Abstract Lung mesenchymal cells play an essential role in development and at birth, as the lung moves from a fluid-filled to an oxygen-rich environment with a stable gas-liquid interface. The molecular details and cellular changes accompanying this highly coordinated process remain incompletely understood. Therefore, we performed single cell transcriptomics and in-situ imaging of the developing lung in both health and disease to characterize the spectrum of mesenchymal cell states prior to the onset of air-breathing life through late alveolarization to gain insight into their role in orchestrating tissue maturation. We found that cell type diversity in the mesenchymal compartment increases rapidly during normal development but is delayed during neonatal exposure to 80% O 2 hyperoxia, a model for bronchopulmonary dysplasia. This study identifies the molecular transitions between populations of mesenchymal cells at discrete developmental time points across fibroblast, smooth muscle, and mural compartments and elucidates the global and cell type-specific effects of neonatal hyperoxia, including the emergence of Acta1 + cells which are absent in normoxic neonatal lungs. These granular insights hold the promise of targeted treatment for neonatal lung disease, which remains a major cause of infant morbidity and mortality across the world.

ABSTRACT Background Myeloid cell metabolic reprogramming is a hallmark of inflammatory disease, however, its role in inflammation-induced hypercoagulability is poorly understood. Objective/Methods Using novel myeloid cell-based global haemostasis assays and murine models of immunometabolic disease, we evaluated the role of inflammation-associated metabolic reprogramming in regulating blood coagulation. Results Glycolysis was essential for enhanced activated myeloid cell tissue factor expression and decryption, driving increased cell-dependent thrombin generation in response to inflammatory challenge. Similarly, inhibition of glycolysis enhanced activated macrophage fibrinolytic activity via reduced plasminogen activator inhibitor 1 (PAI-1)-activity. Macrophage polarisation or activation markedly increased endothelial protein C receptor (EPCR) expression on monocytes and macrophages, leading to increased myeloid cell-dependent protein C activation. Importantly, inflammation-dependent EPCR expression on tissue-resident macrophages was also observed in vivo . Adipose tissue macrophages from obese mice fed a high-fat diet exhibited significantly enhanced EPCR expression and APC generation compared to macrophages isolated from the adipose tissue of healthy mice. Similarly, the induction of colitis in mice prompted infiltration of EPCR + innate myeloid cells within inflamed colonic tissue that were absent from the intestinal tissue of healthy mice. Conclusion Collectively, this study identifies immunometabolic regulation of myeloid cell hypercoagulability, opening new therapeutic possibilities for targeted mitigation of thrombo-inflammatory disease. ESSENTIALS Inflammation-mediated glycolytic reprogramming enables myeloid cell-induced hypercoagulability and antifibrinolytic activity. 2-Deoxy-D-glucose (2-DG) inhibits the expression of transcription factors necessary for inflammation-induced procoagulant gene expression. Myeloid cell membrane regulation of tissue factor procoagulant activity is glycolysis-dependent. Activation of myeloid innate immunity dysregulates activated protein C anticoagulant pathway activity.

Inflammatory bowel disease (IBD) patients experience up to 6-fold increased risk of venous thromboembolism (VTE) compared to the general population, although the mechanistic basis for this increased risk remains poorly defined. We found that colitogenic CD4+ T cells express tissue factor (TF) and promote rapid TF-dependent plasma thrombin generation in T cell-dependent calibrated automated thrombinography assays. Furthermore, we identified the presence of TF+CD4+CD3+ T cells in the colons of both mice with colitis and paediatric IBD patients during active disease. TF is typically expressed in an 'encrypted' state and requires decryption for optimal procoagulant activity. Notably, flow cytometric analysis demonstrated that activated CD4+ T cells express significantly increased acid sphingomyelinase and protein disulphide isomerase, critical mediators for TF decryption, on their cell membrane compared to naive T cells. The protein C (PC) pathway is an important regulator of TF-mediated thrombin generation. Pertinently, pre-clinical studies suggest an important role for diminished PC pathway activity in IBD pathophysiology. To understand how this process might be regulated, we performed meta-transcriptomic and gene expression analysis of IBD patient gut biopsy tissue, identifying dysregulated expression of genes involved in the regulation of coagulation, including PC (PROC) and its receptor (EPCR; PROCR). Subsequent functional studies revealed that activated protein C (APC) signalling reduced colitogenic T cell generation and activity, potently impaired TF decryption and significantly reduced T cell-mediated thrombin generation and clot formation. These data identify TF-mediated colitogenic T cell thrombogenicity and demonstrate a new role for APC signalling in regulating T cell thrombo-inflammatory activity.