Aging is associated with increased prevalence of axonal injuries characterized by poor regeneration and disability. However, the underlying mechanisms remain unclear. In our experiments, RNA sequencing of sciatic dorsal root ganglia (DRG) revealed significant aging-dependent enrichment in T cell signaling both before and after sciatic nerve injury (SNI) in mice. Lymphotoxin activated the transcription factor NF-κB, which induced expression of the chemokine CXCL13 by neurons. This in turn recruited CXCR5+CD8+ T cells to injured DRG neurons overexpressing major histocompatibility complex class I. CD8+ T cells repressed the axonal regeneration of DRG neurons via caspase 3 activation. CXCL13 neutralization prevented CXCR5+CD8+ T cell recruitment to the DRG and reversed aging-dependent regenerative decline, thereby promoting neurological recovery after SNI. Thus, axonal regeneration can be facilitated by antagonizing cross-talk between immune cells and neurons.

Abstract Acute Myeloid Leukemia, a hematological malignancy with poor clinical outcome, is composed of hierarchically heterogeneous cells. We examine the contribution of this heterogeneity to disease progression in the context of anti-tumor immune responses and investigate whether these responses regulate the balance between stemness and differentiation in AML. Combining phenotypic analysis with proliferation dynamics and fate-mapping of AML cells in a murine AML model, we demonstrate the presence of a terminally differentiated, chemoresistant population expressing high levels of PDL1. We show that PDL1 upregulation in AML cells, following exposure to IFNγ from activated T cells, is coupled with AML differentiation and the dynamic balance between proliferation, versus differentiation and immunosuppression, facilitates disease progression in the presence of immune responses. This microenvironment-responsive hierarchical heterogeneity in AML may be key in facilitating disease growth at the population level at multiple stages of disease, including following bone marrow transplantation and immunotherapy.

Multi-potent progenitor (MPP) cells act as a key intermediary step between haematopoietic stem cells and the entirety of the mature blood cell system. Their eventual fate determination is thought to be achieved through migration in and out of spatially distinct niches. Here we first analyze statistically MPP cell trajectory data obtained from a series of long time-course 3D in-vivo imaging experiments on irradiated mouse calvaria, and report that MPPs display transient super-diffusion with apparent non-Gaussian displacement distributions. Second, we explain these experimental findings using a run-and-tumble model of cell motion which incorporates the observed dynamical heterogeneity of the MPPs. Third, we use our model to extrapolate the dynamics to time-periods currently inaccessible experimentally, which enables us to quantitatively estimate the time and length scales at which super-diffusion transitions to Fickian diffusion. Our work sheds light on the potential importance of motility in early haematopoietic progenitor function.