ABSTRACT Recent advances in reverse genetics of hepatitis C virus (HCV) made it possible to determine the properties and biochemical compositions of HCV virions. Sedimentation analysis and characterization of HCV RNA-containing particles produced in the cultured cells revealed that HCV virions cover a large range of heterogeneous densities in sucrose gradient. The fractions of low densities are infectious, while the higher-density fractions containing the majority of HCV virion RNA are not. HCV core protein and apolipoprotein B and apolipoprotein E (apoE) were detected in the infectious HCV virions. The level of apoE correlates very well with HCV infectivity. Both apoE- and HCV E2-specific monoclonal antibodies precipitated HCV, demonstrating that HCV virions contain apoE and E2 proteins. apoE-specific monoclonal antibodies efficiently neutralized HCV infectivity in a dose-dependent manner, resulting in a reduction of infectious HCV by nearly 4 orders of magnitude. The knockdown of apoE expression by specific small interfering RNAs (siRNAs) remarkably reduced the levels of intracellular as well as secreted HCV virions. The apoE siRNA suppressed HCV production by more than 100-fold at 50 nM. These findings demonstrate that apoE is required for HCV virion infectivity and production, suggesting that HCV virions are assembled as apoE-enriched lipoprotein particles. Our findings also identified apoE as a novel target for discovery and development of antiviral drugs and monoclonal antibodies to suppress HCV virion formation and infection.

Abstract As the COVID-19 pandemic rages on, the new SARS-CoV-2 variants have emerged in the different regions of the world. These newly emerged variants have mutations in their spike (S) protein that may confer resistance to vaccine-elicited immunity and existing neutralizing antibody therapeutics. Therefore, there is still an urgent need of safe, effective, and affordable agents for prevention/treatment of SARS-CoV-2 and its variant infection. Here, we demonstrated that green tea beverage (GTB) or its major ingredient, epigallocatechin gallate (EGCG), were highly effective in inhibiting infection of live SARS-CoV-2 and human coronavirus (HCoV OC43). In addition, infection of the pseudoviruses with spikes of the new variants (UK-B.1.1.7, SA-B.1.351, and CA-B.1.429) was efficiently blocked by GTB or EGCG. Among the 4 active green tea catechins at noncytotoxic doses, EGCG was the most potent in the action against the viruses. The highest inhibitory activity was observed when the viruses or the cells were pre-incubated with EGCG prior to the infection. Mechanistic studies revealed that EGCG blocked infection at the entry step through interfering with the engagement of the receptor binding domain (RBD) of the viral spikes to angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) receptor of the host cells. These data support further clinical evaluation and development of EGCG as a novel, safe, and cost-effective natural product for prevention/treatment of SARS-CoV-2 transmission and infection.

The SARS-coronavirus 2 (SARS-CoV-2) spike (S) protein mediates viral entry into cells expressing the angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2). The S protein engages ACE2 through its receptor-binding domain (RBD), an independently folded 197-amino acid fragment of the 1273-amino acid S-protein protomer. The RBD is the primary SARS-CoV-2 neutralizing epitope and a critical target of any SARS-CoV-2 vaccine. Here we show that this RBD conjugated to each of two carrier proteins elicited more potent neutralizing responses in immunized rodents than did a similarly conjugated proline-stabilized S-protein ectodomain. Nonetheless, the native RBD expresses inefficiently, limiting its usefulness as a vaccine antigen. However, we show that an RBD engineered with four novel glycosylation sites (gRBD) expresses markedly more efficiently, and generates a more potent neutralizing responses as a DNA vaccine antigen, than the wild-type RBD or the full-length S protein, especially when fused to multivalent carriers such as an H. pylori ferritin 24-mer. Further, gRBD is more immunogenic than the wild-type RBD when administered as a subunit protein vaccine. Our data suggest that multivalent gRBD antigens can reduce costs and doses, and improve the immunogenicity, of all major classes of SARS-CoV-2 vaccines.

The SARS-coronavirus 2 (SARS-CoV-2) spike (S) protein mediates entry of SARS-CoV-2 into cells expressing the angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2). The S protein engages ACE2 through its receptor-binding domain (RBD), an independently folded 197-amino acid fragment of the 1273-amino acid S-protein protomer. Antibodies to the RBD domain of SARS-CoV (SARS-CoV-1), a closely related coronavirus which emerged in 2002-2003, have been shown to potently neutralize SARS-CoV-1 S-protein-mediated entry, and the presence of anti-RBD antibodies correlates with neutralization in SARS-CoV-2 convalescent sera. Here we show that immunization with the SARS-CoV-2 RBD elicits a robust neutralizing antibody response in rodents, comparable to 100 μg/ml of ACE2-Ig, a potent SARS-CoV-2 entry inhibitor. Importantly, anti-sera from immunized animals did not mediate antibody-dependent enhancement (ADE) of S-protein-mediated entry under conditions in which Zika virus ADE was readily observed. These data suggest that an RBD-based vaccine for SARS-CoV-2 could be safe and effective.