ABSTRACT Virus and host factors contribute to cell-to-cell variation in viral infections and determine the outcome of the overall infection. However, the extent of the variability at the single cell level and how it impacts virus-host interactions at a systems level are not well understood. To characterize the dynamics of viral transcription and host responses, we used single-cell RNA sequencing to quantify at multiple time points the host and viral transcriptomes of human A549 cells and primary bronchial epithelial cells infected with influenza A virus. We observed substantial variability of viral transcription between cells, including the accumulation of defective viral genomes (DVGs) that impact viral replication. We show a correlation between DVGs and viral-induced variation of the host transcriptional program and an association between differential induction of innate immune response genes and attenuated viral transcription in subpopulations of cells. These observations at the single cell level improve our understanding of the complex virus-host interplay during influenza infection. IMPORTANCE Defective influenza virus particles generated during viral replication carry incomplete viral genomes and can interfere with the replication of competent viruses. These defective genomes are thought to modulate disease severity and pathogenicity of the influenza infection. Different defective viral genomes also introduce another source of variation across a heterogeneous cell population. Evaluating the impact of defective virus genomes on host cell responses cannot be fully resolved at the population level, requiring single cell transcriptional profiling. Here we characterized virus and host transcriptomes in individual influenza-infected cells, including that of defective viruses that arise during influenza A virus infection. We established an association between defective virus transcription and host responses and validated interfering and immunostimulatory functions of identified dominant defective virus genome species in vitro . This study demonstrates the intricate effects of defective viral genomes on host transcriptional responses and highlights the importance of capturing host-virus interactions at the single-cell level.

Abstract AIM In this study, we investigated the role and mechanism of Salt-induced kinase 1 (SIK1) in regulation of hepatic glucose and lipid metabolism in a high-fat food (HFD) and streptozocin (STZ)-induced type 2 diabetes mellitus (T2DM) rat model. Methods A diabetic rat model treated with HFD plus low-dose STZ was developed and was transduced to induce a high expression of SIK1 in vivo via a tail-vein injection of a recombinant adenoviral vector. The effects on hepatic glucogenetic and lipogenic gene expression, systemic metabolism and pathological changes were then determined. Results In T2DM rats, SIK1 expression was reduced in the liver. Overexpression of SIK1 improved hyperglycaemia, hyperlipidaemia and fatty liver, reduced the expression of cAMP-response element binding protein (CREB)-regulated transcription co-activator 2 (CRTC2), phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK), glucose-6-phosphatase (G6Pase), pS577 SIK1, sterol regulatory element binding-protein-1c (SREBP-1c) and its target genes, including acetyl-CoA carboxylase (ACC) and fatty acid synthase (FAS), and increased the expression of SIK1, pT182 SIK1 and pS171 CRTC2 in diabetic rat livers with the suppression of gluconeogenesis and lipid deposition. Conclusion SIK1 plays a crucial role in the regulation of glucose and lipid metabolism in the livers of HFD/STZ-induced T2DM rats, where it suppresses hepatic gluconeogenesis and lipogenesis by regulating the SIK1/CRTC2 and SIK1/SREBP-1c signalling pathways. Strategies to activate SIK1 kinase in liver would likely have beneficial effects in patients with T2DM and nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD).

Tetrabromobisphenol A (TBBPA) is a brominated flame retardant with selective antimicrobial activity against Gram-positive bacteria. We show that TBBPA exerts bactericidal effects by damaging the cell wall and membrane of Staphylococcus aureus (SA) without inducing antimicrobial resistance. In vivo skin infection assays indicate that a low dose of TBBPA could contribute to wound closure and attenuate SA infection and inflammatory infiltration. TBBPA has potential for use as an antimicrobial agent against Gram-positive pathogens.