Perturbations in gene regulation during palatogenesis can lead to cleft palate, which is among the most common congenital birth defects. Here, we perform single-cell multiome sequencing and profile chromatin accessibility and gene expression simultaneously within the same cells (n = 36,154) isolated from mouse secondary palate across embryonic days (E) 12.5, E13.5, E14.0, and E14.5. We construct five trajectories representing continuous differentiation of cranial neural crest-derived multipotent cells into distinct lineages. By linking open chromatin signals to gene expression changes, we characterize the underlying lineage-determining transcription factors. In silico perturbation analysis identifies transcription factors SHOX2 and MEOX2 as important regulators of the development of the anterior and posterior palate, respectively. In conclusion, our study charts epigenetic and transcriptional dynamics in palatogenesis, serving as a valuable resource for further cleft palate research.

SUMMARY The abnormal perturbation in gene regulation during palatogenesis may lead to cleft palate, a major congenital birth defect in humans and mice. However, a comprehensive multi-omic map of the developing secondary palate at single-cell resolution is lacking. In this study, we performed single-cell multiome sequencing and profiled chromatin accessibility and gene expression simultaneously within the same cells (n = 36,154) isolated from mouse secondary palate across embryonic days (E) 12.5, E13.5, E14.0, and E14.5. Application of optimal transport reconstructed five trajectories, representing continuous differentiation of multipotent cells into different subpopulations in later stages. By linking open chromatin signals to gene expression changes, we discovered a list of lineage-determining transcription factors, such as Shox2 for the anterior and Dlx1/2 for the posterior palatal mesenchymal trajectories. In conclusion, this study charted epigenetic and transcriptional dynamics during palatogenesis, which provides a valuable resource for the community and facilitate future research in cleft palate. Highlights The first report on building a single-cell multi-omics atlas with joint chromatin accessibility and gene expression measurements from the same cells during the development of mouse secondary palate. Application of optimal transport calculated fate probabilities to different terminal states and recovered continuous landscapes during mouse secondary palate development. By linking cis -regulatory DNA elements to target genes, we characterized a series of transcription factors governing the differentiation of cranial neural crest-derived multipotent cells to the anterior and posterior palatal mesenchymal trajectories, respectively. Transcription factors Shox2 and Dlx1/2 exhibited top regulatory roles for the anterior and posterior palatal mesenchymal trajectories, respectively, showing significant enrichment in both motif accessibility and gene expression.

Cleft palate is the most common facial birth defect worldwide. It is caused by environmental factors or genetic mutations. Environmental factors such as pharmaceutical exposure in women are known to induce cleft palate. The aim of the present study was to investigate the protective effect of

Copper (Cu) is known to induce oxidative stress and apoptosis in the liver, kidney, and brain. We previously demonstrated the molecular mechanism underlying the Cu-induced hepatic diurnal variation. However, the cellular molecule(s) involved in Cu-induced renal chronotoxicity remain unknown. In this study, we aimed to elucidate the molecular mechanisms underlying Cu-induced diurnal toxicity in the kidneys. We evaluated cell viability and clock gene expression levels in mouse renal cortex tubular cells (MuRTE61 cells) after Cu treatment. We also examined the Cu homeostasis- and apoptosis-related gene levels after period 1 (Per1) overexpression in MuRTE61 cells. Cu treatment decreased MuRTE61 cell viability in a dose-dependent manner. It increased the Per1 expression levels after 24 h. Notably, Per1 overexpression alleviated the Cu-induced inhibition of MuRTE61 cell viability. Moreover, Per1 overexpression downregulated the cleaved caspase-3 and reduced Cu levels by upregulating the antioxidant 1 copper chaperone (Atox1) levels. These results suggest that Cu-induced renal toxicity is associated with Per1 expression via the regulation of the copper chaperone, Atox1.

In this work, we conceived and developed antibody-drug conjugates (ADCs) that could efficiently release the drug after enzymatic cleavage of the linker moiety by tumoral proteases. The antibody-drug linkers we used are the result of a rational optimization of a previously reported PEGylated linker, PUREBRIGHT® MA-P12-PS, which showed excellent drug loading capacities but lacked an inbuilt drug discharge mechanism, thus limiting the potency of the resulting ADCs. To address this limitation, we chose to incorporate a protease-sensitive trigger into the linker to favor the release of a "PEGless" drug inside the tumor cells and, therefore, obtain potent ADCs. Currently, most marketed ADCs are based on the Val-Cit dipeptide followed by a self-immolative spacer for releasing the drug in its unmodified form. Here, we selected two untraditional peptide sequences, a Phe-Gly dipeptide and a Val-Ala-Gly tripeptide and placed one or the other in between the drug on one side (N-terminus) and the rest of the linker, including the PEG moiety, on the other side (C-terminus), without a self-immolative group. We found that both linkers responded to cathepsin B, a reference lysosomal enzyme, and liberated a PEG-free drug catabolite, as desired. We then used the two linkers to generate ADCs based on trastuzumab (a HER2-targeting antibody) and DM1 (a microtubule-targeted cytotoxic agent) with an average drug-to-antibody ratio (DAR) of 4 or 8. The ADCs showed restored cytotoxicity in vitro, which was proportional to the DM1 loading and generally higher for the ADCs bearing Val-Ala-Gly in their structure. In an ovarian cancer model in mice, the DAR 8 ADC based on Val-Ala-Gly behaved better than Kadcyla® (an approved ADC of DAR 3.5 used as control throughout this study), leading to a higher tumor volume reduction and more prolonged median survival. Taken together, our results depict a successful linker optimization process and encourage the application of the Val-Ala-Gly tripeptide as an alternative to other existing protease-sensitive triggers for ADCs.

Cisplatin (CDDP) is a platinum-based anticancer drug widely prescribed for its effectiveness in treating various forms of cancer. However, its major side effect is nephrotoxicity. Although several methods have been developed to mitigate CDDP-induced nephrotoxicity, an optimal approach has yet to be established. This study aimed to investigate the "chronotoxicity" of CDDP as a potential strategy to reduce its side effects. Male ICR mice were treated with CDDP (20 mg/kg, intraperitoneal injection, one shot) at zeitgeber time (ZT) 2 or ZT14 (light or dark phase). After 72 h, we collected plasma and kidney and evaluated several markers. We found that body weight change between ZT2 and ZT14 by CDDP was comparable. In contrast, many toxicological factors, such as plasma blood urine nitrogen, plasma creatinine, renal oxidative stress (malondialdehyde), DNA damage (γH2AX), acute kidney injury biomarker (KIM-1), and inflammation (Tnfα), were significantly induced at ZT14 compared to than that of ZT2. Our present data suggested that chronotoxicology might provide beneficial information on the importance of administration timings for toxic evaluations and unacceptable side effects.