Abstract The outbreak of coronavirus disease 2019 (COVID-19), caused by the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), is a global threat to human health. Using a multidisciplinary approach, we identified and validated the hepatitis C virus (HCV) protease inhibitor simeprevir as an especially promising repurposable drug for treating COVID-19. Simeprevir potently reduces SARS-CoV-2 viral load by multiple orders of magnitude and synergizes with remdesivir in vitro . Mechanistically, we showed that simeprevir inhibits the main protease (M pro ) and unexpectedly the RNA-dependent RNA polymerase (RdRp). Our results thus reveal the viral protein targets of simeprevir, and provide preclinical rationale for the combination of simeprevir and remdesivir for the pharmacological management of COVID-19 patients. One Sentence Summary Discovery of simeprevir as a potent suppressor of SARS-CoV-2 viral replication that synergizes with remdesivir.

With advances in single-cell genomics, molecular signatures of cells comprising the brain vasculature are revealed in unprecedented detail[1][1],[2][2], yet the ageing-associated cell subtype transcriptomic changes which may contribute to neurovascular dysfunction in neurodegenerative diseases[3][3]–[7][4] remain elusive. Here, we performed single-cell transcriptomic profiling of brain endothelial cells (EC) in young adult and aged mice to characterize their ageing-associated genome-wide expression changes. We identified zonation-dependent transcriptomic changes in aged brain EC subtypes, with capillary ECs exhibiting the most transcriptomic alterations. Pathway enrichment analysis revealed altered immune/cytokine signaling in ECs of all vascular segments, while functional changes impacting the blood-brain barrier (BBB) and glucose/energy metabolism were most prominently implicated in ECs of the capillary bed – the primary site where ECs and other neurovascular unit (NVU) cell types closely interact and coordinate to regulate BBB and cerebral blood flow in health and diseased conditions[8][5]–[17][6]. Furthermore, an overrepresentation of Alzheimer’s disease (AD)-associated genes identified from GWAS studies was evident among the human orthologs of differentially expressed genes of aged capillary ECs but not other EC subtypes. Importantly, for numerous EC-enriched differentially expressed genes with important functional roles at the BBB and/or association with AD, we found concordant expression changes in human aged or AD brains. Finally, we demonstrated that treatment with exenatide, a glucagon-like peptide-1 receptor (GLP-1R) agonist, strongly reverses transcriptomic changes in ECs and largely reduces BBB leakage in the aged brain. Thus, our study provides insights into detailed transcriptomic alterations underlying brain EC ageing that are complex with subtype specificity yet amenable to pharmacological interventions. [1]: #ref-1 [2]: #ref-2 [3]: #ref-3 [4]: #ref-7 [5]: #ref-8 [6]: #ref-17

Abstract Background Subarachnoid hemorrhage (SAH) is a severe stroke and the advanced treatment for SAH is still limited. Recent studies have shown that microglia-mediated neuroinflammation plays a critical role in the pathogenesis of SAH. Microglia can transform their states in response to central nervous system injury. However, the transcriptomic features of microglia remained unknown in SAH. Recent developed single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) provides a possible way to solve this problem. Methods Endovascular perforation (EVP) murine SAH model was established to reproduce experimental SAH. Microglia states are examined with immune staining and quantitate analysis. Post-SAH microglial single-cell suspension were harvest and sequenced using 10X scRNA-seq platform. Then, the detailed single-cell transcriptomic characterization of post-SAH microglia were analyzed with bioinformatics. Results Transcriptional analysis revealed at least ten diverse microglial subgroups, including SAH-associated microglia (SAM), inflammatory-associated microglia (IAM) and proliferation-associated microglia (PAM), which all exhibit distinct marker gene expression patterns. Microglia subsets interaction reveals the functional relationship between elevated signaling pathways and microglial sub-populations in SAH. Receptor-ligand pair analysis revealed that complex inter-cellular interactions exist between the microglia subsets and other cell types, and indicated that microglia are important mediators of neuroinflammation after SAH. Integrated analysis with normal microglia further proved the existence of these microglia subpopulations and different gene markers associated with SAH were clarified. Conclusions Collectively, we first report the single-cell transcriptome of post-SAH microglia and found specific biomarkers related to the neuroinflammation in SAH. These results enhanced our understanding of the pathological mechanisms of microglial response to SAH, and may guide future development of SAH monitoring methods and therapeutics.