Abstract

 We demonstrate here that "promiscuous" expression of myeloid or lymphoid genes precedes lineage commitment in hematopoiesis. Prospectively purified single common myeloid progenitors (CMPs) coexpress myelo-erythroid but not lymphoid genes, whereas single common lymphoid progenitors (CLPs) coexpress T and B lymphoid but not myeloid genes. Genes unrelated to the adopted lineage are downregulated in bipotent and monopotent descendants of CMPs and CLPs. Promiscuous gene expression does not alter the biological potential of multipotent progenitors: CMPs with an activated endogenous M lysozyme locus yield normal proportions of myelo-erythroid colonies, and CLPs expressing the pre-T cell receptor α gene differentiate into normal numbers of B cells. Thus, the accessibility for multiple myeloid or lymphoid programs promiscuously may allow flexibility in fate commitments at these multipotent stages.

Mutational activation of the Ras oncogene products (H-Ras, K-Ras, and N-Ras) is frequently observed in human cancers, making them promising anticancer drug targets. Nonetheless, no effective strategy has been available for the development of Ras inhibitors, partly owing to the absence of well-defined surface pockets suitable for drug binding. Only recently, such pockets have been found in the crystal structures of a unique conformation of Ras⋅GTP. Here we report the successful development of small-molecule Ras inhibitors by an in silico screen targeting a pocket found in the crystal structure of M-Ras⋅GTP carrying an H-Ras–type substitution P40D. The selected compound Kobe0065 and its analog Kobe2602 exhibit inhibitory activity toward H-Ras⋅GTP-c-Raf-1 binding both in vivo and in vitro. They effectively inhibit both anchorage-dependent and -independent growth and induce apoptosis of H- ras G12V –transformed NIH 3T3 cells, which is accompanied by down-regulation of downstream molecules such as MEK/ERK, Akt, and RalA as well as an upstream molecule, Son of sevenless. Moreover, they exhibit antitumor activity on a xenograft of human colon carcinoma SW480 cells carrying the K-ras G12V gene by oral administration. The NMR structure of a complex of the compound with H-Ras⋅GTP T35S , exclusively adopting the unique conformation, confirms its insertion into one of the surface pockets and provides a molecular basis for binding inhibition toward multiple Ras⋅GTP-interacting molecules. This study proves the effectiveness of our strategy for structure-based drug design to target Ras⋅GTP, and the resulting Kobe0065-family compounds may serve as a scaffold for the development of Ras inhibitors with higher potency and specificity.

Abstract Dendritic and axonal morphology reflects the input and output of neurons and is a defining feature of neuronal types 1,2 , yet our knowledge of its diversity remains limited. Here, to systematically examine complete single-neuron morphologies on a brain-wide scale, we established a pipeline encompassing sparse labelling, whole-brain imaging, reconstruction, registration and analysis. We fully reconstructed 1,741 neurons from cortex, claustrum, thalamus, striatum and other brain regions in mice. We identified 11 major projection neuron types with distinct morphological features and corresponding transcriptomic identities. Extensive projectional diversity was found within each of these major types, on the basis of which some types were clustered into more refined subtypes. This diversity follows a set of generalizable principles that govern long-range axonal projections at different levels, including molecular correspondence, divergent or convergent projection, axon termination pattern, regional specificity, topography, and individual cell variability. Although clear concordance with transcriptomic profiles is evident at the level of major projection type, fine-grained morphological diversity often does not readily correlate with transcriptomic subtypes derived from unsupervised clustering, highlighting the need for single-cell cross-modality studies. Overall, our study demonstrates the crucial need for quantitative description of complete single-cell anatomy in cell-type classification, as single-cell morphological diversity reveals a plethora of ways in which different cell types and their individual members may contribute to the configuration and function of their respective circuits.

Traditional herbal medicines have been reported to possess significant bioactivities. In this investigation, a combined strategy using both phytochemical and biological approaches was conducted to discern the effective components of licorice, a widely used herbal medicine. Altogether, 122 compounds (1–122), including six new structures (1–6), were isolated and identified from the roots and rhizomes of Glycyrrhiza uralensis (licorice). These compounds were then screened using 11 cell- and enzyme-based bioassay methods, including Nrf2 activation, NO inhibition, NF-κB inhibition, H1N1 virus inhibition, cytotoxicity for cancer cells (HepG2, SW480, A549, MCF7), PTP1B inhibition, tyrosinase inhibition, and AChE inhibition. A number of bioactive compounds, particularly isoprenylated phenolics, were found for the first time. Echinatin (7), a potent Nrf2 activator, was selected as an example for further biological work. It attenuated CCl4-induced liver damage in mice (5 or 10 mg/kg, ip) and thus is responsible, at least in part, for the hepatoprotective activity of licorice.

Postoperative Delirium (POD) is a common, transient postoperative cognitive dysfunction in elderly patients. The relationship between POD and intraoperative hypotension remains unclear. This study aims to determine if intraoperative hypotension predicts POD in elderly male patients undergoing laryngectomy.

Ever since the seminal findings of Ramon y Cajal, dendritic and axonal morphology has been recognized as a defining feature of neuronal types and their connectivity. Yet our knowledge about the diversity of neuronal morphology, in particular its distant axonal projections, is still extremely limited. To systematically obtain single neuron full morphology on a brain-wide scale in mice, we established a pipeline that encompasses five major components: sparse labeling, whole-brain imaging, reconstruction, registration, and classification. We achieved sparse, robust and consistent fluorescent labeling of a wide range of neuronal types across the mouse brain in an efficient way by combining transgenic or viral Cre delivery with novel transgenic reporter lines, and generated a large set of high-resolution whole-brain fluorescent imaging datasets containing thousands of reconstructable neurons using the fluorescence micro-optical sectioning tomography (fMOST) system. We developed a set of software tools based on the visualization and analysis suite, Vaa3D, for large-volume image data processing and computation-assisted morphological reconstruction. In a proof-of-principle case, we reconstructed full morphologies of 96 neurons from the claustrum and cortex that belong to a single transcriptomically-defined neuronal subclass. We developed a data-driven clustering approach to classify them into multiple morphological and projection types, suggesting that these neurons work in a targeted and coordinated manner to process cortical information. Imaging data and the new computational reconstruction tools are publicly available to enable community-based efforts towards large-scale full morphology reconstruction of neurons throughout the entire mouse brain.

Higher education plays a central role in the current digital revolution. This sector is experiencing a constant process of digital transformation (DT) that is expected to produce substantial instabilities in the currently used business tools. However, the literature still lacks research investigating how the business tools are innovated from the perspective of "higher education institutions (HEIs)" while considering the impact of DT on this process. To deal with the concern, this paper identifies the major impressions of DT on the business model provided by HEIs, using means of a fuzzy decision-making tool. To this end, the current paper integrated three previously-proposed methods, i.e., the "intuitionistic fuzzy sets (IFSs)", the "method based on the removal effects of criteria (MEREC)", the "rank sum (RS)", and the "additive ratio assessment (ARAS)" into a new decision-making framework called IF-MEREC-RS-ARAS. In the proposed hybrid method, IF-MEREC-RS is responsible for computing the objective-subjective weighting of the key DT challenges that arise for "business model innovation (BMI)" in the perspective of HEIs. In addition, IF-ARAS evaluates the HEIs' preferences over various DT challenges for BMI in the context of HEIs. This research also involves an empirical case study for the assessment of the major DT challenges that arise for BMI in HEIs. To end, a number of comparisons and sensitivity discussions were carried out to compare the performance of the introduced model with that of other models. The findings confirmed the higher effectiveness of the developed model in terms of the tasks defined.

SUMMARY Astragaloside IV is a significant chemical component derived from the medicinal plant Astragalus membranaceus . Despite the characterization of several glycosyltransferases from A. membranaceus , the complete biosynthetic pathway of astragaloside IV has not been fully elucidated. In this study, we propose a biosynthetic pathway for astragaloside IV that involves a sequence of oxidation–reduction reactions. The biosynthesis pathway from cycloastragenol to astragaloside IV encompasses four key steps: C‐3 oxidation, 6‐ O ‐glucosylation, C‐3 reduction, and 3‐ O ‐xylosylation. We identified a hydroxysteroid dehydrogenase AmHSD1 from A. membranaceus . AmHSD1 catalyzes the C‐3 oxidation of cycloastragenol, yielding cycloastragenol‐3‐one, and the C‐3 reduction of cycloastragenol‐3‐one‐6‐ O ‐glucoside, resulting in cycloastragenol‐6‐ O ‐glucoside. Additionally, the glycosyltransferases AmGT8 and AmGT1, previously reported by our groups, were identified as catalyzing the 6‐ O ‐glucosylation and 3‐ O ‐xylosylation steps, respectively. Astragaloside IV was successfully synthesized in transient expression in Nicotiana benthamiana using the combination of AmHSD1, AmGT8 and AmGT1. These results support the proposed four‐step biosynthetic pathway and suggest that AmHSD1 probably plays a crucial role in the biosynthesis of astragaloside IV within A. membranaceus .

Abstract Lanostane‐type triterpenoids are important bioactive secondary metabolites of mushrooms, though their biosynthetic study has been challenging due to scattered genes. Herein, the strategies of combining metabolomics and transcriptomics analyses, functional motif blast, and KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) annotation were used to discover three key post‐modification enzymes involved in the biosynthesis of lanostanoids in the medicinal mushroom Antrodia camphorata . The cytochrome P450 enzyme AcCYP4 could generate a Δ 7,9(11) diene structure and introduce a 15 α ‐hydroxy group to the triterpene skeleton. The short‐chain dehydrogenase AcSDR6 could regio‐ and stereo‐ selectively catalyze the dehydrogenation of 3 β ‐OH to produce 3‐keto triterpenoids, and the catalytic mechanisms were interpreted by crystal structure analysis. AcSMT1 could introduce the methyl group at C‐24 to produce a unique 31‐carbon triterpene skeleton. This work elucidated the major biosynthetic pathway of Antrodia lanostanoids in vitro , and the discovered enzymes could be used to synthesize a series of bioactive triterpenoids.