Japanese encephalitis virus (JEV) is the leading global cause of virus-induced encephalitis. Its pathogenesis is driven by a combination of neuronal cell death and neuroinflammation. We hypothesized that pharmacological upregulation of autophagy could exert a neuroprotective antiviral effect, and tested a panel of forty-two FDA-approved drugs that were shown to induce autophagy. Four drugs were tested in the JE mouse model based on in vitro protective effects on neuronal cell death, inhibition of viral replication, and anti-inflammatory effects in microglial cells. The antipsychotic phenothiazines Methotrimeprazine (MTP) and Trifluoperazine (TFP) showed a significant survival benefit with reduced virus titers in the brain, prevention of blood-brain barrier (BBB) breach, and inhibition of neuroinflammation. Both drugs were potent mTOR-independent autophagy flux inducers. Mechanistically MTP inhibited SERCA channel functioning, thereby resulting in rise in cytosolic calcium levels, and induction of a unique adaptive ER stress response. In virus infected drug treated cells, there was a strong transcriptional downregulation of type I interferon and interferon-stimulated genes and upregulation of cholesterol metabolic pathway genes. The drugs exerted an autophagy-dependent antiviral effect at the level of JEV protein translation/replication complex formation in diverse cell types. Inhibition of inflammatory cytokine/chemokine release from mouse microglial cells was partly autophagy-dependent. Our study suggests that MTP exerts a combined antiviral and anti-inflammatory effect in JEV infection, and has therapeutic potential to be repurposed for JE treatment.

Mitochondria are versatile organelles that regulate several physiological functions. Many mitochondria-controlled processes are driven by mitochondrial Ca2+ signaling. However, role of mitochondrial Ca2+ signaling in melanosome biology remains unknown. Here, we show that pigmentation requires mitochondrial Ca2+ uptake. In vitro gain and loss of function studies demonstrated that Mitochondrial Ca2+ Uniporter (MCU) is crucial for melanogenesis while the MCU rheostats, MCUb and MICU1 negatively control melanogenesis. Zebrafish and mouse models showed that MCU plays a vital role in pigmentation in vivo. Mechanistically, MCU controls activation of transcription factor NFAT2 to induce expression of three keratins (keratin 5, 7 and 8), which we report as positive regulators of melanogenesis. Interestingly, keratin 5 in turn modulates mitochondrial Ca2+ uptake thereby this signaling module acts as a negative feedback loop that fine-tunes both mitochondrial Ca2+ signaling and melanogenesis. Mitoxantrone, an FDA approved drug that inhibits MCU, decreases physiological melanogenesis. Collectively, our data demonstrates a critical role for mitochondrial Ca2+ signaling in vertebrate pigmentation and reveal the therapeutic potential of targeting MCU for clinical management of pigmentary disorders. Given the centrality of mitochondrial Ca2+ signaling and keratin filaments in cellular physiology, this feedback loop may be functional in a variety of other pathophysiological conditions.

α-Synuclein, a key player in Parkinson's disease and other synucleinopathies, possesses an inherently disordered structure that allows for versatile structural changes during aggregation. Microglia, the brain immune cells, respond differently to various α-synuclein strains, influencing their activation and release of harmful molecules, leading to neuronal death. Post-translational modifications, such as glycation in α-synuclein, add a layer of complexity to microglial activation. This study aimed to explore the impact of glycation on α-synuclein aggregation and microglial responses, which have not been studied before. Biophysical analyses revealed that glycated α-synuclein oligomers had distinct morphologies with a more negative and hydrophobic surface, preventing fibril formation and interfering with membrane interactions. Notably, there was increased cytosolic Ca

Mitochondria regulate several physiological functions through mitochondrial Ca 2+ dynamics. However, role of mitochondrial Ca 2+ signaling in melanosome biology remains unknown. Here, we show that pigmentation requires mitochondrial Ca 2+ uptake. In vitro gain and loss of function studies demonstrate that mitochondrial Ca 2+ uniporter (MCU) is crucial for melanogenesis while MCU rheostat, MCUb negatively control melanogenesis. Zebrafish, MCU +/- and MCUb -/- mice models show that MCU complex drives pigmentation in vivo. Mechanistically, MCU silencing activates transcription factor NFAT2 to induce expression of keratin (5, 7, and 8) filaments. Interestingly, keratin5 in turn augments mitochondrial Ca 2+ uptake and potentiates melanogenesis by regulating melanosome biogenesis and maturation. Hence this signaling module acts as a negative feedback loop that fine-tunes both mitochondrial Ca 2+ signaling and pigmentation. Notably, mitoxantrone, an FDA approved drug that inhibits MCU, reduces pigmentation thereby highlighting therapeutic potential of targeting mitochondrial Ca 2+ uptake for clinical management of pigmentary disorders. Taken together, we reveal an MCU-NFAT2-Keratin5 driven signaling axis that acts as a critical determinant of mitochondrial Ca 2+ uptake and pigmentation. Given the vital role of mitochondrial Ca 2+ signaling and keratin filaments in cellular physiology, this feedback loop could be operational in a variety of other patho-physiological processes.