COVID-19 survivors develop post-acute sequelae of SARS-CoV-2 (PASC), but the mechanistic basis of PASC-associated lung abnormalities suffers from a lack of longitudinal samples. Mouse-adapted SARS-CoV-2 MA10 produces an acute respiratory distress syndrome (ARDS) in mice similar to humans. To investigate PASC pathogenesis, studies of MA10-infected mice were extended from acute disease through clinical recovery. At 15-120 days post-virus clearance, histologic evaluation identified subpleural lesions containing collagen, proliferative fibroblasts, and chronic inflammation with tertiary lymphoid structures. Longitudinal spatial transcriptional profiling identified global reparative and fibrotic pathways dysregulated in diseased regions, similar to human COVID-19. Populations of alveolar intermediate cells, coupled with focal upregulation of pro-fibrotic markers, were identified in persistently diseased regions. Early intervention with antiviral EIDD-2801 reduced chronic disease, and early anti-fibrotic agent (nintedanib) intervention modified early disease severity. This murine model provides opportunities to identify pathways associated with persistent SARS-CoV-2 pulmonary disease and test countermeasures to ameliorate PASC.

Abstract Airway neutrophilia is correlated with disease severity in a number of chronic and acute pulmonary diseases, and dysregulation of neutrophil chemotaxis can lead to host tissue damage. The gene Zfp30 was previously identified as a candidate regulator of neutrophil recruitment to the lungs and secretion of CXCL1, a potent neutrophil chemokine, in a genome-wide mapping study using the Collaborative Cross. ZFP30 is a putative transcriptional repressor with a KRAB domain capable of inducing heterochromatin formation. Using a CRISPR-mediated knockout mouse model, we investigated the role that Zfp30 plays in recruitment of neutrophils to the lung using models of allergic airway disease and acute lung injury. We found that the Zfp30 null allele did not affect CXCL1 secretion or neutrophil recruitment to the lungs in response to various innate immune stimuli. Intriguingly, despite the lack of neutrophil phenotype, we found there was a significant reduction in the proportion of live Zfp30 homozygous mutant mice produced from heterozygous matings. This deviation from the expected mendelian inheritance (i.e. transmission ratio distortion) implicates Zfp30 in fertility or embryonic development. Overall, our results indicate that Zfp30 is an essential gene but does not influence neutrophilic inflammation in this particular knockout model.

ABSTRACT Acute exposure to ozone (O 3 ) causes pulmonary inflammation and injury in humans and animal models. In rodents, acute O 3 -induced inflammation and injury can be mitigated by pre-exposure to relatively low concentration O 3 , a phenomenon referred to as tolerance. While tolerance was described long ago, the underlying mechanisms are not known, though upregulation of antioxidants has been proposed. To identify new mechanisms for O 3 tolerance, we generated a mouse model in which female C57BL6/NJ mice were pre-exposed to filtered air (FA) or 0.8 ppm O 3 for four days (4 hours/day), then challenged with 2 ppm O 3 (3 hours) 2 days later, and phenotyped for airway inflammation and injury 6 or 24 hours thereafter. As expected, pre-exposure to O 3 resulted in significantly reduced airway inflammation and injury at 24 hours, as well as reduced induction of antioxidant genes. Like previous studies in rats, tolerance was associated with changes in the frequency and proliferation of alveolar epithelial cells, but was not associated with upregulation of antioxidants, CCSP (SCGB1A1), or mucus. We found that alveolar macrophages (AMs) play a critical role in tolerance, as depletion of AMs using clodronate in mice pre-exposed to O 3 restored many responses to acute O 3 challenge. Further, AMs of O 3 tolerized mice exhibited decreased expression of genes involved in cellular signaling via Toll-like receptors, MYD88, and NF-kB, and proinflammatory cytokine production. We conclude that O 3 tolerance is highly, but not exclusively, dependent on AMs, and that further studies investigating how repeated O 3 exposure induces hypo-responsiveness in AMs are warranted.

ABSTRACT Non-small cell lung cancers demonstrate intrinsic resistance to cell death even in response to chemotherapy. Previous work suggested that defective nuclear translocation of active caspase 3 may play a role in resistance to cell death. Separately, our group has identified that mitogen activated protein kinase activated protein kinase 2 (MK2) is required for nuclear translocation of active caspase 3 in the execution of apoptosis. This study demonstrates a relatively low expression of MK2 in non-small cell lung carcinoma cell lines compared to small cell carcinoma cell lines. Further, overexpression of MK2 in non-small cell lung carcinoma cell lines results in increased caspase 3 activity and caspase 3 mediated cell death. Higher MK2 transcript levels were observed in patients with earlier-stage non-small cell lung cancer. Higher expression of MK2 is associated with better survival in patients with early stage non-small cell lung cancer across two independent clinical datasets. Using data sets spanning multiple cancer types, we observed improved survival with higher MK2 expression was unique to lung adenocarcinoma. Mechanistically, MK2 promotes nuclear translocation of caspase 3 leading to PARP1 cleavage and execution of cell death. While MK2 can directly phosphorylate caspase 3, neither phosphorylation status of caspase 3 nor the kinase activity of MK2 impacts caspase 3 activation, nuclear translocation and execution of cell death. Rather, a non-kinase function of MK2, specifically trafficking via its nuclear localization sequence, is required for caspase 3 mediated cell death. In summary this study highlights the importance of a non-enzymatic function of MK2 in the execution of apoptosis, which may be leveraged in the adjunctive treatment of NSCLC or other conditions where regulation of apoptosis is crucial.