Transcription factor-based cellular reprogramming has opened the way to converting somatic cells to a pluripotent state, but has faced limitations resulting from the requirement for transcription factors and the relative inefficiency of the process. We show here that expression of the miR302/367 cluster rapidly and efficiently reprograms mouse and human somatic cells to an iPSC state without a requirement for exogenous transcription factors. This miRNA-based reprogramming approach is two orders of magnitude more efficient than standard Oct4/Sox2/Klf4/Myc-mediated methods. Mouse and human miR302/367 iPSCs display similar characteristics to Oct4/Sox2/Klf4/Myc-iPSCs, including pluripotency marker expression, teratoma formation, and, for mouse cells, chimera contribution and germline contribution. We found that miR367 expression is required for miR302/367-mediated reprogramming and activates Oct4 gene expression, and that suppression of Hdac2 is also required. Thus, our data show that miRNA and Hdac-mediated pathways can cooperate in a powerful way to reprogram somatic cells to pluripotency.PaperFlickeyJraWQiOiI4ZjUxYWNhY2IzYjhiNjNlNzFlYmIzYWFmYTU5NmZmYyIsImFsZyI6IlJTMjU2In0.eyJzdWIiOiI4ZjQ2OTBmMDY1YTBjOGVlYjdkOTI0NWZlNGVkYzA5MCIsImtpZCI6IjhmNTFhY2FjYjNiOGI2M2U3MWViYjNhYWZhNTk2ZmZjIiwiZXhwIjoxNjc3OTc3ODkxfQ.dbKbsGf3Tt9wpqwsR2YK4MVriDUBB0Fy9_GheRxv7pJ0rKbu39d7cVr_lHP_Wbj8xMOOs20MeWQXDfoZabA9zX7HHB88NBkCLZXICckJx43j3Wa7a78lmwk446cKLHR1otWsHddTold7WzmDh8ISMNFL7b67z3RrrrLYOnXxivRw0SBv9YtdSGEAilINYED8PU4_ycTg6Sag7Gq92rsqvXqFUWB8SWVJgRWZzbgzyQ5T5h6TT23b6XFQvLOPMNiu_NuqoFwgRwKByUHudZ6RlWYKS2u2E8p1ZHqG7S21C9jv5D3kURFecyEL12lmv4c4x6ZtLY8e8Vaccs2eQsnStg(mp4, (10.95 MB) Download video

The ability to properly model intravascular steps in metastasis is essential in identifying key physical, cellular, and molecular determinants that can be targeted therapeutically to prevent metastatic disease. Research on the vascular microenvironment has been hindered by challenges in studying this compartment in metastasis under conditions that reproduce in vivo physiology while allowing facile experimental manipulation.We present a microfluidic vasculature system to model interactions between circulating breast cancer cells with microvascular endothelium at potential sites of metastasis. The microfluidic vasculature produces spatially-restricted stimulation from the basal side of the endothelium that models both organ-specific localization and polarization of chemokines and many other signaling molecules under variable flow conditions. We used this microfluidic system to produce site-specific stimulation of microvascular endothelium with CXCL12, a chemokine strongly implicated in metastasis.When added from the basal side, CXCL12 acts through receptor CXCR4 on endothelium to promote adhesion of circulating breast cancer cells, independent of CXCL12 receptors CXCR4 or CXCR7 on tumor cells. These studies suggest that targeting CXCL12-CXCR4 signaling in endothelium may limit metastases in breast and other cancers and highlight the unique capabilities of our microfluidic device to advance studies of the intravascular microenvironment in metastasis.

The plasticity of differentiated cells in adult tissues undergoing repair is an area of intense research. Pulmonary alveolar type II cells produce surfactant and function as progenitors in the adult, demonstrating both self-renewal and differentiation into gas exchanging type I cells. In vivo, type I cells are thought to be terminally differentiated and their ability to give rise to alternate lineages has not been reported. Here we show that Hopx becomes restricted to type I cells during development. However, unexpectedly, lineage-labelled Hopx+ cells both proliferate and generate type II cells during adult alveolar regrowth following partial pneumonectomy. In clonal 3D culture, single Hopx+ type I cells generate organoids composed of type I and type II cells, a process modulated by TGFβ signalling. These findings demonstrate unanticipated plasticity of type I cells and a bidirectional lineage relationship between distinct differentiated alveolar epithelial cell types in vivo and in single-cell culture. Alveoli are the lung's functional units composed of two major epithelial cell types, type I and type II. Type II cells are adult lung stem cells, but this study shows that differentiated Type I cells can also self-renew and give rise to Type II cells, revealing a bidirectional relationship between lung epithelial cell types.