Alzheimer disease (AD) is the most common neurodegenerative disease. An imbalance between the production and clearance of Aβ (amyloid beta) is considered to be actively involved in AD pathogenesis. Macroautophagy/autophagy is a major cellular pathway leading to the removal of aggregated proteins, and upregulation of autophagy represents a plausible therapeutic strategy to combat overproduction of neurotoxic Aβ. PPARA/PPARα (peroxisome proliferator activated receptor alpha) is a transcription factor that regulates genes involved in fatty acid metabolism and activates hepatic autophagy. We hypothesized that PPARA regulates autophagy in the nervous system and PPARA-mediated autophagy affects AD. We found that pharmacological activation of PPARA by the PPARA agonists gemfibrozil and Wy14643 induces autophagy in human microglia (HM) cells and U251 human glioma cells stably expressing the human APP (amyloid beta precursor protein) mutant (APP-p.M671L) and this effect is PPARA-dependent. Administration of PPARA agonists decreases amyloid pathology and reverses memory deficits and anxiety symptoms in APP-PSEN1ΔE9 mice. There is a reduced level of soluble Aβ and insoluble Aβ in hippocampus and cortex tissues from APP-PSEN1ΔE9 mice after treatment with either gemfibrozil or Wy14643, which promoted the recruitment of microglia and astrocytes to the vicinity of Aβ plaques and enhanced autophagosome biogenesis. These results indicated that PPARA is an important factor regulating autophagy in the clearance of Aβ and suggested gemfibrozil be assessed as a possible treatment for AD.Abbreviation: Aβ: amyloid beta; ACTB: actin beta; ADAM10: ADAM metallopeptidase domain 10; AD: Alzheimer disease; AIF1/IBA1: allograft inflammatory factor 1; ANOVA: analysis of variance; APOE: apolipoprotein E; APP: amyloid beta precursor protein; APP-PSEN1ΔE9: APPswe/PSEN1dE9; BAFA1: bafilomycin A1; BDNF: brain derived neurotrophic factor; BECN1: beclin 1; CD68: CD68 molecule; CREB1: cAMP responsive element binding protein 1; DAPI: 4',6-diamidino-2-phenylindole; DLG4/PSD-95: discs large MAGUK scaffold protein 4; DMSO: dimethyl sulfoxide; ELISA: enzyme linked immunosorbent assay; FDA: U.S. Food and Drug Administration; FKBP5: FK506 binding protein 5; GAPDH: glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase; gemfibrozil: 5-(2,5-dimethylphenoxy)-2,2-dimethylpentanoic acid; GFAP: glial fibrillary acidic protein; GLI2/THP1: GLI family zinc finger 2; HM: human microglia; IL6: interleukin 6; LAMP1: lysosomal associated membrane protein 1; MAP1LC3B/LC3B: microtubule associated protein 1 light chain 3 beta; MTOR: mechanistic target of rapamycin kinase; NC: negative control; OQ: opposite quadrant; PPARA/PPARα, peroxisome proliferator activated receptor alpha; PSEN1/PS1: presenilin 1; SEM: standard error of the mean; SQSTM1: sequestosome 1; SYP: synaptophysin; TFEB: transcription factor EB; TNF/TNF-α: tumor necrosis factor; TQ: target quadrant; WT: wild type; Wy14643: 2-[4-chloro-6-(2,3-dimethylanilino)pyrimidin-2-yl]sulfanylacetic acid

Summary Background Coronavirus disease 2019 (COVID-19) is an immune-related disorder caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). The complete pathogenesis of the virus remains to be determined. Unraveling the molecular mechanisms governing SARS-CoV-2 interactions with host cells is crucial for the formulation of effective prophylactic measures and the advancement of COVID-19 therapeutics. Methods We analyzed human lung single-cell RNA sequencing dataset to discern the association of butyrophilin subfamily 3 member A2 ( BTN3A2 ) expression with COVID-19. The BTN3A2 gene edited cell lines and transgenic mice were infected by live SARS-CoV-2 in a biosafety level 3 (BSL-3) laboratory. Immunoprecipitation, flow cytometry, biolayer interferometry and competition ELISA assays were performed in BTN3A2 gene edited cells. We performed quantitative real-time PCR, histological and/or immunohistochemical analyses for tissue samples from mice with or without SARS-CoV-2 infection. Findings The BTN3A2 mRNA level was correlated with COVID-19 severity. BTN3A2 expression was predominantly identified in epithelial cells, elevated in pathological epithelial cells from COVID-19 patients and co-occurred with ACE2 expression in the same lung cell subtypes. BTN3A2 targeted the early stage of the viral life cycle by inhibiting SARS-CoV-2 attachment through interactions with the receptor-binding domain (RBD) of the Spike protein and ACE2. BTN3A2 inhibited ACE2-mediated SARS-CoV-2 infection by reducing ACE2 in vitro and in vivo . Interpretation These results reveal a key role of BTN3A2 in the fight against COVID-19. Identifying potential monoclonal antibodies which mimic BTN3A2 may facilitate disruption of SARS-CoV-2 infection, providing a therapeutic avenue for COVID-19. Funding This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (32070569, U1902215, and 32371017), the CAS “Light of West China” Program, and Yunnan Province (202305AH340006). Research in context Evidence before this study Our understanding of the pathogenesis of COVID-19, especially key molecular events in the early stage of viral infection, remains incompletely albeit we witnessed many progresses. This knowledge gap hinders the finding for effective and specific antiviral agents against SARS-CoV-2. The entry of SARS-CoV-2 is mediated by the entry receptor angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) and is affected by host antiviral defenses. Targeting these universal host factors required for virus replication is the most promising approach for effective prevention and treatment of COVID-19. Added value of this study Our study revealed that BTN3A2, a primate-specific gene, acts as a potent inhibitor of SARS-CoV-2 infection in vitro and in vivo . The up-regulation of BTN3A2 upon SARS-CoV-2 infection competed with the ACE2 receptor for binding to the Spike protein, subsequently reducing ACE2 expression and ACE2-mediated SARS-CoV-2 entry. Implications of all the available evidence These data highlighted that BTN3A2 as a novel host factor with protective effects against SARS-CoV-2 infection. The BTN3A2 holds considerable potential as a therapeutic drug for mitigating the impact of SARS-CoV-2 and its variants of concern (VOCs).

Coronavirus disease 2019 (COVID-19) is an immune-related disorder caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). The complete pathogenesis of the virus remains to be determined. Unraveling the molecular mechanisms governing SARS-CoV-2 interactions with host cells is crucial for the formulation of effective prophylactic measures and the advancement of COVID-19 therapeutics.

Morphine, a typical opiate, is widely used for controlling pain but can lead to various side effects with long-term use, including addiction, analgesic tolerance, and hyperalgesia. At present, however, the mechanisms underlying the development of morphine analgesic tolerance are not fully understood. This tolerance is influenced by various opioid receptor and kinase protein modifications, such as phosphorylation and ubiquitination. Here, we established a murine morphine tolerance model to investigate whether and how S-nitrosoglutathione reductase (GSNOR) is involved in morphine tolerance. Repeated administration of morphine resulted in the down-regulation of GSNOR, which increased excessive total protein S-nitrosation in the prefrontal cortex. Knockout or chemical inhibition of GSNOR promoted the development of morphine analgesic tolerance and neuron-specific overexpression of GSNOR alleviated morphine analgesic tolerance. Mechanistically, GSNOR deficiency enhanced S-nitrosation of cellular protein kinase alpha (PKCα) at the Cys78 and Cys132 sites, leading to inhibition of PKCα kinase activity, which ultimately promoted the development of morphine analgesic tolerance. Our study highlighted the significant role of GSNOR as a key regulator of PKCα S-nitrosation and its involvement in morphine analgesic tolerance, thus providing a potential therapeutic target for morphine tolerance.