Glycoprotein B (gB) is a conserved viral fusion protein that is required for herpesvirus entry. To mediate fusion with the cellular membrane, gB refolds from a prefusion to a postfusion conformation. We hypothesize that an interaction between the C-terminal arm and the central coiled-coil of the herpes simplex virus 1 (HSV-1) gB ectodomain is critical for fusion. We previously reported that three mutations in the C-terminal arm (I671A/H681A/F683A, called gB3A) greatly reduced cell-cell fusion and that virus carrying these mutations had a small plaque phenotype and delayed entry into cells. By serially passaging gB3A virus, we selected three revertant viruses with larger plaques. These revertant viruses acquired mutations in gB that restore the fusion function of gB3A, including gB-A683V, gB-S383F/G645R/V705I/A855V, and gB-T509M/N709H. V705I and N709H are novel mutations that map to the portion of domain V that enters domain I in the postfusion structure. S383F, G645R, and T509M are novel mutations that map to an intersection of three domains in a prefusion model of gB. We introduced these second-site mutations individually and in combination into wild-type gB and gB3A to examine the impact of the mutations on fusion and expression. V705I and A855V (a known hyperfusogenic mutation) restored the fusion function of gB3A, whereas S383F and G645R dampened fusion and T509M and N709H worked in concert to restore gB3A fusion. The results identify two regions in the gB ectodomain that modulate the fusion activity of gB, potentially by impacting intramolecular interactions and stability of the prefusion and/or postfusion gB trimer.

Airway macrophages (AM) are the predominant immune cell in the lung and play a crucial role in preventing infection, making them a target for host directed therapy. Macrophage effector functions are associated with cellular metabolism. A knowledge gap remains in understanding metabolic reprogramming and functional plasticity of distinct human macrophage subpopulations, especially in lung resident AM. We examined tissue-resident AM and monocyte derived macrophages (MDM; as a model of blood derived macrophages) in their resting state and after priming with IFN-γ or IL-4 to model the Th1/Th2 axis in the lung. Human macrophages, regardless of origin, had a strong induction of glycolysis in response to IFN-γ or upon stimulation. IFN-γ significantly enhanced cellular energetics in both AM and MDM by upregulating both glycolysis and oxidative phosphorylation. Upon stimulation, AM do not decrease oxidative phosphorylation unlike MDM which shift to Warburg-like metabolism. IFN-γ priming promoted cytokine secretion in AM. Blocking glycolysis with 2-deoxyglucose significantly reduced IFN-γ driven cytokine production in AM, indicating that IFN-γ induces functional plasticity in human AM, which is mechanistically mediated by glycolysis. Directly comparing responses between macrophages, AM were more responsive to IFN-γ priming and dependent on glycolysis for cytokine secretion than MDM. Interestingly, TNF production was under the control of glycolysis in AM and not in MDM. MDM exhibited glycolysis-dependent upregulation of HLA-DR and CD40, whereas IFN-γ upregulated HLA-DR and CD40 on AM independently of glycolysis. These data indicate that human AM are functionally plastic and respond to IFN-γ in a manner distinct from MDM. These data provide evidence that human AM are a tractable target for inhalable immunomodulatory therapies for respiratory diseases.

ABSTRACT Enveloped virus entry requires fusion of the viral envelope with a host cell membrane. Herpes simplex virus type 1 (HSV-1) entry is mediated by a set of glycoproteins that interact to trigger the viral fusion protein glycoprotein B (gB). In the current model, receptor-binding by gD signals a gH/gL heterodimer to trigger a refolding event in gB that fuses the membranes. To explore functional interactions between gB and gH/gL, we used a bacterial artificial chromosome (BAC) to generate two HSV-1 mutants that show a small plaque phenotype due to changes in gB. We passaged the viruses to select for restoration of plaque size and analyzed second-site mutations that arose in gH. HSV-1 gB was replaced either by gB from saimiriine herpesvirus type 1 (SaHV-1) or by a mutant form of HSV-1 gB with three alanine substitutions in domain V (gB3A). To shift the selective pressure away from gB, the gB3A virus was passaged in cells expressing gB3A. Sequencing of passaged viruses identified two interesting mutations in gH, including gH-H789 in domain IV and gH-S830N in the cytoplasmic tail (CT). Characterization of these gH mutations indicated they are responsible for the enhanced plaque size. Rather than being globally hyperfusogenic, both gH mutations partially rescued function of the specific gB version present during their selection. These sites may represent functional interaction sites on gH/gL for gB. gH-H789 may alter the positioning of a membrane-proximal flap in the gH ectodomain, whereas gH-S830 may contribute to an interaction between the gB and gH CTs. IMPORTANCE Enveloped viruses enter cells by fusing their envelope with the host cell membrane. Herpes simplex virus type 1 (HSV-1) entry requires the coordinated interaction of several viral glycoproteins, including gH/gL and gB. gH/gL and gB are essential for virus replication and both proteins are targets of neutralizing antibodies. gB fuses the membranes after being activated by gH/gL, but the details of how gH/gL activates gB are not known. This study examined the gH/gL-gB interaction using HSV-1 mutants that displayed reduced virus entry due to changes in gB. The mutant viruses were grown over time to select for additional mutations that could partially restore entry. Two mutations in gH (H789Y and S830N) were identified. The positions of the mutations in gH/gL may represent sites that contribute to gB activation during virus entry.