Summary Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infection leads to NF-κB activation and induction of pro-inflammatory cytokines, though the underlying mechanism for this activation is not fully understood. Our results reveal that the SARS-CoV-2 Nsp14 protein contributes to the viral activation of NF-κB signaling. Nsp14 caused the nuclear translocation of NF-κB p65. Nsp14 induced the upregulation of IL-6 and IL-8, which also occurred in SARS-CoV-2 infected cells. IL-8 upregulation was further confirmed in lung tissue samples from COVID-19 patients. A previous proteomic screen identified the putative interaction of Nsp14 with host Inosine-5’-monophosphate dehydrogenase 2 (IMPDH2) protein, which is known to regulate NF-κB signaling. We confirmed the Nsp14-IMPDH2 protein interaction and found that IMPDH2 knockdown or chemical inhibition using ribavirin (RIB) and mycophenolic acid (MPA) abolishes Nsp14-mediated NF-κB activation and cytokine induction. Furthermore, IMDPH2 inhibitors (RIB, MPA) efficiently blocked SARS-CoV-2 infection, indicating that IMDPH2, and possibly NF-κB signaling, is beneficial to viral replication. Overall, our results identify a novel role of SARS-CoV-2 Nsp14 in causing the activation of NF-κB.

Summary/Abstract FACT ( FA cilitates C hromatin T ranscription) is a heterodimeric protein complex composed of SUPT16H and SSRP1, and a histone chaperone participating in chromatin remodeling during gene transcription. FACT complex is profoundly regulated, and contributes to both gene activation and suppression. Here we reported that SUPT16H, a subunit of FACT, is acetylated at lysine 674 (K674) of middle domain (MD), which involves TIP60 histone acetyltransferase. Such acetylation of SUPT16H is recognized by bromodomain protein BRD4, which promotes protein stability of SUPT16H. We further demonstrated that SUPT16H-BRD4 associates with histone modification enzymes (EZH2, HDAC1) and affects histone marks (H3K9me3, H3K27me3 and H3ac). BRD4 is known to profoundly regulate interferon (IFN) signaling, while such function of SUPT16H has never been explored. Surprisingly, our results revealed that SUPT16H genetic knockdown via RNAi or pharmacological inhibition by using its inhibitor, curaxin 137 (CBL0137), results in the induction of IFNs and interferon-stimulated genes (ISGs). Through this mechanism, CBL0137 is shown to efficiently inhibit infection of multiple viruses, including Zika, influenza, and SARS-CoV-2. Furthermore, we demonstrated that CBL0137 also causes the remarkable activation of IFN signaling in natural killer (NK) cells, which promotes the NK-mediated killing of virus-infected cells in a co-culture system using human primary NK cells. Overall, our studies unraveled the previously un-appreciated role of FACT complex in regulating IFN signaling in both epithelial and NK cells, and also proposed the novel application of CBL0137 to treat viral infections.

Abstract Combinational antiretroviral therapy (cART) effectively suppresses HIV-1 infection, replication, and pathogenesis in HIV-1 patients. However, the patient’s HIV-1 reservoir still cannot be eliminated by current cART or other therapies. One putative HIV-1 eradication strategy is “shock and kill”, which reactivates HIV-1 in latently-infected cells and induces their cytopathic effect or immune clearance to decrease the patients’ reservoir size. KDM5A and KDM5B act as the HIV-1 latency-promoting genes, decreasing the HIV-1 viral gene transcription and reactivation in infected cells. Depletion of KDM5 A/B by siRNA knockdown (KD) increases H3K4 trimethylation (H3K4me3) in HIV-1 Tat-mediated transactivation. We also found that the KDM5-specific inhibitor JQKD82 can increase H3K4me3 at the HIV-1 LTR region during HIV-1 reactivation and induce cytopathic effects. We applied the JQKD82 in combination with the non-canonical NF-κB activator AZD5582, which synergistically induced HIV-1 reactivation and cell apoptosis in HIV-1 infected cells. These results suggested that the KDM5 inhibition can be a putative HIV-1 latency-reversing strategy for the HIV-1 “shock and kill” eradication therapy.

ABSTRACT A rare subset of HIV-infected individuals, termed elite controllers (ECs), can maintain long-term control over HIV replication in the absence of antiretroviral therapy (ART). To elucidate the biological mechanism of resistance to HIV replication at the molecular and cellular levels, we performed RNA sequencing and identified alternative splicing variants from ECs, HIV-infected individuals undergoing ART, ART-naïve HIV-infected individuals, and healthy controls. Differential gene expression patterns that are specific to ECs and may influence HIV resistance were identified, including alternative RNA splicing and exon usage variants of the CREM/ICER gene (cAMP-responsive element modulator/inducible cAMP early repressors). The knockout and knockdown of specific ICER exons that were found to be upregulated in ECs resulted in significantly increased HIV infection in CD4+ T cell line and primary CD4+ T cells. Overexpression of ICER isoforms decreased HIV infection in primary CD4+ T cells. Furthermore, ICER regulated HIV-1 LTR promoter activity in a Tat-dependent manner. Together, these results suggest that ICER is an HIV host factor that may contribute to HIV resistance of ECs. These findings will help elucidate the mechanisms of HIV control by ECs and may yield a new approach for treatment of HIV.