Commensal bacteria impact host health and immunity through various mechanisms, including the production of immunomodulatory molecules. Bacteroides fragilis produces a capsular polysaccharide (PSA), which induces regulatory T cells and mucosal tolerance. However, unlike pathogens, which employ secretion systems, the mechanisms by which commensal bacteria deliver molecules to the host remain unknown. We reveal that Bacteroides fragilis releases PSA in outer membrane vesicles (OMVs) that induce immunomodulatory effects and prevent experimental colitis. Dendritic cells (DCs) sense OMV-associated PSA through TLR2, resulting in enhanced regulatory T cells and anti-inflammatory cytokine production. OMV-induced signaling in DCs requires growth arrest and DNA-damage-inducible protein (Gadd45α). DCs treated with PSA-containing OMVs prevent experimental colitis, whereas Gadd45α−/− DCs are unable to promote regulatory T cell responses or suppress proinflammatory cytokine production and host pathology. These findings demonstrate that OMV-mediated delivery of a commensal molecule prevents disease, uncovering a mechanism of interkingdom communication between the microbiota and mammals.

Genes and microbes converge in colitis Both host genetics and intestinal microbes probably contribute to a person's overall susceptibility to inflammatory bowel disease (IBD). The human gut microbe Bacteroides fragilis produces immunomodulatory molecules that it releases via outer membrane vesicles (OMVs). These molecules can protect mice from experimentally induced colitis. Chu et al. now find that OMV-mediated protection from colitis requires Atg16l1 and Nod2 genes whose human orthologs are associated with an increased risk for developing IBD. OMVs trigger an ATG16L1 and NOD2–dependent noncanonical autophagy pathway in dendritic cells (DCs). OMV-primed DCs, in turn, induce regulatory T cells in the intestine that protect against colitis. Science , this issue p. 1116

TADB2.0 (http://bioinfo-mml.sjtu.edu.cn/TADB2/) is an updated database that provides comprehensive information about bacterial type II toxin-antitoxin (TA) loci. Compared with the previous version, the database refined and the new data schema is employed. With the aid of text mining and manual curation, it recorded 6193 type II TA loci in 870 replicons of bacteria and archaea, including 105 experimentally validated TA loci. In addition, the newly developed tool TAfinder combines the homolog searches and the operon structure detection, allowing the prediction for type II TA pairs in bacterial genome sequences. It also helps to investigate the genomic context of predicted TA loci for putative virulence factors, antimicrobial resistance determinants and mobile genetic elements via alignments to the specific public databases. Additionally, the module TAfinder-Compare allows comparing the presence of the given TA loci across the close relative genomes. With the recent updates, TADB2.0 might provide better support for understanding the important roles of type II TA systems in the prokaryotic life activities.

Summary Objective Sudden unexpected death in epilepsy (SUDEP) is the leading cause of mortality in patients in patients with intractable epilepsy. However, the pathogenesis of SUDEP seems to be poorly understood. Our previous findings showed that the incidence of seizure-induced respiratory arrest (S-IRA) was markedly reduced by atomoxetine in a murine SUDEP model. Because the central NE α-1 receptor (NEα-1R) plays a vital role in regulating respiratory function, we hypothesized that the suppression of S-IRA by atomoxetine was mediated by NE/NEα-1R interactions that can be reversed by NEα-1R antagonism. Methods We examined whether atomoxetine-mediated suppression of S-IRA evoked by either acoustic stimulation or pentylenetetrazole (PTZ) in DBA/1 mice can be reversed by intraperitoneal (IP) and intracerebroventricular (ICV) administration of prazosin, a selective antagonist of NEα-1R. The content and activity of tyrosine hydroxylase (TH), a rate-limiting enzyme for NE synthesis, in the lower brainstem was measured by ELISA. Electroencephalograms (EEG) were obtained by using the PTZ-evoked SUDEP model. Results Atomoxetine-mediated suppression of S-IRA evoked by either acoustic stimulation or PTZ was significantly reversed by low doses of IP and ICV prazosin. Neither repetitive acoustic stimulation nor S-IRA reduced TH levels in lower brainstem. However, the enzyme activity of TH levels in lower brainstem was significantly increased by mechanical ventilation with DBA/1 mice ,which makes dead DBA/1 mice suffered from S-IRA and SUDEP recover. EEG data showed that although the protective effect of atomoxetine was reversed by prazosin, neither drug affected EEG activity. Significance These data suggest that deficient synthesis of NE and norepinephrinergic neurotransmission contributes to S-IRA and that the NEα-1R is a potential therapeutic target for the prevention of SUDEP.

Abstract In order to explore the mechanism of general anesthesia emergence, based on the common clinical phenomenon-delayed emergence, we explore the role of 5-hydroxytryptamine (5-HT) neurons in the dorsal raphe nucleus in promoting awakening from sevoflurane anesthesia in mice model. In this study, C57BL/6J male mice were selected to specifically activate or inhibit 5-HT neurons in the dorsal raphe nucleus (DRN) and different 5-HT receptors by intraperitoneal, lateral ventricle, intranuclear or DRN injection of agonists/antagonists and optogenetics during the sevoflurane anesthesia to record and observe the anesthesia induction and emergence time of mice. Through intraventricular infusion and intranuclear microinjection of 5-HT and the agonists or antagonists of different 5-HT receptors, our data showed that 5-HT and 5-HT1A and 2A/C receptors, especially 5-HT1A receptor, are involved in the regulation of delayed awakening mediated by DRN 5-HT neurons. This can provide a reliable theoretical basis as well as potential targets for clinical intervention to prevent delayed emergence and some postoperative risks. Graphical Abstract

Abstract Although some advancements concerning the arousal involved in mediating the delayed emergency from general anesthesia, which will lead to the serious complications, had been made, the role by arousal in modulating in delayed emergency still remains to be unclear. In our models, based on our previous working that activation of the 5-Hydroxytryptamine (5-HT) neurons in the dorsal raphe nucleus (DRN) by optogenetics can significantly reduce the emergency time by activating arousal pathway, we further test whether the serotonergic neural circuit between the DRN and the basolateral amygdala (BLA) is implicated in modulating the arousal from the sevoflurane anesthesia and the emergency time of sevoflurane anesthesia by the pharmacological, optogenetics and fiber photometry. Our findings showed that whether the serotonergic neural circuit between the DRN and the basolateral amygdala (BLA) plays a key role in modulating the arousal from the sevoflurane anesthesia and the emergency time of sevoflurane anesthesia. Based on the serotonergic neural circuit, the 5-HT 1 A receptor is of great significance to mediate the arousal and the emergency time of the sevoflurane anesthesia. Graphical Abstract Figure1

Abstract Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is the third leading cause of cancer death in the United States. Pancreatic tumors are minimally infiltrated by T cells and are largely refractory to immunotherapy. Accordingly, the role of T cell immunity in pancreatic cancer has been somewhat overlooked. Here, we hypothesized that immune evasion in pancreatic cancer is induced in response to T cell-based immune selection pressure, and that understanding how pancreatic tumors respond to immune attack may facilitate the development of more effective therapeutic strategies. We now provide the first evidence that T cell-dependent host immune responses induce a PDAC-derived myeloid mimicry phenomenon and stimulate immune evasion. mT3-2D cells derived from a Kras +/ LSL-G12D ; Trp53 +/ LSL-R172H ; Pdx1-Cre (KPC) mouse model of pancreatic cancer were grown in immunocompetent and immunodeficient C57BL/6 mice, and analyzed to determine the impacts of adaptive immunity specifically on malignant epithelial cells as well as on whole tumors. We found that immune selection pressure, via signal transducer and activator of transcription 1 (STAT1), stimulates malignant epithelial pancreatic cells to induce the expression of genes typically expressed by myeloid cells and alters intratumoral immunosuppressive myeloid cell profiles. Targeting the Janus Kinase (JAK)/STAT signaling pathway using the FDA approved drug, ruxolitinib, overcomes these tumor-protective responses and improves anti-PD1 antibody therapeutic efficacy. These findings provide future directions for treatments that specifically disable this mechanism of resistance in PDAC.

Abstract Sudden unexpected death in epilepsy (SUDEP) is the leading cause of death among epilepsy patients, occurring even more frequently in cases with anti-epileptic drug resistance. However, the underlying mechanism of SUDEP remains elusive. Our previous study demonstrated that enhancement of serotonin (5-HT) synthesis by intraperitoneal (IP) injection of 5-hydroxytryptophan (5-HTP) significantly reduced the incidence of seizure-induced respiratory arrest (S-IRA) in a DBA/1 mouse SUDEP model. Given that the 5-HT2A receptor (5-HT2AR) plays an important role in mediating the respiration system in the brain, we hypothesized that 5-HT2AR plays a key role in S-IRA and SUDEP. To test this hypothesis, we examined whether the decreased incidence of S-IRA evoked by either acoustic stimulation or pentylenetetrazole (PTZ) injection following 5-HTP administration will be blocked by treatment with ketanserin (KET), a selective antagonist of 5HT2AR, in the DBA/1 mouse SUDEP model. We observed that the reduction in S-IRA by 5-HTP was significantly reversed by IP or intracerebroventricular injection of KET. Considering the localization of 5-HT2AR in the pre-Bötzinger complex (PBC), which plays a key role in regulating respiratory rhythm, we next examined whether KET acts on 5-HT2AR in the PBC. To test this hypothesis, we activated the neural circuit between the dorsal raphe nucleus (DR) and PBC using optogenetics technology. We observed that stimulation of TPH2-ChETA-expressing neurons in the DR reduced the incidence of S-IRA evoked by PTZ, and this suppressant effect was significantly reversed by administration of KET in the bilateral PBC with no changes in electroencephalogram activity. The neural circuit between the DR and PBC was confirmed by injection of cholera toxin subunit B555 (CTB-555), a nerve tracer, in the DR or PBC separately. Calcium signaling evoked by PTZ within neurons of the PBC during seizures was significantly reduced by photostimulation of the DR. Taken together, our findings suggest that 5-HT2AR plays a critical role in regulating S-IRA and targeting the serotonergic neural circuit between the DR and PBC is a promising approach to preventing SUDEP.

D-D'-A type aza-borondipyrromethenes (aza-BODIPYs) were prepared by Suzuki cross-coupling reaction. Photothermal conversion efficiency of self-assemble aza-BODIPY-based nanoparticles (DA-azaBDP-NPs) with NIR-II emission (λem = 1065 nm) was 37.2% under near infrared (NIR) irradiation, and the outstanding cytotoxicity was triggered by coexistence of DA-azaBDP-NPs and the NIR irradiation, with the decrease of glioblastoma migration and the inhibition of glioblastoma proliferation. DA-azaBDP-NPs could promote glioblastoma autophagy and accelerate the process of cell death. The photothermal therapy (PTT) of DA-azaBDP-NPs can effectively induce glioblastoma death by apoptosis under the NIR irradiation, which is highly promising to be applied in vivo experiments of brain.

Vesicular glutamate transporter type 2 (VGLUT2) is known to play an important role in mediating the heat hyperalgesia induced by inflammation. However, the underlying mechanism for this activity is poorly understood. Cyclin-dependent kinase 5 (Cdk5), serving as a key regulator in mediating release of glutamate, contributed to the inflammatory heat . It remains unknown whether there is a bridge between Cdk5 and VGLUT2 for mediating inflammatory pain. Therefore, we designed the experiment to determine whether VGLUT2 signaling pathway is involved in Inflammatory pain mediated by Cdk5 and the heat hyperalgesia induced by complete Freund's adjuvant (CFA) can be reversed by roscovitine, a selective inhibitor for Cdk5 through inhibition of VGLUT2 expression. Immunohistochemistry results suggest that when compared with rats in a control group, rats in an experimental group showed significant coexpression of Cdk5/VGLUT2 in small and medium-sized neuronal cells of the dorsal root ganglion (DRG) and spinal cord between days 1 and 3 following subcutaneous injection of CFA. Moreover, our study revealed that the expression of VGLUT2 protein in DRG and spinal cord was remarkably increased between days 1 and 3 following CFA injection. Additionally, p25 but not p35, a activator of Cdk5,protein was significantly increased and reduced by roscovitine.The increased expressions of VGLUT2 protein was significantly reduced by roscovitine as well. Our study showed that VGLUT2/Cdk5 signaling pathway contributed to the inflammatory pain medicated by Cdk5/p25.