Abstract Fusion with host cell membrane is the main mechanism of infection of SARS-CoV-2. Here, we propose a new strategy to double block SARS-CoV-2 membrane fusion by using Harringtonine (HT), a small-molecule antagonist. By using cell membrane chromatography (CMC), we found that HT specifically targeted the SARS-CoV-2 S protein and host cell TMPRSS2, and then confirmed that HT can inhibit pseudotyped virus membrane fusion. Furthermore, HT successfully blocked SARS-CoV-2 infection, especially in the delta and Omicron mutant. Since HT is a small-molecule antagonist, it is minimally affected by the continuous variation of SARS-CoV-2. Our findings show that HT is a potential small-molecule antagonist with a new mechanism of action against SARS-CoV-2 infection, and thus HT mainly targets the S protein, and thus, greatly reduces the damage of the S protein’s autotoxicity to the organ system, has promising advantages in the clinical treatment of COVID-19.

Abstract Background COVID-19 has been affecting global health since the end of 2019 and so far, no any sign shows the relief of the pandemic. The major issue for controlling the infection disease is lacking efficient prevention and therapeutic approaches. Chloroquine (CQ) and Hydroxychloroquine (HCQ) has been reported to treat the disease, but underlying mechanism still keeps controversial. Purpose: The objective of this study was to investigate whether CQ and HCQ could be an ACE2 blocker to inhibit COVID-19 infection. Methods In our study, we used CCK-8 stain, flow cytometry and immunofluorescent stain to evaluated the toxicity and autophagy of CQ and HCQ respectively on ACE2 high expressed HEK293T cells (ACE2 h cells). We further analyzed the binding character of CQ and HCQ to ACE2 by molecular docking, surface plasmon resonance (SPR) assays and molecule docking, and COVID-19 spike pseudotype virus was also used to observe the viropexis effect of CQ and HCQ in ACE h cells. Results Results showed that HCQ is slightly more toxic to ACE2 h cells than CQ, both CQ and HCQ could bind to ACE2 with K D (7.31±0.62)e-7 and (4.82±0.87)e-7, respectively. They also exhibit equivalent suppression effect for the entrance of COVID-19 spike pseudotype virus into ACE2 h cells. Conclusions CQ and HCQ both inhibite the entrance COVID-19 virus into cell by blocking the binding of the virus with ACE2. Our finding provides a novel insight into the molecular mechanism of CQ and HCQ treatment effect on the virus infection.

Abstract Nebivolol hydrochloride is a third‐generation β‐blocker commonly used to treat cardiovascular diseases. However, it has been reported to induce allergic reactions in clinical use which deserves much attention. Therefore, this study focused on the ability of two isomers of nebivolol and chiral isomer impurities to induce allergic reactions. Our findings demonstrate that both nebivolol and two isomeric impurities can activate mast cell degranulation in vitro and show significant retention on Mas‐related G‐protein‐coupled receptor X2 (MRGPRX2)‐HEK293 cell membrane chromatography. These effects were further validated in vivo, where nebivolol and impurity IP‐3 were observed to cause toe swelling and mast cell degranulation in mice. Molecular docking studies revealed interactions between these compounds and key amino acids of MRGPRX2, suggesting a mechanism for the induced allergic reactions. This work lays the foundation for improving the clinical safety of nebivolol.

Abstract The severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS‐CoV‐2) pandemic has triggered a significant impact on global public health security, it is urgent to develop effective antiviral drugs. Previous studies have found that binding to ACE2 is a key step in the invasion of SARS‐CoV‐2 into host cells, so virus invasion can be inhibited by blocking ACE2, but there are few reports on this kind of specific inhibitor. Our previous study found that Harringtonine (HT) can inhibit the entry of SARS‐CoV‐2 spike pseudovirus into ACE2 h cells, but its relatively high cytotoxicity limits its further development. Amino acid modification of the active components can increase their solubility and reduce their cytotoxicity. Therefore, in this study, seven new derivatives were synthesized by amino acid modification of its core structure Cephalotaxine. The target compounds were evaluated by cell viability assay and the SARS‐CoV‐2 spike pseudovirus entry assay. Compound CET‐1 significantly inhibited the entry of pseudovirus into ACE2 h cells and showed less cytotoxicity than HT. Molecular docking results showed that CET‐1 could bind TYR83, an important residue of ACE2, just like HT. In conclusion, our study provided a novel compound with more potential activity and lower toxicity than HT on inhibiting the SARS‐CoV‐2 spike pseudovirus infection, which makes it possible to be a lead compound as an antiviral drug in the future.

Multiple geochemical proxies (e.g., trace elements, δ18O and δ13C) and precise 230Th ages in speleothems are crucial for conducting robust paleoclimatic reconstructions, but the impact of diagenesis on these proxies and 230Th ages is not well-established. In this study, we investigate the petrography and geochemical composition of six aragonite-calcite stalagmites from Shennong Cave in southeastern China to analyze the transformation from aragonite to calcite (primary versus secondary) and its effects on geochemical proxies and 230Th ages. No aragonite relics are observed in columnar calcite in four aragonite-calcite stalagmites (SN55, SN49, SN104 and SNB1), although traces of aragonite exist between the calcite crystals or grow parallel at the aragonite-calcite borders. This is different from the obvious aragonite relics preserved in secondary mosaic calcite in the other two aragonite-calcite stalagmites (SN3 and SN15). Both mosaic and columnar calcite show various changes in geochemical proxies and 230Th ages compared with primary aragonite. The trend in the geochemical proxies analyzed (trace elements, δ18O and δ13C) of columnar calcite remains consistent with those of aragonite, despite significant differences in their absolute values within the overlapping periods. These differences are due to the different fractionation coefficients of isotopes and trace elements in aragonite and calcite formed under the same solution conditions rather than late diagenesis. The 230Th ages of columnar calcite are similar to those of primary aragonite, and the values of subsamples from the same calcite layer are consistent. In contrast, the trace elements and δ13C values of mosaic calcite are similar to those of primary aragonite, while its 230Th age significantly differs from that of primary aragonite, exhibiting no consistent patterns. Therefore, these geochemical characteristics of columnar calcite are significantly different from secondary mosaic calcite, indicating that the columnar calcite in these four aragonite-calcite stalagmites is primary. A comparison of trace elements and δ13C records between aragonite-calcite and pure aragonite stalagmites during the overlapping period further confirms that these columnar calcites are primary. Their geochemical proxies can be used for paleoclimate reconstruction after careful evaluation, and the transformation from aragonite to columnar calcite is caused by increased precipitation. However, due to age and geochemical proxies change, secondary mosaic calcite is unsuitable for paleoclimate reconstruction, unlike columnar calcite. This study provides competent evidence to identify whether calcite in aragonite-calcite stalagmites is primary versus secondary and whether it can be used for paleoclimatic reconstruction.

Significance: Voltage imaging is a powerful tool for studying the dynamics of neuronal activities in the brain. However, voltage imaging data are fundamentally corrupted by severe Poisson noise in the low-photon regime, which hinders the accurate extraction of neuronal activities. Self-supervised deep learning denoising methods have shown great potential in addressing the challenges in low-photon voltage imaging without the need for ground truth, but usually suffer from the tradeoff between spatial and temporal performance. Aim: We present DeepVID v2, a novel self-supervised denoising framework with decoupled spatial and temporal enhancement capability to significantly augment low-photon voltage imaging. Approach: DeepVID v2 is built on our original DeepVID framework, which performs frame-based denoising by utilizing a sequence of frames around the central frame targeted for denoising to leverage temporal information and ensure consistency. The network further integrates multiple blind pixels in the central frame to enrich the learning of local spatial information. Additionally, DeepVID v2 introduces a new edge extraction branch to capture fine structural details in order to learn high spatial resolution information. Results: We demonstrate that DeepVID v2 is able to overcome the tradeoff between spatial and temporal performance, and achieve superior denoising capability in resolving both high-resolution spatial structures and rapid temporal neuronal activities. We further show that DeepVID v2 is able to generalize to different imaging conditions, including time-series measurements with various signal-to-noise ratios (SNRs) and in extreme low-photon conditions. Conclusions: Our results underscore DeepVID v2 as a promising tool for enhancing voltage imaging. This framework has the potential to generalize to other low-photon imaging modalities and greatly facilitate the study of neuronal activities in the brain.

Despite great progress in the hydrogel hemostats and dressings, they generally lack resistant vascular bursting pressure and intrinsic bioactivity to meet arterial massive hemorrhage and proheal wounds. To address the problems, we design a kind of biomimetic and wound microenvironment-modulating PEGylated glycopolypeptide hydrogels that can be easily injected and gelled in ∼10 s. Those glycopolypeptide hydrogels have suitable tissue adhesion of ∼20 kPa, high resistant bursting pressure of ∼150 mmHg, large microporosity of ∼15 μm, and excellent biocompatibility with ∼1% hemolysis ratio and negligible inflammation. They performed better hemostasis in rat liver and rat and rabbit femoral artery bleeding models than Fibrin glue, Gauze, and other hydrogels, achieving fast arterial hemostasis of <20 s and lower blood loss of 5–13%. As confirmed by in vivo wound healing, immunofluorescent imaging, and immunohistochemical and histological analyses, the mannose-modified hydrogels could highly boost the polarization of anti-inflammatory M2 phenotype and downregulate pro-inflammatory tumor necrosis factor-α to relieve inflammation, achieving complete full-thickness healing with thick dermis, dense hair follicles, and 90% collagen deposition. Importantly, this study provides a versatile strategy to construct biomimetic glycopolypeptide hydrogels that can not only resist vascular bursting pressure for arterial massive hemorrhage but also modulate inflammatory microenvironment for wound prohealing.

Background: Though children infected by SARS-CoV-2 generally experience milder symptoms compared to adults, severe cases can occur. Additionally, children can transmit the virus to others. Therefore, the availability of safe and effective COVID-19 vaccines for children and adolescents is crucial. Method: A single-center, randomized, double-blind clinical trial was conducted in Funing County, Yancheng City, Jiangsu Province, China. Healthy children and adolescents were divided into two subgroups (6–12 years old or 13–17 years old) and randomly assigned to one of three groups to receive one dose of Ad5-nCoV (3 × 1010 vp/dose). Another group, aged 18–59, received one dose of Ad5-nCoV (5 × 1010 vp/dose) as the control group. At 28, 90, 180, and 360 days post-vaccination, we measured the geometric mean titer (GMT)/concentration (GMC) of neutralizing and binding antibodies against the prototype SARS-CoV-2 strain, as well as serum antibody levels against the BA.4/5 variant. We also evaluated the incidence of adverse events within 28 days post-vaccination. Results: A total of 2413 individuals were screened from 3 June 2021 to 25 July 2021, of whom 2021 eligible participants were enrolled, including 1009 aged 6~17 years in the children and adolescent group and 1012 aged 18–59 years in the adults group. The GMT of anti-wild SARS-CoV-2 neutralizing antibodies was 18.6 (95% CI, 16.6–20.9) in children and adolescents and 13.2 (95% CI, 11.6–15.0) in adults on day 28. The incidence of solicited adverse reactions between the adult group (49.4% [124/251]) and the children and adolescent group (46.3% [156/337]) was not statistically significant. The neutralizing antibody levels decreased by a factor of 3.29 from day 28 to day 360 post-vaccination. Conclusions: A single dose of Ad5-nCoV at 3 × 1010 virus particles/dose is safe in children and adolescents, and it elicited significant immune response, which was not only non-inferior but also superior to that in adults aged 18–59 years.