic populations and a new pangolin species that is closely related to the Philippine pangolin than the typical Malayan pangolin, but a distant relative of the Indian pangolin. Anthropogenic factors did not significantly weaken the basis of genetic sustainability for Malayan pangolins, but mainland Malayan pangolins should be paid more attention for conservation due to higher genetic risks than island populations.

8073 Background: Neoadjuvant chemoimmunotherapy has been successfully used in resectable non-small cell lung cancer (NSCLC) patients. However, its application in advanced stage unresectable NSCLC remains a topic of debate. This retrospective study was designed to evaluate the efficacy and safety of neoadjuvant chemoimmunotherapy followed by surgical resection in patients with initial unresectable stage III NSCLC, focusing on the surgical resection rate and the survival benefits of surgery. Methods: Patients unresectable stage III NSCLC who received 2-4 cycles of neoadjuvant chemoimmunotherapy between January 2021 and December 2022 were retrospectively identified. Data on characteristics, radiological and pathological responses, and survival outcomes were collected. Results: In total, 148 patients with unresectable stage III NSCLC were recruited. After the last cycle of neoadjuvant therapy, 105 (70.9%) patients were evaluated to be eligible for surgery, and 102 patients ultimately underwent surgery. The rate of complete (R0) resection was 100%, with a major pathological response (MPR) observed in 63.7% and a pathologic complete response (pCR) in 41.2%. Postoperative complications were observed in 9 patients (8.8%), and there was no surgical-related mortality within 30 days. With a median follow-up of 21.9 months, the median progression-free survival (PFS) was 19.6 months in the non-surgery group and not reached in the surgery group. The median overall survival (OS) was not reached in either group. Conclusions: The use of neoadjuvant chemoimmunotherapy is effective in converting unresectable stage III NSCLC into resectable NSCLC. Subsequent radical surgery is safe with low complications and surgical-related mortality.

Cell cycle remodeling from fast nuclear cycles to a generic cell cycle mode is a major feature of the mid-blastula transition (MBT) in Drosophila. Remodeling occurs when Twine/Cdc25 falls below a critical threshold. Timing is based on Twine destabilization induced by zygotic transcription. It is conceivable that appropriate starting levels are also important for timely reaching the threshold. Mechanisms for controlling Twine levels at the onset of MBT are unknown. Here we identify a function of the protein phosphatase V in this mechanism. Twine was increased in PpV mutants, whereas the decay rate was comparable to wildtype. PpV mutants frequently underwent an extra nuclear division. We detected PpV-dependent phosphosites in Twine. Phosphosite mutants contain higher Twine levels and frequently underwent an extra nuclear division, comparable to PpV mutants. Our data support a model that the cell cycle remodeling is controlled by induced destabilization and PpV-dependent control of Twine levels.

Naïve CD4+ T cells and their differentiated counterparts play a significant regulatory role in the tumor immune microenvironment, yet their effects on lung adenocarcinoma (LUAD) are not fully understood. We utilized Mendelian randomization to assess the causal association between naïve CD4+ T cells and LUAD. Employing a modified single-sample Gene Set Enrichment Analysis (ssGSEA) algorithm with The Cancer Genome Atlas (TCGA) database, we determined the infiltration levels of naïve CD4+ T cells and their differentiation subtypes and investigated their correlation with clinical characteristics. Potential regulatory pathways of T helper cells were identified through Mantel tests and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) database enrichment analysis. Mendelian randomization analysis revealed an inhibitory effect of naïve CD4+ T cells on LUAD (false discovery rate < 0.05), which was corroborated by observational experiments using TCGA database. Specifically, T helper cell type 2 demonstrated a promotive effect on LUAD in terms of overall, disease-free, and progression-free survival (p < 0.05). Moreover, regulatory T cells exhibited a protective effect on LUAD in terms of disease-specific survival (p < 0.01). Concurrently, we explored the overall impact of naïve CD4+ T cell differentiation subtypes on LUAD, revealing upregulation in pathways such as neutrophil degranulation, MAPK family signaling pathways, and platelet activation, signaling, and aggregation. Naïve CD4+ T cells and their differentiated counterparts play essential regulatory roles in the tumor immune microenvironment, demonstrating bidirectionality in their effects.Thus, elucidating the mechanisms and developing novel cell differentiation-inducing agents will benefit anti-cancer therapy.

Abstract The inbreeding is a big threat for the persistence of genetic diversity in small and isolated populations of endangered species. The homozygous genome could exacerbate inbreeding depression by introducing homozygous deleterious alleles in the population. However, purging of inbreeding loads as they become homozygotes in small populations could alleviate the depression. The Amur tiger ( Panthera tigris altaica ) is typically exists in small population living in forests in Northeast Asia and is among the most endangered animals on the planet with great symbolic significance of conservation. By comparing with captive individuals, we revealed substantially higher and more extensive inbreeding in the wild Amur tiger population (F ROH =0.51) than in captive Amur tigers (F ROH =0.26). We further found much less mutational loads in wild populations when compared with captive Amur tigers. However, the frequency of loss of function and deleterious nonsynonymous mutations inside ROH regions are much lower than that in non-ROH regions in both wild and captive Amur tigers, indicating the purging may had occurred in both populations but much effective in the wild population. In addition, we found the average frequency of deleterious alleles was much lower than that of neutral alleles in the wild population, indicating that the purifying selection contributed to the purging of mutational loads in the wild Amur tigers. These findings provide valuable genome-wide evidence to support the making of future conservation plans of wild Amur tigers.

O