Abstract Styxl2, a poorly characterized pseudophosphatase, was identified as a transcriptional target of the Jak1-Stat1 pathway during myoblast differentiation in culture. Styxl2 is specifically expressed in vertebrate striated muscles. By gene knockdown or genetic knockout, we found that Styxl2 plays an essential role in maintaining sarcomere integrity in developing muscles of both zebrafish and mice. To further reveal the functions of Styxl2 in adult muscles, we generated two inducible knockout mouse models: one with Styxl2 being deleted in mature myofibers to assess its role in sarcomere maintenance, and the other in adult muscle satellite cells (MuSCs) to assess its role in de novo sarcomere assembly. We find that Styxl2 is not required for sarcomere maintenance but functions in de novo sarcomere assembly during injury-induced muscle regeneration. Mechanistically, Styxl2 interacts with non-muscle myosin IIs, enhances their ubiquitination, and targets them for autophagy-dependent degradation. Without Styxl2, the degradation of non-muscle myosin IIs is delayed, which leads to defective sarcomere assembly and force generation. Thus, Styxl2 promotes de novo sarcomere assembly by interacting with non-muscle myosin IIs and facilitating their autophagic degradation.

Styxl2, a poorly characterized pseudophosphatase, was identified as a transcriptional target of the Jak1-Stat1 pathway during myoblast differentiation in culture. Styxl2 is specifically expressed in vertebrate striated muscles. By gene knockdown in zebrafish or genetic knockout in mice, we found that Styxl2 plays an essential role in maintaining sarcomere integrity in developing muscles. To further reveal the functions of Styxl2 in adult muscles, we generated two inducible knockout mouse models: one with Styxl2 being deleted in mature myofibers to assess its role in sarcomere maintenance, and the other in adult muscle satellite cells (MuSCs) to assess its role in de novo sarcomere assembly. We find that Styxl2 is not required for sarcomere maintenance but functions in de novo sarcomere assembly during injury-induced muscle regeneration. Mechanistically, Styxl2 interacts with non-muscle myosin IIs, enhances their ubiquitination, and targets them for autophagy-dependent degradation. Without Styxl2, the degradation of non-muscle myosin IIs is delayed, which leads to defective sarcomere assembly and force generation. Thus, Styxl2 promotes de novo sarcomere assembly by interacting with non-muscle myosin IIs and facilitating their autophagic degradation.

Abstract Brain organoid models have greatly facilitated our understanding of human brain development and disease. However, key brain cell types, such as microglia, are lacking in most brain organoid models. Because microglia have been shown to play important roles in brain development and pathologies, attempts have been made to add microglia to brain organoids through co-culture. However, only short-term microglia-organoid co-cultures can be established, and it remains challenging to have long-lasting survival of microglia in organoids to mimic long-term residency of microglia in the brain. In this study, we developed an adhesion brain organoid (ABO) platform that allows prolonged culture of brain organoids (greater than a year). Moreover, the long-term (LT)-ABO system contains abundant astrocytes and can support prolonged survival and ramification of microglia. Furthermore, we showed that microglia in the LT-ABO could protect neurons from neurodegeneration by increasing synaptic density and reducing p-Tau level and cell death in the LT-ABO. Therefore, the microglia-containing LT-ABO platform generated in this study provides a promising human cellular model for studying neuron-glia and glia-glia interactions in brain development and the pathogenesis of neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s disease.