Single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) technologies are poised to reshape the current cell-type classification system. However, a transcriptome-based single-cell atlas has not been achieved for complex mammalian systems. Here, we developed Microwell-seq, a high-throughput and low-cost scRNA-seq platform using simple, inexpensive devices. Using Microwell-seq, we analyzed more than 400,000 single cells covering all of the major mouse organs and constructed a basic scheme for a mouse cell atlas (MCA). We reveal a single-cell hierarchy for many tissues that have not been well characterized previously. We built a web-based "single-cell MCA analysis" pipeline that accurately defines cell types based on single-cell digital expression. Our study demonstrates the wide applicability of the Microwell-seq technology and MCA resource.

Among breast cancers without human epidermal growth factor receptor 2 (HER2) amplification, overexpression, or both, a large proportion express low levels of HER2 that may be targetable. Currently available HER2-directed therapies have been ineffective in patients with these “HER2-low” cancers.

Rationale: Use of ACEIs (angiotensin-converting enzyme inhibitors) and ARBs (angiotensin II receptor blockers) is a major concern for clinicians treating coronavirus disease 2019 (COVID-19) in patients with hypertension. Objective: To determine the association between in-hospital use of ACEI/ARB and all-cause mortality in patients with hypertension and hospitalized due to COVID-19. Methods and Results: This retrospective, multi-center study included 1128 adult patients with hypertension diagnosed with COVID-19, including 188 taking ACEI/ARB (ACEI/ARB group; median age 64 [interquartile range, 55–68] years; 53.2% men) and 940 without using ACEI/ARB (non-ACEI/ARB group; median age 64 [interquartile range 57–69]; 53.5% men), who were admitted to 9 hospitals in Hubei Province, China from December 31, 2019 to February 20, 2020. In mixed-effect Cox model treating site as a random effect, after adjusting for age, gender, comorbidities, and in-hospital medications, the detected risk for all-cause mortality was lower in the ACEI/ARB group versus the non-ACEI/ARB group (adjusted hazard ratio, 0.42 [95% CI, 0.19–0.92]; P =0.03). In a propensity score-matched analysis followed by adjusting imbalanced variables in mixed-effect Cox model, the results consistently demonstrated lower risk of COVID-19 mortality in patients who received ACEI/ARB versus those who did not receive ACEI/ARB (adjusted hazard ratio, 0.37 [95% CI, 0.15–0.89]; P =0.03). Further subgroup propensity score-matched analysis indicated that, compared with use of other antihypertensive drugs, ACEI/ARB was also associated with decreased mortality (adjusted hazard ratio, 0.30 [95% CI, 0.12–0.70]; P =0.01) in patients with COVID-19 and coexisting hypertension. Conclusions: Among hospitalized patients with COVID-19 and coexisting hypertension, inpatient use of ACEI/ARB was associated with lower risk of all-cause mortality compared with ACEI/ARB nonusers. While study interpretation needs to consider the potential for residual confounders, it is unlikely that in-hospital use of ACEI/ARB was associated with an increased mortality risk.

A coronavirus (HCoV-19) has caused the novel coronavirus disease (COVID-19) outbreak in Wuhan, China. Preventing and reversing the cytokine storm may be the key to save the patients with severe COVID-19 pneumonia. Mesenchymal stem cells (MSCs) have been shown to possess a comprehensive powerful immunomodulatory function. This study aims to investigate whether MSC transplantation improves the outcome of 7 enrolled patients with COVID-19 pneumonia in Beijing YouAn Hospital, China, from Jan 23, 2020 to Feb 16, 2020. The clinical outcomes, as well as changes of inflammatory and immune function levels and adverse effects of 7 enrolled patients were assessed for 14 days after MSC injection. MSCs could cure or significantly improve the functional outcomes of seven patients without observed adverse effects. The pulmonary function and symptoms of these seven patients were significantly improved in 2 days after MSC transplantation. Among them, two common and one severe patient were recovered and discharged in 10 days after treatment. After treatment, the peripheral lymphocytes were increased, the C-reactive protein decreased, and the overactivated cytokine-secreting immune cells CXCR3+CD4+ T cells, CXCR3+CD8+ T cells, and CXCR3+ NK cells disappeared in 3-6 days. In addition, a group of CD14+CD11c+CD11b^mid regulatory DC cell population dramatically increased. Meanwhile, the level of TNF-α was significantly decreased, while IL-10 increased in MSC treatment group compared to the placebo control group. Furthermore, the gene expression profile showed MSCs were ACE2^- and TMPRSS2^- which indicated MSCs are free from COVID-19 infection. Thus, the intravenous transplantation of MSCs was safe and effective for treatment in patients with COVID-19 pneumonia, especially for the patients in critically severe condition.

p38 mitogen-activated protein (MAP) kinase activities were significantly increased in mouse hearts after chronic transverse aortic constriction, coincident with the onset of ventricular hypertrophy. Infection of cardiomyocytes with adenoviral vectors expressing upstream activators for the p38 kinases, activated mutants of MAP kinase kinase 3b(E) (MKK3bE) and MAP kinase kinase 6b(E) (MKK6bE), elicited characteristic hypertrophic responses, including an increase in cell size, enhanced sarcomeric organization, and elevated atrial natriuretic factor expression. Overexpression of the activated MKK3bE in cardiomyocytes also led to an increase in apoptosis. The hypertrophic response was enhanced by co-infection of an adenoviral vector expressing wild type p38β, and was suppressed by the p38β dominant negative mutant. In contrast, the MKK3bE-induced cell death was increased by co-infection of an adenovirus expressing wild type p38α, and was suppressed by the dominant negative p38α mutant. This provides the first evidence in any cell system for divergent physiological functions for different members of the p38 MAP kinase family. The direct involvement of p38 pathways in cardiac hypertrophy and apoptosis suggests a significant role for p38 signaling in the pathophysiology of heart failure.

Adult mammalian cardiomyocytes are considered terminally differentiated and incapable of proliferation. Consequently, acutely injured mammalian hearts do not regenerate, they scar. Here, we show that adult mammalian cardiomyocytes can divide. One important mechanism used by mammalian cardiomyocytes to control cell cycle is p38 MAP kinase activity. p38 regulates expression of genes required for mitosis in cardiomyocytes, including cyclin A and cyclin B. p38 activity is inversely correlated with cardiac growth during development, and its overexpression blocks fetal cardiomyocyte proliferation. Activation of p38 in vivo by MKK3bE reduces BrdU incorporation in fetal cardiomyocytes by 17.6%. In contrast, cardiac-specific p38alpha knockout mice show a 92.3% increase in neonatal cardiomyocyte mitoses. Furthermore, inhibition of p38 in adult cardiomyocytes promotes cytokinesis. Finally, mitosis in adult cardiomyocytes is associated with transient dedifferentiation of the contractile apparatus. Our findings establish p38 as a key negative regulator of cardiomyocyte proliferation and indicate that adult cardiomyocytes can divide.

Receptor-mediated Gq signaling promotes hypertrophic growth of cultured neonatal rat cardiac myocytes and is postulated to transduce in vivo cardiac pressure overload hypertrophy. Although initially compensatory, hypertrophy can proceed by unknown mechanisms to cardiac failure. We used adenoviral infection and transgenic overexpression of the alpha subunit of Gq to autonomously activate Gq signaling in cardiomyocytes. In cultured cardiac myocytes, overexpression of wild-type Gαq resulted in hypertrophic growth. Strikingly, expression of a constitutively activated mutant of Gαq, which further increased Gq signaling, produced initial hypertrophy, which rapidly progressed to apoptotic cardiomyocyte death. This paradigm was recapitulated during pregnancy in Gαq overexpressing mice and in transgenic mice expressing high levels of wild-type Gαq. The consequence of cardiomyocyte apoptosis was a transition from compensated hypertrophy to a rapidly progressive and lethal cardiomyopathy. Progression from hypertrophy to apoptosis in vitro and in vivo was coincident with activation of p38 and Jun kinases. These data suggest a mechanism in which moderate levels of Gq signaling stimulate cardiac hypertrophy whereas high level Gq activation results in cardiomyocyte apoptosis. The identification of a single biochemical stimulus regulating cardiomyocyte growth and death suggests a plausible mechanism for the progression of compensated hypertrophy to decompensated heart failure.

Abstract

 Dilated cardiomyopathy and end-stage heart failure result in multiple defects in cardiac excitation–contraction coupling. Via complementation of a genetically based mouse model of dilated cardiomyopathy, we now provide evidence that progressive chamber dilation and heart failure are dependent on a Ca²⁺ cycling defect in the cardiac sarcoplasmic reticulum. The ablation of a muscle-specific sarcoplasmic reticulum Ca²⁺ ATPase (SERCA2a) inhibitor, phospholamban, rescued the spectrum of phenotypes that resemble human heart failure. Inhibition of phospholamban–SERCA2a interaction via in vivo expression of a phospholamban point mutant dominantly activated the contractility of ventricular muscle cells. Thus, interfering with phospholamban–SERCA2a interaction may provide a novel therapeutic approach for preventing the progression of dilated cardiomyopathy.

Statins are lipid-lowering therapeutics with favorable anti-inflammatory profiles and have been proposed as an adjunct therapy for COVID-19. However, statins may increase the risk of SARS-CoV-2 viral entry by inducing ACE2 expression. Here, we performed a retrospective study on 13,981 patients with COVID-19 in Hubei Province, China, among which 1,219 received statins. Based on a mixed-effect Cox model after propensity score-matching, we found that the risk for 28-day all-cause mortality was 5.2% and 9.4% in the matched statin and non-statin groups, respectively, with an adjusted hazard ratio of 0.58. The statin use-associated lower risk of mortality was also observed in the Cox time-varying model and marginal structural model analysis. These results give support for the completion of ongoing prospective studies and randomized controlled trials involving statin treatment for COVID-19, which are needed to further validate the utility of this class of drugs to combat the mortality of this pandemic.