Abstract In addition to the mutations on the spike protein (S), co-occurring mutations on nucleocapsid (N) protein are also emerging in SARS-CoV-2 world widely. Mutations R203K/G204R on N, carried by high transmissibility SARS-CoV-2 lineages including B.1.1.7 and P.1, has a rapid spread in the pandemic during the past year. In this study, we performed comprehensive population genomic analyses and virology experiment concerning on the evolution, causation and virology consequence of R203K/G204R mutations. The global incidence frequency (IF) of 203K/204R has rose up from nearly zero to 76% to date with a shrinking from August to November in 2020 but bounced later. Our results show that the emergence of B.1.1.7 is associated with the second growth of R203K/G204R mutants. We identified positive selection evidences that support the adaptiveness of 203K/204R variants. The R203K/G204R mutant virus was created and compared with the native virus. The virus competition experiments show that 203K/204R variants possess a replication advantage over the preceding R203/G204 variants, possibly in relation to the ribonucleocapsid (RNP) assemble during the virus replication. Moreover, the 203K/204R virus increased the infectivity in a human lung cell line and induced an enhanced damage to blood vessel of infected hamsters’ lungs. In consistence, we observed a positive association between the increased severity of COVID-19 and the IF of 203K/204R from in silicon analysis of global clinical and epidemic data. In combination with the informatics and virology experiment, our work suggested the contribution of 203K/204R to the increased transmission and virulence of the SARS-CoV-2. In addition to mutations on the S protein, the mutations on the N protein are also important to virus spread during the pandemic.

Abstract Previous work indicated that the nucleocapsid 203 mutation increase the virulence and transmission of the SARS-CoV-2 Alpha variant. However, Delta later outcompeted Alpha and other lineages, promoting a new wave of infections. Delta also possesses a nucleocapsid 203 mutation, R203M. Large-scale epidemiological analyses suggest a synergistic effect of the 203 mutation and the spike L452R mutation, associated with Delta expansion. Viral competition experiments demonstrate the synergistic effect in fitness and infectivity. More importantly, we found that the combination of R203M and L452R brings in a 3.2-fold decrease in neutralizing titers to the neutralizing serum relative to L452R-only virus. R203M/L452R show an increased fitness after the initiation of global vaccination programmes, possibly associated with the enhanced immune evasion. Another rapidly emerging variant Omicron also bears the 203 mutation. Thus, we proposed that nucleocapsid mutations play an essential role for the rise and predominance of variants in concern.

ABSTRACT The historically dominant SARS-CoV-2 Delta variants and the currently dominant Omicron variants carry a T492I substitution within the non-structural protein 4 (NSP4). Based on a combination of in silico analyses, we predicted that the T492I mutation increases the transmissibility and adaptability of the virus. We confirmed this hypothesis by performing competition experiments in hamsters and in human airway tissue culture models. Furthermore, we show that the T492I mutation also increases the replication capacity and infectiveness of the virus, and improves its ability to evade antibody neutralization induced by previous variants. Mechanistically, the T492I mutation increases cleavage efficiency of the viral main protease NSP5 by enhancing enzyme-substrate binding, resulting in increased production of nearly all non-structural proteins processed by NSP5. Importantly, T492I mutation suppresses the viral RNA associated chemokines in monocytic macrophages, which may contribute to the attenuated pathogenicity of Omicron variants. Our results highlight the importance of the NSP4 mutation in the evolutionary dynamics of SARS-CoV-2 and identify a novel target for the development of broad-spectrum antiviral agents.

Abstract Coronavirus disease 2019 is a respiratory infectious disease caused by the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Evidence on the pathogenesis of SARS-CoV-2 is accumulating rapidly. In addition to structural proteins such as Spike and Envelope, the functional roles of non-structural and accessory proteins in regulating viral life cycle and host immune responses remain to be understood. Here, we show that open reading frame 8 (ORF8) acts as messenger for inter-cellular communication between alveolar epithelial cells and macrophages during SARS-CoV-2 infection. Mechanistically, ORF8 is a secretory protein that can be secreted by infected epithelial cells via both conventional and unconventional secretory pathways. The unconventionally secreted ORF8 recognizes the IL17RA receptor of macrophages and induces cytokine release. However, conventionally secreted ORF8 cannot bind to IL17RA due to N-linked glycosylation. Furthermore, we found that Yip1 interacting factor homolog B (YIF1B) is a channel protein that translocates unglycosylated ORF8 into vesicles for unconventional secretion. Blocking the unconventional secretion of ORF8 via a YIF1B knockout in hACE2 mice attenuates inflammation and yields delayed mortality following SARS-CoV-2 challenge.

To investigate the effects of luteolin on chronic unpredictable mild stress (CUMS)-induced depressive rats and corticosterone (CORT)-induced depressive primary hippocampal neurons, and to elucidate the mechanism behind the action.

Farfarae Flos has the effect of cough suppression and phlegm elimination, with cough suppression as the main function. Studies have revealed that certain components of Farfarae Flos may be related to its cough suppressant effect, and some components have been confirmed to have cough suppressant activity. However, the antitussive material basis of Farfarae Flos has not been systematically elucidated. This study aims to elucidate the group of active ingredients in Farfarae Flos with cough suppressant activity by correlating the high performance liquid chromatography (HPLC) fingerprint of Farfarae Flos extract with its cough suppressant activity.

T492I, a mutation encountered in SARS-CoV-2 nonstructural protein 4 (NSP4), enhances viral replication and alters nonstructural protein cleavage, causing potential evolutionary impacts. Through comprehensive comparative analyses based on evolve-and-resequence experiments of SARS-CoV-2 wild-type and Delta strains with or without T492I, we demonstrate that NSP4 T492I not only increases the mutation rate, but also accelerates the emergence of many mutations characteristic for Omicron variants. Accordingly, viral populations that evolved from ancestors with T492I, show Omicron-biased selective forces and increases in viral replication, infectivity, immune evasion capacity, potentials for cross-species transmission and receptor-binding affinity. Aside from enhanced replication, we observed stronger epistasis regarding viral replication and infectivity in T492I than in S N501Y and NSP6 ∆SGF; this facilitates the regulation of mutation types, which can drive fast evolution of Omicron specific mutations. Our results highlight the role of an important replication-enhancing mutation in regulating the evolutionary rates and mutational trends of SARS-CoV-2.

Ulcerative colitis(UC) is one of the common gastrointestinal diseases worldwide. In recent years, the incidence of UC has been continuously increasing, seriously threatening the health of people globally. It thus has become an urgent problem that needs to be addressed. There is research evidence that intestinal mucosal barrier dysfunction, including changes in intestinal stem cell secretion lineage, mucosal layer damage, disruption of cell junctions, overactive immune function, and imbalanced gut microbiota, is an important pathogenic factor and molecular basis of UC. The Notch signaling pathway is a highly conserved signaling pathway in eukaryotes during evolution, which transmits signals through cell connections between adjacent cells, affecting a series of processes such as cell proliferation, differentiation, development, migration, and apoptosis. Therefore, the Notch signaling pathway can regulate intestinal stem cells, CD4~+T cells, innate lymphoid cells(ILCs), macrophages(MØ), and intestinal microbiota and thus affect the chemical, physical, immune, and biological mucosal barriers of the intestinal mucosa. Its function is extensive and unique, different from those signaling pathways that mainly focus on anti-inflammatory and antioxidant stress. It can explain the therapeutic effects of traditional Chinese medicine from different perspectives. This article reviewed the role of the Notch1 signaling pathway in the pathogenesis of UC and the relevant literature on the targeted prevention and treatment of UC with traditional Chinese medicine, so as to provide new targets and theoretical support for further research on the effective prevention and treatment of UC.