Abstract Precise and reliable cell-specific gene delivery remains technically challenging. Here we report a splicing-based approach for controlling gene expression whereby separate translational reading frames are coupled to the inclusion or exclusion of cell-specific alternative exons. Candidate exons are identified by analyzing thousands of publicly available RNA sequencing datasets and filtering by cell specificity, sequence conservation, and local intron length. This method, which we denote splicing-linked expression design (SLED), can be combined in a Boolean manner with existing techniques such as minipromoters and viral capsids. SLED vectors can leverage the strong expression of constitutive promoters, without sacrificing precision, by decoupling the tradeoff between promoter strength and selectivity. We generated SLED vectors to selectively target all neurons, photoreceptors, or excitatory neurons, and demonstrated that specificity was retained in vivo when delivered using AAVs. We further demonstrated the utility of SLED by creating what would otherwise be unobtainable research tools, specifically a GluA2 flip/flop reporter and a dual excitatory/inhibitory neuronal calcium indicator. Finally, we show the translational potential of SLED by rescuing photoreceptor degeneration in Prph2 rds/rds mice and by developing an oncolytic vector that can selectively induce apoptosis in SF3B1 mutant cancer cells. The flexibility of SLED technology enables new avenues for basic and translational research.

Thirty percent of melanoma patients develop metastases, particularly in the central nervous system (CNS), following primary tumor removal, yet large-scale database studies on CNS metastasis risk factors are lacking. We queried the Nationwide Emergency Department Sample from the last quarter of 2015 to 2019 for melanoma patients presenting to the emergency department (ED) with a primary diagnosis of CNS metastasis. Multivariate logistic regression was used to identify factors associated with a significant risk of developing CNS metastasis. In this time period, 95,875 melanoma patients presented to the ED and 6.2% had at least 1 CNS metastasis. Most CNS metastasis patients were male (69.4%), at least 65 years of age (49.0%), Medicare beneficiaries (48.6%), and of the 3rd income quartile (27.7%) Most of these patients presented to hospitals in the South (40.3%), of a non-trauma status (40.7%), and with a metropolitan teaching status (77.1%). The following factors were associated with increased odds of developing a CNS metastasis: 21-44 years of age (odds ratio (OR): 1.46, p=0.003), 45-64 years of age (OR: 1.37,p=0.001), private insurance owners (OR: 1.39, p=0.001), Trauma Level I hospital (OR: 1.75, p<0.001), Trauma Level II hospital (OR:1.41, p=0.002), and metropolitan teaching hospital (OR: 1.29,p=0.017). Factors associated with a decreased risk of developing a CNS metastasis are the following: female sex (OR: 0.69, p<0.001) and non-metropolitan teaching hospital (OR:0.52, p<0.001). Hospital and patient factors influencing the risk of CNS metastases development in melanoma patients, emphasizing the need for targeted interventions and early detection.

ABSTRACT Introduction: Atlas and axis fractures are the most severe cervical fractures which may result in complete paralysis or death. The purpose of the current study is to identify disparities regarding length of stay (LOS), mortality, and demographic factors in patients with the most serious cervical spine fractures utilizing a nationally representative database. Materials and Methods: The Nationwide Emergency Department Sample was utilized to provide a representative sample for patients with a primary diagnosis of C1 or C2 fracture presenting to emergency departments in years from October 2015 to December 2019. A multivariable logistic regression model was used to estimate LOS for different patient demographics, including gender, race, and age. Results: A weighted sample of 7,262,791 patients presented to emergency rooms in the United States between 2015 and 2019. The mean age at admission was 76 years old, 52.6% of patients were female, and 83.0% identified as white. Patients between 45 and 65 and patients over 65 were significantly more likely to have an increased LOS. Women were less likely to have an increased LOS than men. Patients identifying as Black were significantly more likely to have increased LOS over white patients. In addition, patients who had an increased LOS were more likely to die in the hospital than patients with a shorter LOS. Conclusion: This study provides patient characteristics that help providers determine patient risk factors for increased hospital LOS and in-hospital mortality for those suffering from C1 and C2 fractures. Clinicians should be made aware of these disparities to allow equitable delivery of care.

Purpose: Orbital fat hyperplasia has a central role in the manifestations of thyroid-associated orbitopathy (TAO). To better understand the pathways involved in adipogenesis in TAO, we have used transcriptomic methods to analyze gene expression in control and TAO patients, as well as in differentiating orbital fibroblasts (OFs). Methods: We performed bulk RNA sequencing (RNA-Seq) on intraconal orbital fat to compare gene expression in control and TAO patients. We treated cultured OFs derived from TAO patients with media containing dexamethasone, insulin, rosiglitazone, and isobutylmethylxanthine (IBMX) to induce adipogenesis. We used single nuclear RNA-Seq (snRNA-Seq) profiling of treated OFs to compare gene expression over time in order to identify pathways that are involved in orbital adipogenesis in vitro and compared the dynamic patterns of gene expression identify differences in gene expression in control and TAO orbital fat. Results: Orbital fat from TAO and control patients segregate with principal component analysis (PCA). Numerous signaling pathways are enriched in orbital fat isolated from TAO patients. SnRNA-Seq of orbital fibroblasts undergoing adipogenesis reveals differential expression of adipocyte-specific genes over the developmental time course. Furthermore, genes that are enriched in TAO orbital fat are also upregulated in orbital adipocytes that differentiate in vitro, while genes that are enriched in control orbital fat are enriched in orbital fibroblasts prior to differentiation. Conclusions: Differentiating orbital fibroblasts serve as a model to study orbital fat hyperplasia seen in TAO. We demonstrate that the insulin-like growth factor-1 receptor (IGF-1R) and Wnt signaling pathways are differentially expressed early in orbital adipogenesis.