Occludin (ocln) is one of the main regulatory cells of the blood-brain barrier (BBB). Ocln silencing resulted in alterations of the gene expression signatures of a variety of genes of the innate immunity system, including IFN-stimulated genes (ISGs) and the antiviral retinoic acid-inducible gene-1 (RIG-1) signaling pathway, which functions as a regulator of the cytoplasmic sensors upstream of the mitochondrial antiviral signaling protein (MAVS). Indeed, we observed dysfunctional mitochondrial bioenergetics, dynamics, and autophagy in our system. Alterations of mitochondrial bioenergetics and innate immune protection translated into worsened ischemic stroke outcomes in EcoHIV-infected ocln deficient mice. Overall, these results allow for a better understanding of the molecular mechanisms of viral infection in the brain and describe a previously unrecognized role of ocln as a key factor in the control of innate immune responses and mitochondrial dynamics, which affect cerebral vascular diseases such as ischemic stroke.

Despite effective antiretroviral therapy (ART), transcriptionally competent HIV-1 reservoirs persist and contribute to persistent immune activation in people living with HIV (PWH). HIV-1-infected macrophages are important mediators of chronic innate immune activation, though mechanisms remain unclear. We previously reported that nuclear export and cytoplasmic expression of HIV-1 intron-containing RNA (icRNA) activates mitochondrial antiviral signaling protein (MAVS)-mediated type I interferon (IFN) responses in macrophages. In this study, we demonstrate an essential role of melanoma differentiation-associated protein 5 (MDA5) in sensing HIV-1 icRNA and promoting MAVS-dependent IRF5 activation in macrophages. Suppression of MDA5, but not RIG-I expression nor disruption of endosomal TLR pathway, abrogated HIV-1 icRNA-induced type I IFN responses and IP-10 expression in macrophages. Furthermore, induction of IP-10 in macrophages upon HIV-1 icRNA sensing by MDA5 was uniquely dependent on IRF5. Additionally, monocytes and MDMs from older (>50 years) individuals exhibit constitutively higher levels of IRF5 expression compared to younger (<35 years) individuals, and HIV-1 icRNA induced IP-10 expression was significantly enhanced in older macrophages, which was attenuated upon ablation of IRF5 expression suggesting that IRF5 functions as a major mediator of pro-inflammatory response downstream of MDA5-dependent HIV-1 icRNA sensing, dysregulation of which might contribute to chronic inflammation in older PWH.