Abstract Caloric restriction and intermittent fasting prolong the lifespan and healthspan of model organisms and improve human health. The natural polyamine spermidine has been similarly linked to autophagy enhancement, geroprotection and reduced incidence of cardiovascular and neurodegenerative diseases across species borders. Here, we asked whether the cellular and physiological consequences of caloric restriction and fasting depend on polyamine metabolism. We report that spermidine levels increased upon distinct regimens of fasting or caloric restriction in yeast, flies, mice and human volunteers. Genetic or pharmacological blockade of endogenous spermidine synthesis reduced fasting-induced autophagy in yeast, nematodes and human cells. Furthermore, perturbing the polyamine pathway in vivo abrogated the lifespan- and healthspan-extending effects, as well as the cardioprotective and anti-arthritic consequences of fasting. Mechanistically, spermidine mediated these effects via autophagy induction and hypusination of the translation regulator eIF5A. In summary, the polyamine–hypusination axis emerges as a phylogenetically conserved metabolic control hub for fasting-mediated autophagy enhancement and longevity.

Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) poses an acute threat to public health and the world economy, especially because no approved specific drugs or vaccines are available. Pharmacological modulation of metabolism-dependent cellular pathways such as autophagy reduced propagation of highly pathogenic Middle East respiratory syndrome (MERS)-CoV. Here we show that SARS-CoV-2 infection limits autophagy by interfering with multiple metabolic pathways and that compound-driven interventions aimed at autophagy induction reduce SARS-CoV-2 propagation in vitro. In-depth analyses of autophagy signaling and metabolomics indicate that SARS-CoV-2 reduces glycolysis and protein translation by limiting activation of AMP-protein activated kinase (AMPK) and mammalian target of rapamycin complex 1 (mTORC1). Infection also downregulates autophagy-inducing spermidine, and facilitates AKT1/SKP2-dependent degradation of autophagy-initiating Beclin-1 (BECN1). Targeting of these pathways by exogenous administration of spermidine, AKT inhibitor MK-2206, and the Beclin-1 stabilizing, antihelminthic drug niclosamide inhibited SARS-CoV-2 propagation by 85, 88, and >99%, respectively. In sum, SARS-CoV-2 infection causally diminishes autophagy. A clinically approved and well-tolerated autophagy-inducing compound shows potential for evaluation as a treatment against SARS-CoV-2.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.

The selective breeding for extreme behavior on the elevated plus-maze (EPM) resulted in two mouse lines namely high-anxiety behaving (HAB) and low-anxiety behaving (LAB) mice. Using novel behavioral tests we demonstrate that HAB animals additionally exhibit maladaptive escape behavior and defensive vocalizations, whereas LAB mice show profound deficits in escaping from approaching threats which partially results from sensory deficits. We could relate these behavioral distortions to tonic changes in brain activity within the periaqueductal gray (PAG) in HAB mice and the superior colliculus (SC) in LAB mice, using in vivo manganese-enhanced MRI (MEMRI) followed by pharmacological or chemogenetic interventions. Therefore, midbrain-tectal structures govern the expression of both anxiety-like behavior and defensive responses. Our results challenge the uncritical use of the anthropomorphic terms anxiety or anxiety-like for the description of mouse behavior, as they imply higher cognitive processes, which are not necessarily in place.

Abstract Fatty acid amide hydrolase (FAAH) degrades the endocannabinoid anandamide. A polymorphism in FAAH (FAAH C385A) reduces FAAH expression, increases anandamide levels, and increases the risk of obesity. Nevertheless, some studies have found no association between FAAH C385A and obesity. We investigated whether the environmental context governs the impact of FAAH C385A on metabolic outcomes. Using a C385A knock-in mouse model, we found that under basal conditions, there was no effect of the FAAH C385A polymorphism on body weight or composition. By contrast, FAAH A/A mice are more susceptible to glucocorticoid-induced hyperphagia, weight gain, and activation of hypothalamic AMPK. AMPK inhibition occluded the amplified hyperphagic response to glucocorticoids in FAAH A/A mice. FAAH knockdown exclusively in AgRP neurons mimicked the exaggerated feeding response of FAAH A/A mice to glucocorticoids. FAAH A/A mice likewise presented exaggerated orexigenic responses to ghrelin, while FAAH knockdown in AgRP neurons blunted leptin anorectic responses. Together, the FAAH A/A genotype amplifies orexigenic responses and decreases anorexigenic responses, providing a putative mechanism explaining the diverging human findings.

High levels of proinflammatory cytokines induce neurotoxicity and catalyze inflammation-driven neurodegeneration, but the specific release mechanisms from microglia remain elusive. We demonstrate that secretory autophagy (SA), a non-lytic modality of autophagy for secretion of vesicular cargo, regulates neuroinflammation-mediated neurodegeneration via SKA2 and FKBP5 signaling. SKA2 inhibits SA-dependent IL-1β release by counteracting FKBP5 function. Hippocampal Ska2 knockdown in mice hyperactivates SA resulting in neuroinflammation, subsequent neurodegeneration and complete hippocampal atrophy within six weeks. The hyperactivation of SA increases IL-1β release, initiating an inflammatory feed-forward vicious cycle including NLRP3-inflammasome activation and Gasdermin D (GSDMD)-mediated neurotoxicity, which ultimately drives neurodegeneration. Results from protein expression and co-immunoprecipitation analyses of postmortem brains demonstrate that SA is hyperactivated in Alzheimer's disease. Overall, our findings suggest that SKA2-regulated, hyperactive SA facilitates neuroinflammation and is linked to Alzheimer's disease, providing new mechanistic insight into the biology of neuroinflammation.