Transcription factor-based cellular reprogramming has opened the way to converting somatic cells to a pluripotent state, but has faced limitations resulting from the requirement for transcription factors and the relative inefficiency of the process. We show here that expression of the miR302/367 cluster rapidly and efficiently reprograms mouse and human somatic cells to an iPSC state without a requirement for exogenous transcription factors. This miRNA-based reprogramming approach is two orders of magnitude more efficient than standard Oct4/Sox2/Klf4/Myc-mediated methods. Mouse and human miR302/367 iPSCs display similar characteristics to Oct4/Sox2/Klf4/Myc-iPSCs, including pluripotency marker expression, teratoma formation, and, for mouse cells, chimera contribution and germline contribution. We found that miR367 expression is required for miR302/367-mediated reprogramming and activates Oct4 gene expression, and that suppression of Hdac2 is also required. Thus, our data show that miRNA and Hdac-mediated pathways can cooperate in a powerful way to reprogram somatic cells to pluripotency.PaperFlickeyJraWQiOiI4ZjUxYWNhY2IzYjhiNjNlNzFlYmIzYWFmYTU5NmZmYyIsImFsZyI6IlJTMjU2In0.eyJzdWIiOiI4ZjQ2OTBmMDY1YTBjOGVlYjdkOTI0NWZlNGVkYzA5MCIsImtpZCI6IjhmNTFhY2FjYjNiOGI2M2U3MWViYjNhYWZhNTk2ZmZjIiwiZXhwIjoxNjc3OTc3ODkxfQ.dbKbsGf3Tt9wpqwsR2YK4MVriDUBB0Fy9_GheRxv7pJ0rKbu39d7cVr_lHP_Wbj8xMOOs20MeWQXDfoZabA9zX7HHB88NBkCLZXICckJx43j3Wa7a78lmwk446cKLHR1otWsHddTold7WzmDh8ISMNFL7b67z3RrrrLYOnXxivRw0SBv9YtdSGEAilINYED8PU4_ycTg6Sag7Gq92rsqvXqFUWB8SWVJgRWZzbgzyQ5T5h6TT23b6XFQvLOPMNiu_NuqoFwgRwKByUHudZ6RlWYKS2u2E8p1ZHqG7S21C9jv5D3kURFecyEL12lmv4c4x6ZtLY8e8Vaccs2eQsnStg(mp4, (10.95 MB) Download video

Velo-cardio-facial syndrome (VCFS)/DiGeorge syndrome (DGS) is a human disorder characterized by a number of phenotypic features including cardiovascular defects. Most VCFS/DGS patients are hemizygous for a 1.5–3.0 Mb region of 22q11. To investigate the etiology of this disorder, we used a cre-loxP strategy to generate mice that are hemizygous for a 1.5 Mb deletion corresponding to that on 22q11. These mice exhibit significant perinatal lethality and have conotruncal and parathyroid defects. The conotruncal defects can be partially rescued by a human BAC containing the TBX1 gene. Mice heterozygous for a null mutation in Tbx1 develop conotruncal defects. These results together with the expression patterns of Tbx1 suggest a major role for this gene in the molecular etiology of VCFS/DGS.

Two niches with distinct characteristics work in tandem.

Current paradigms suggest that two macrophage subsets, termed M1 and M2, are involved in inflammation and host defense. While the distinct functions of M1 and M2 macrophages have been intensively studied — the former are considered proinflammatory and the latter antiinflammatory — the determinants of their speciation are incompletely understood. Here we report our studies that identify Krüppel-like factor 4 (KLF4) as a critical regulator of macrophage polarization. Macrophage KLF4 expression was robustly induced in M2 macrophages and strongly reduced in M1 macrophages, observations that were recapitulated in human inflammatory paradigms in vivo. Mechanistically, KLF4 was found to cooperate with Stat6 to induce an M2 genetic program and inhibit M1 targets via sequestration of coactivators required for NF-κB activation. KLF4-deficient macrophages demonstrated increased proinflammatory gene expression, enhanced bactericidal activity, and altered metabolism. Furthermore, mice bearing myeloid-specific deletion of KLF4 exhibited delayed wound healing and were predisposed to developing diet-induced obesity, glucose intolerance, and insulin resistance. Collectively, these data identify KLF4 as what we believe to be a novel regulator of macrophage polarization.

Making CAR T cells in vivo Cardiac fibrosis is the stiffening and scarring of heart tissue and can be fatal. Rurik et al . designed an immunotherapy strategy to generate transient chimeric antigen receptor (CAR) T cells that can recognize the fibrotic cells in the heart (see the Perspective by Gao and Chen). By injecting CD5-targeted lipid nanoparticles containing the messenger RNA (mRNA) instructions needed to reprogram T lymphocytes, the researchers were able to generate therapeutic CAR T cells entirely inside the body. Analysis of a mouse model of heart disease revealed that the approach was successful in reducing fibrosis and restoring cardiac function. The ability to produce CAR T cells in vivo using modified mRNA may have a number of therapeutic applications. —PNK

Fibrosis is observed in nearly every form of myocardial disease1. Upon injury, cardiac fibroblasts in the heart begin to remodel the myocardium by depositing excess extracellular matrix, resulting in increased stiffness and reduced compliance of the tissue. Excessive cardiac fibrosis is an important factor in the progression of various forms of cardiac disease and heart failure2. However, clinical interventions and therapies that target fibrosis remain limited3. Here we demonstrate the efficacy of redirected T cell immunotherapy to specifically target pathological cardiac fibrosis in mice. We find that cardiac fibroblasts that express a xenogeneic antigen can be effectively targeted and ablated by adoptive transfer of antigen-specific CD8+ T cells. Through expression analysis of the gene signatures of cardiac fibroblasts obtained from healthy and diseased human hearts, we identify an endogenous target of cardiac fibroblasts—fibroblast activation protein. Adoptive transfer of T cells that express a chimeric antigen receptor against fibroblast activation protein results in a significant reduction in cardiac fibrosis and restoration of function after injury in mice. These results provide proof-of-principle for the development of immunotherapeutic drugs for the treatment of cardiac disease. Adoptive transfer of CAR T cells against the fibroblast marker FAP reduces cardiac fibrosis and restores function after cardiac injury in mice, providing proof-of-principle for the development of immunotherapeutic treatments for cardiac disease.

Publisher Summary Entrez is a biomedical information resource that has been designed to facilitate the discovery process by providing connections among biological sequences, molecular structures, and abstracts. Because it must be anticipated that the amount of data will continue to grow at phenomenal rates, the Internet would seem to be the most practical medium for the future dissemination of this information. However, besides these quantitative changes, several trends promise to alter qualitatively the nature of the nucleotide sequence database. It is necessary to be prepared for the expected volume of data, but changes to the Entrez user interface may also be needed to make effective use of it. For example, imagine finding a sequence of interest and asking for its sequence neighbors only to be presented with a complete chromosome sequence. A new graphical viewer in Entrez will allow the user to view the genomic landscape from different vantage points and make connections to the sequences, structures, and abstracts relevant to specific chromosomal regions.

Stem-cell differentiation to desired lineages requires navigating alternating developmental paths that often lead to unwanted cell types. Hence, comprehensive developmental roadmaps are crucial to channel stem-cell differentiation toward desired fates. To this end, here, we map bifurcating lineage choices leading from pluripotency to 12 human mesodermal lineages, including bone, muscle, and heart. We defined the extrinsic signals controlling each binary lineage decision, enabling us to logically block differentiation toward unwanted fates and rapidly steer pluripotent stem cells toward 80%–99% pure human mesodermal lineages at most branchpoints. This strategy enabled the generation of human bone and heart progenitors that could engraft in respective in vivo models. Mapping stepwise chromatin and single-cell gene expression changes in mesoderm development uncovered somite segmentation, a previously unobservable human embryonic event transiently marked by HOPX expression. Collectively, this roadmap enables navigation of mesodermal development to produce transplantable human tissue progenitors and uncover developmental processes.Video AbstracteyJraWQiOiI4ZjUxYWNhY2IzYjhiNjNlNzFlYmIzYWFmYTU5NmZmYyIsImFsZyI6IlJTMjU2In0.eyJzdWIiOiJlNGRkYjk3Y2QzNjQzY2JjMmE5YTEzOTZkNWU5NjdjZSIsImtpZCI6IjhmNTFhY2FjYjNiOGI2M2U3MWViYjNhYWZhNTk2ZmZjIiwiZXhwIjoxNjc4NDQ4NDQ4fQ.e63EUWgSQ9qsR8Zzx5a1CPWLr9QxPN11ka15_JvjKOZqJdDJX0NtD1ENbMsTnFoeJD-0eI9cdMRs_Fx6sjMPvXu0GeAFY2rdPYKG5QKpzR93Vmkkurd0x0cxqV3aKDs_KOT73ZjN4KxnT16-1rZhD8vjOT5FkqRpnjwdIvmwWeFWdu3aBvcry4FQ8g45v-sJNOWN4DaXyQ6xeLumByi-73XMed3j94sXJ9w9PfvlXAWbiNhlPPD0nTs7asVwYV5YrDOQEP8g0sj1TlWT4v2oQyOTbXLGZWrBzxhJVFUYe8VL5Z1djlqu_n2gYDE3JmxIH8FsK8WQ4KfRKM_gb4rzRA(mp4, (63.77 MB) Download video