Abstract We previously described a mouse model, tg66, with a severe defect resulting in diminished thymic size and complete involution by early adulthood. In the current study, we identified overexpression of Jagged1 as a mechanism for the alterations in thymic development in tg66 mice. T cells in the tg66 thymus were skewed towards CD8 + T cells, and within the CD4 + T cell compartment there was an over-representation of Foxp3 + cells. Regulatory Foxp3 + T cells (Tregs) isolated from tg66 mice had increased ST2 and CD103 expression. These Tregs could suppress proliferation to the same extent as conventional Tregs. Corroborating these results, tg66 mice were resistant to experimental induction of neuroinflammation in a common animal model for multiple sclerosis (EAE). Using bone marrow chimeras, we recorded a stark reduction in the number of thymocytes and a corresponding increase in Tregs in the thymus of mice receiving tg66 bone marrow. Conversely, through blocking Jagged1, the number of thymocytes was significantly increased, being concomitantly associated with a drop in the frequency of Tregs. We conclude that Tregs may play a role in thymic involution and could explain early thymic involution or loss as it is observed in diseases of thymic atrophy such as Down syndrome.

Abstract Targeting myeloid cells, especially microglia, for the treatment of neuroinflammatory diseases such as multiple sclerosis (MS), is underappreciated. Here, we screened a library of compounds and identified the topoisomerase 1 (TOP1) inhibitor camptothecin (CPT) as a promising drug candidate for microglial modulation. CPT and its FDA-approved analog topotecan (TPT) inhibited inflammatory responses in microglia and macrophages, and ameliorated neuroinflammation in mice. Transcriptomic analysis of sorted microglia revealed an altered transcriptional phenotype following TPT treatment, with Ikzf1 identified as a potential target. Importantly, TOP1 expression was found elevated in several neuroinflammatory conditions, including human MS brains. To achieve targeted delivery to myeloid cells we designed a nanosystem using DNA origami and loaded TPT into it (TopoGami). TopoGami also significantly suppressed the inflammatory response in microglia and mitigated disease progression in MS-like mice. Our findings suggest that TOP1 inhibition represents a therapeutic strategy for neuroinflammatory diseases, and the proposed nanosystem may foster future research and drug development with a demand to target myeloid cells.

Exploring the different molecular and clinicopathological features of nodal cancer based on single cell sequencing can reveal the intertumoral heterogeneity in cancer, and provide new ideas for early diagnosis, treatment and prognosis analysis of cancer.