The use of membrane-permeable peptides as carrier vectors for the intracellular delivery of various proteins and macromolecules for modifying cellular function is well documented. Arginine-rich peptides, including those derived from human immunodeficiency virus 1 Tat protein, are among the representative classes of these vectors. The internalization mechanism of these vector peptides and their protein conjugates was previously regarded as separate from endocytosis, but more recent reevaluations have concluded that endocytosis is involved in their internalization. In this report, we show that the uptake of octa-arginine (R8) peptide by HeLa cells was significantly suppressed by the macropinocytosis inhibitor ethylisopropylamiloride (EIPA) and the F-actin polymerization inhibitor cytochalasin D, suggesting a role for macropinocytosis in the uptake of the peptide. In agreement with this we observed that treatment of the cells with R8 peptide induced significant rearrangement of the actin cytoskeleton. The internalization efficiency and contribution of macropinocytosis were also observed to have a dependency on the chain length of the oligoarginine peptides. Uptake of penetratin, another representative peptide carrier, was less sensitive to EIPA and penetratin did not have such distinct effects on actin localization. The above observations suggest that penetratin and R8 peptides have distinct internalization mechanisms.

Summary The rise in aging population worldwide is increasing death from cancer, including glioblastoma. Here, we explore the impact of brain aging on glioma tumorigenesis. We find that glioblastoma in older patients and older mice displayed reduced neuronal signaling, including a decline of NTRK-like family member 6 (SLITRK6), a receptor for neurotrophic factor BDNF. This reduction was linked to the systemic decline of nicotinamide adenine dinucleotide (NAD + ) with aging, as old mice exposed to young blood via parabiosis or supplemented with the NAD + precursor NMN (nicotinamide mononucleotide) reverted phenotypically to young-brain responses to glioma, with reactivated neuronal signaling and reduced death from tumor burden. Interestingly, the phenotypic reversal by NMN was largely absent in old mice undergoing parabiosis with BDNF +/- young mice and in BDNF +/- mice undergoing tumor challenge, supporting the notion that the lower NAD + -BDNF signaling in the aging brain aggravated glioma tumorigenesis. We propose that the aging-associated decline in brain NAD + worsens glioma outcomes at least in part by decreasing neuronal/synaptic activity and increasing neuroinflammation.

Gut microbiota changes are associated with increased risk of Type 2 diabetes (T2D) and obesity. Through serum metabolome profiling in patients with cardiometabolic disease (CMD) we identified significant inverse correlation between the microbial metabolite 4-cresol and T2D. Chronic administration of non toxic dose of 4-cresol in two complementary preclinical models of CMD reduced adiposity, glucose intolerance and liver triglycerides, and enhanced insulin secretion in vivo, which may be explained by markedly increased pancreas weight, augmented islet density and size, and enhanced vascularisation suggesting activated islet neogenesis. Incubation of isolated islets with 4-cresol enhanced insulin secretion, insulin content and cell proliferation. In both CMD models 4-cresol treatment in vivo was associated with altered expression of SIRT1 and the kinase DYRK1A, which may contribute to mediate its biological effects. Our findings identify 4-cresol as an effective regulator of β-cell function and T2D endophenotypes, which opens therapeutic perspectives in syndromes of insulin deficiency.