Pathogenic variants in VCP cause multisystem proteinopathy (MSP), a disease characterized by multiple clinical phenotypes including inclusion body myopathy, Paget's disease of the bone, and frontotemporal dementia (FTD). How such diverse phenotypes are driven by pathogenic VCP variants is not known. We found that these diseases exhibit a common pathologic feature, ubiquitinated intranuclear inclusions affecting myocytes, osteoclasts and neurons. Moreover, knock-in cell lines harboring MSP variants show a reduction in nuclear VCP. Given that MSP is associated with neuronal intranuclear inclusions comprised of TDP-43 protein, we developed a cellular model whereby proteostatic stress results in the formation of insoluble intranuclear TDP-43 aggregates. Consistent with a loss of nuclear VCP function, cells harboring MSP variants or cells treated with VCP inhibitor exhibited decreased clearance of insoluble intranuclear TDP-43 aggregates. Moreover, we identified four compounds that activate VCP primarily by increasing D2 ATPase activity whereby pharmacologic VCP activation appears to enhance clearance of insoluble intranuclear TDP-43 aggregate. Our findings suggest that VCP function is important for nuclear protein homeostasis, that impaired nuclear proteostasis may contribute to MSP, and that VCP activation may be potential therapeutic by virtue of enhancing the clearance of intranuclear protein aggregates.

Pathogenic variants in VCP cause multisystem proteinopathy (MSP), a disease characterized by multiple clinical phenotypes including inclusion body myopathy, Paget's disease of the bone, and frontotemporal dementia (FTD). How such diverse phenotypes are driven by pathogenic VCP variants is not known. We found that these diseases exhibit a common pathologic feature, ubiquitinated intranuclear inclusions affecting myocytes, osteoclasts and neurons. Moreover, knock-in cell lines harboring MSP variants show a reduction in nuclear VCP. Given that MSP is associated with neuronal intranuclear inclusions comprised of TDP-43 protein, we developed a cellular model whereby proteostatic stress results in the formation of insoluble intranuclear TDP-43 aggregates. Consistent with a loss of nuclear VCP function, cells harboring MSP variants or cells treated with VCP inhibitor exhibited decreased clearance of insoluble intranuclear TDP-43 aggregates. Moreover, we identified four novel compounds that activate VCP primarily by increasing D2 ATPase activity whereby pharmacologic VCP activation appears to enhance clearance of insoluble intranuclear TDP-43 aggregate. Our findings suggest that VCP function is important for nuclear protein homeostasis, that MSP may be the result of impaired nuclear proteostasis, and that VCP activation may be potential therapeutic by virtue of enhancing the clearance of intranuclear protein aggregates.

Antiretroviral therapy (ART) has profoundly decreased HIV-1 associated morbidity. However, despite ART, immune cells remain latently infected and slowly release viral proteins, leading to chronic inflammation and HIV associated comorbidities. Thus, new strategies are needed to reduce the inflammatory effects of HIV-1. In previous studies we found that gamma secretase inhibitor (GSIXX) ameliorated renal lesions of HIV-Tg26 mice carrying replication defective HIV-1 PNL4-3 by inhibiting Notch activation. Since gamma secretase inhibition is not a safe strategy in humans, here we examined the specific role of the Notch3 pathway in the pathogenesis of the renal lesions and outcome of HIV-Tg26 mice. We found that Notch3 is activated in podocytes and other renal cells in HIV-Tg26 mice and human biopsies with HIV-1 associated Nephropathy (HIVAN). Knockdown of Notch3 in HIV-Tg26 mice revealed a marked reduction in the mortality rate, improvement in renal injury and function. RNA sequencing and immunolabeling data revealed that Notch3 deletion drastically reduced infiltrating renal macrophages in HIV-Tg-N3KO mice in association with renal reduction of HIV-nef mRNA expression levels. In fact, bone marrow derived macrophages from HIV-Tg26 mice showed a significant activation of Notch3 signaling. Further, systemic levels of TNF-alpha and MCP-1 and other inflammatory chemokines and cytokines were reduced in Tg-N3KO mice as compared to HIV-Tg26 mice and this translated to a marked reduction of HIV-induced skin lesions. Taken together, these studies strongly point to a dual inhibitory/therapeutic effect of Notch3 inhibition on HIV-induced systemic, skin and renal lesions independently of ART.