The Cancer Genome Atlas profiled 279 head and neck squamous cell carcinomas (HNSCCs) to provide a comprehensive landscape of somatic genomic alterations. Here we show that human-papillomavirus-associated tumours are dominated by helical domain mutations of the oncogene PIK3CA, novel alterations involving loss of TRAF3, and amplification of the cell cycle gene E2F1. Smoking-related HNSCCs demonstrate near universal loss-of-function TP53 mutations and CDKN2A inactivation with frequent copy number alterations including amplification of 3q26/28 and 11q13/22. A subgroup of oral cavity tumours with favourable clinical outcomes displayed infrequent copy number alterations in conjunction with activating mutations of HRAS or PIK3CA, coupled with inactivating mutations of CASP8, NOTCH1 and TP53. Other distinct subgroups contained loss-of-function alterations of the chromatin modifier NSD1, WNT pathway genes AJUBA and FAT1, and activation of oxidative stress factor NFE2L2, mainly in laryngeal tumours. Therapeutic candidate alterations were identified in most HNSCCs. The Cancer Genome Atlas presents an integrative genome-wide analysis of genetic alterations in 279 head and neck squamous cell carcinomas (HNSCCs), which are classified by human papillomavirus (HPV) status; alterations in EGFR, FGFR, PIK3CA and cyclin-dependent kinases are shown to represent candidate targets for therapeutic intervention in most HNSCCs. Squamous cell head and neck cancer is one of the most common and deadly cancers. Despite initial responses to combinations of surgery, radiation and chemotherapy, approximately half of all tumours recur, usually within two years of initial diagnosis. Molecular markers and targeted therapies have had little impact on this disease to date. Here, The Cancer Genome Atlas team presents a detailed genome-wide overview of alterations and highlights critical genetic events of potential biological and clinical significance in head and neck squamous cell carcinomas (HNSCCs) with different human papillomavirus status. Mutational profiles reveal distinct subgroups of HNSCCs. Mutations in EGFR, FGFRs, PIK3CA and cyclin-dependent kinases represent candidate targets for therapeutic intervention in the majority of HNSCCs.

Significance A significant proportion of head and neck cancer is driven by human papillomavirus (HPV) infection, and the expression of viral oncogenes is involved in the development of these tumors. However, the role of HPV integration in primary tumors beyond increasing the expression of viral oncoproteins is not understood. Here, we describe how HPV integration impacts the host genome by amplification of oncogenes and disruption of tumor suppressors as well as driving inter- and intrachromosomal rearrangements. Tumors that do and do not have HPV integrants display distinct gene expression profiles and DNA methylation patterns, which further support the view that the mechanisms by which tumors with integrated and nonintegrated HPV arise are distinct.

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 Both Kaposi’s sarcoma-associated herpesvirus (KSHV) and Epstein-Barr virus (EBV) establish the persistent, life-long infection primarily at the latent status, and contribute to certain types of tumors, including B cell lymphomas, especially in immuno-compromised individuals, such as people living with HIV (PLWH). Lytic reactivation of these viruses can be employed to kill tumor cells harboring latently infected viral episomes, through the viral cytopathic effects and the subsequent antiviral immune responses. In this study, we identified that polo-like kinase 1 (PLK1) is induced by KSHV de novo infection as well as lytic switch from KSHV latency. We further demonstrated that PLK1 depletion or inhibition facilitates KSHV reactivation and promotes cell death of KSHV-reactivated lymphoma cells. Mechanistically, PLK1 regulates Myc that is critical to both maintenance of KSHV latency and support of cell survival, and preferentially affects the level of H3K27me3 inactive mark both globally and at certain loci of KSHV viral episomes. Lastly, we recognized that PLK1 inhibition synergizes with STAT3 inhibition to efficiently induce KSHV reactivation. Furthermore, we also confirmed that PLK1 depletion or inhibition yields the similar effect on EBV reactivation and cell death of EBV-reactivated lymphoma cells. Additionally, we noticed the PLK1 in B cells is elevated in the context of HIV infection and by HIV Nef protein, which would favor KSHV/EBV latency. Above all, our findings illustrated that PLK1 is a novel host target that can be inhibited to benefit the viral oncolysis to eliminate KSHV/EBV-infected lymphoma cells, particularly for PLWH.

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 Polyamines are critical metabolites involved in various cellular processes and often dysregulated in cancers. Kaposi’s sarcoma associated Herpesvirus (KSHV) is a defined oncogenic virus belonging to the sub-family of human gamma-herpesviruses. KSHV infection leads to the profound alteration of host metabolic landscape to favor the development of KSHV-associated malignancies. In our studies, we identified that polyamine biosynthesis and eIF5A hypusination are dynamically regulated by KSHV infection likely through the modulation of key enzymes of these pathways, such as ODC1, and that in return these metabolic pathways are required for both KSHV lytic switch from latency and de novo infection. The further analysis unraveled that translation of critical KSHV latent and lytic proteins (LANA, RTA) depends on eIF5A hypusination. We also demonstrated that KSHV infection can be efficiently and specifically suppressed by using inhibitors targeting either polyamine biosynthesis or eIF5A hypusination. Above all, our results illustrated that the dynamic and profound interaction of a DNA tumor virus (KSHV) with host polyamine biosynthesis and eIF5A hypusination metabolic pathways promote viral propagation and oncogenesis, which serve as new therapeutic targets to treat KSHV-associated malignancies.