Innate lymphoid cells (ILCs) and CD4+ T cells produce IL-22, which is critical for intestinal immunity. The microbiota is central to IL-22 production in the intestines; however, the factors that regulate IL-22 production by CD4+ T cells and ILCs are not clear. Here, we show that microbiota-derived short-chain fatty acids (SCFAs) promote IL-22 production by CD4+ T cells and ILCs through G-protein receptor 41 (GPR41) and inhibiting histone deacetylase (HDAC). SCFAs upregulate IL-22 production by promoting aryl hydrocarbon receptor (AhR) and hypoxia-inducible factor 1α (HIF1α) expression, which are differentially regulated by mTOR and Stat3. HIF1α binds directly to the Il22 promoter, and SCFAs increase HIF1α binding to the Il22 promoter through histone modification. SCFA supplementation enhances IL-22 production, which protects intestines from inflammation. SCFAs promote human CD4+ T cell IL-22 production. These findings establish the roles of SCFAs in inducing IL-22 production in CD4+ T cells and ILCs to maintain intestinal homeostasis.

Signal Transducers and Activators of Transcription (STATs) are a family of transcription factors that regulate cell proliferation, differentiation, apoptosis, immune and inflammatory responses, and angiogenesis. Cumulative evidence has established that STAT3 has a critical role in the development of multiple cancer types. Because it is constitutively activated during disease progression and metastasis in a variety of cancers, STAT3 has promise as a drug target for cancer therapeutics. Recently, STAT3 was found to have an important role in maintaining cancer stem cells in vitro and in mouse tumor models, suggesting STAT3 is integrally involved in tumor initiation, progression and maintenance. STAT3 has been traditionally considered as nontargetable or undruggable, and the lag in developing effective STAT3 inhibitors contributes to the current lack of FDA-approved STAT3 inhibitors. Recent advances in cancer biology and drug discovery efforts have shed light on targeting STAT3 globally and/or specifically for cancer therapy. In this review, we summarize current literature and discuss the potential importance of STAT3 as a novel target for cancer prevention and of STAT3 inhibitors as effective chemopreventive agents.

Development of opioid tolerance and dependence hinders the use of opioids for the treatment of chronic pain. In searching for the mechanism and potential intervention for opioid tolerance and dependence, we studied the action of two positive allosteric modulators of the α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid receptor (AMPAR PAMs). In mice treated with morphine (100 mg/kg, s.c.), acute morphine tolerance and dependence developed in 4-6 h. Treatment with aniracetam, a well-established AMPAR PAM, was able to completely prevent and reverse the development of acute antinociceptive tolerance to morphine. Partial, but significant, effects of aniracetam on acute morphine induced-physical dependence were also observed. Moreover, aniracetam significantly reversed the established morphine tolerance and dependence in a chronic model of morphine tolerance and dependence produced by intermittent morphine (10 mg/kg, s.c. for 5d). In addition, HJC0122, a new AMPAR PAM was found to have similar effects as aniracetam but with a higher potency. These previously undisclosed actions of AMPAR PAMs are intriguing and may shed lights on understanding the APMA signaling pathway in opioid addiction. Moreover, these data suggest that AMPAR PAMs may have utility in preventing and treating morphine tolerance and dependence.

Coagulopathy is associated with both inflammation and infection, including infection with the novel SARS-CoV-2 (COVID-19). Endothelial cells (ECs) fine tune hemostasis via cAMP-mediated secretion of von Willebrand factor (vWF), which promote the process of clot formation. The e xchange p rotein directly a ctivated by c AMP (EPAC) is a ubiquitously expressed intracellular cAMP receptor that plays a key role in stabilizing ECs and suppressing inflammation. To assess whether EPAC could regulate vWF release during inflammation, we utilized our EPAC1 -null mouse model and revealed an increased secretion of vWF in endotoxemic mice in the absence of the EPAC1 gene. Pharmacological inhibition of EPAC1 in vitro mimicked the EPAC1 -/- phenotype. EPAC1 regulated TNFα-triggered vWF secretion from human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) in a phosphoinositide 3-kinases (PI3K)/endothelial nitric oxide synthase (eNOS)-dependent manner. Furthermore, EPAC1 activation reduced inflammation-triggered vWF release, both in vivo and in vitro . Our data delineate a novel regulatory role of EPAC1 in vWF secretion and shed light on potential development of new strategies to controlling thrombosis during inflammation.PI3K/eNOS pathway-mediated, inflammation-triggered vWF secretion is the target of the pharmacological manipulation of the cAMP-EPAC system.

Bromodomain-containing Protein 4 (BRD4) is a transcriptional regulator which coordinates gene expression programs controlling cancer biology, inflammation, and fibrosis. In airway viral infection, non-toxic BRD4-specific inhibitors (BRD4i) block the release of pro-inflammatory cytokines and prevent downstream remodeling. Although the chromatin modifying functions of BRD4 in inducible gene expression have been extensively investigated, its roles in post-transcriptional regulation are not as well understood. Based on its interaction with the transcriptional elongation complex and spliceosome, we hypothesize that BRD4 is a functional regulator of mRNA processing. To address this question, we combine data-independent analysis - parallel accumulation-serial fragmentation (diaPASEF) with RNA-sequencing to achieve deep and integrated coverage of the proteomic and transcriptomic landscapes of human small airway epithelial cells exposed to viral challenge and treated with BRD4i. The transcript-level data was further interrogated for alternative splicing analysis, and the resulting data sets were correlated to identify pathways subject to post-transcriptional regulation. We discover that BRD4 regulates alternative splicing of key genes, including Interferon-related Developmental Regulator 1 ( IFRD1 ) and X-Box Binding Protein 1 ( XBP1 ), related to the innate immune response and the unfolded protein response, respectively. These findings extend the transcriptional elongation-facilitating actions of BRD4 in control of post-transcriptional RNA processing in innate signaling.

ABSTRACT African swine fever (ASF), an acute, severe, highly contagious disease caused by African swine fever virus (ASFV) infection in domestic pigs and boars, has a mortality rate of up to 100%. Because effective vaccines and treatments for ASF are lacking, effective control of the spread of ASF remains a great challenge for the pig industry. Host epigenetic regulation is essential for the viral gene transcription. Bromodomain and extraterminal (BET) family proteins, including BRD2, BRD3, BRD4, and BRDT, are epigenetic “readers” critical for gene transcription regulation. Among these proteins, BRD4 recognizes acetylated histones via its two bromodomains (BD1 and BD2) and recruits transcription factors, thereby playing a pivotal role in transcriptional regulation and chromatin remodeling during viral infection. However, how BET/BRD4 regulates ASFV replication and gene transcription is unknown. Here, we randomly selected 12 representative BET family inhibitors and compared their effects on ASFV infection in pig’s primary alveolar macrophages (PAMs). They were found to inhibit viral infection by interfering with the different stages of viral life cycle (attachment, internalization, desencapsidation and formation of viral factories). The four most effective inhibitors (ARV-825, ZL0580, I-BET-762 and PLX51107) were selected for further antiviral activity analysis. These BET/BRD4 inhibitors dose-dependently decreased the ASFV titer, viral RNA transcription and protein production in PAMs. Collectively,our study reported novel activity of BET/BRD4 inhibitors in inducing suppression of ASFV infection, providing insights into role of BET/BRD4 in epigenetic regulation of ASFV and potential new strategies for ASF prevention and control. IMPORTANCE Since the continuing spread of the ASFV in the world, and lack of commercial vaccines, the development of improved control strategies including antiviral drugs are urgently needed. BRD4 is an important epigenetic factor and has been commonly used for drug development for tumor treatment. Furthermore, the latest research showed that BET/BRD4 inhibition could suppress replication of virus. In this study, we first showed the inhibitory effect of agents targeting BET/BRD4 on ASFV infection with no significant host cytotoxicity. Then, we found 4 BET/BRD4 inhibitors which can inhibit ASFV replication, RNA transcription and protein synthesis. Finally, we analyzed 4 inhibitors’ biological effect on BRD4 according to the structure of BRD4, and docking analysis of BET-762, PLX51107, ARV-825 and ZL0580 binding to BD1 and BD2 domains of BRD4 was performed. Our findings support the hypothesis that BET/BRD4 can be considered as attractive host targets in antiviral drug discovery against ASFV.

Orphan GPR52 is emerging as a promising neurotherapeutic target. Optimization of previously reported lead

Protein/protein interactions (PPI) play crucial roles in neuronal functions. Yet, their potential as drug targets for brain disorders remains underexplored. The fibroblast growth factor 14 (FGF14)/voltage-gated Na+ channel 1.6 (Nav1.6) complex regulates excitability of medium spiny neurons (MSN) of the nucleus accumbens (NAc), a central hub of reward circuitry that controls motivated behaviors. Here, we identified compound 1028 (IUPAC: ethyl 3-(2-(3-(hydroxymethyl)-1H-indol-1-yl)acetamido)benzoate), a brain-permeable small molecule that targets FGF14R117, a critical residue located within a druggable pocket at the FGF14/Nav1.6 PPI interface. We found that 1028 modulates FGF14/Nav1.6 complex assembly and depolarizes the voltage-dependence of Nav1.6 channel inactivation with nanomolar potency by modulating the intramolecular interaction between the III-IV linker and C-terminal domain of the Nav1.6 channel. Consistent with the compound's effects on Nav1.6 channel inactivation, 1028 enhances MSN excitability ex vivo and accumbal neuron firing rate in vivo in murine models. Systemic administration of 1028 maintains behavioral motivation preferentially during motivationally deficient conditions in murine models. These behavioral effects were abrogated by in vivo gene silencing of Fgf14 in the NAc and were accompanied by a selective reduction in accumbal dopamine levels during reward consumption in murine models. These findings underscore the potential to selectively regulate complex behaviors associated with neuropsychiatric disorders through targeting of PPIs in neurons. Protein/protein interaction (PPI) interfaces have emerged as drug targets to develop medications with less side effects. Here, Dvorak et al. show that small molecule targeting of PPIs in the brain is an approach for psychiatric drug discovery.

Abstract Around 99% of cervical cancer and 5%–10% of human cancer are associated with human papillomaviruses (HPV). Notably, the life‐cycle of HPV begins by low‐level infection of the basal cells of the stratified epithelium, where the viral genomes are replicated and passed on to the daughter proliferating basal cells. The production of new viral particles remains restricted to eventually differentiated cells. HPVs support their persistent infectious cycle by hijacking pivotal pathways and cellular processes. Bromodomain‐containing protein 4 (BRD4) is one of the essential cellular factors involved in multiple stages of viral transcription and replication. In this review, we demonstrate the role of BRD4 in the multiple stages of HPV infectious cycle. Also, we provide an overview of the intense research about the cellular functions of BRD4, the mechanism of action of bromodomain and extra terminal inhibitors, and how it could lead to the development of antiviral/anticancer therapies.