Abstract Background Critically ill patients diagnosed with COVID-19 may develop a pro-thrombotic state that places them at a dramatically increased lethal risk. Although platelet activation is critical for thrombosis and is responsible for the thrombotic events and cardiovascular complications, the role of platelets in the pathogenesis of COVID-19 remains unclear. Methods Using platelets from healthy volunteers, non-COVID-19 and COVID-19 patients, as well as wild-type and hACE2 transgenic mice, we evaluated the changes in platelet and coagulation parameters in COVID-19 patients. We investigated ACE2 expression and direct effect of SARS-CoV-2 virus on platelets by RT-PCR, flow cytometry, Western blot, immunofluorescence, and platelet functional studies in vitro, FeCl 3 -induced thrombus formation in vivo, and thrombus formation under flow conditions ex vivo. Results We demonstrated that COVID-19 patients present with increased mean platelet volume (MPV) and platelet hyperactivity, which correlated with a decrease in overall platelet count. Detectable SARS-CoV-2 RNA in the blood stream was associated with platelet hyperactivity in critically ill patients. Platelets expressed ACE2, a host cell receptor for SARS-CoV-2, and TMPRSS2, a serine protease for Spike protein priming. SARS-CoV-2 and its Spike protein directly enhanced platelet activation such as platelet aggregation, PAC-1 binding, CD62P expression, α granule secretion, dense granule release, platelet spreading, and clot retraction in vitro, and thereby Spike protein enhanced thrombosis formation in wild-type mice transfused with hACE2 transgenic platelets, but this was not observed in animals transfused with wild-type platelets in vivo. Further, we provided evidence suggesting that the MAPK pathway, downstream of ACE2, mediates the potentiating role of SARS-CoV-2 on platelet activation, and that platelet ACE2 expression decreases following SARS-COV-2 stimulation. SARS-CoV-2 and its Spike protein directly stimulated platelets to facilitate the release of coagulation factors, the secretion of inflammatory factors, and the formation of leukocyte–platelet aggregates. Recombinant human ACE2 protein and anti-Spike monoclonal antibody could inhibit SARS-CoV-2 Spike protein-induced platelet activation. Conclusions Our findings uncovered a novel function of SARS-CoV-2 on platelet activation via binding of Spike to ACE2. SARS-CoV-2-induced platelet activation may participate in thrombus formation and inflammatory responses in COVID-19 patients.

Summary KRAS G12C inhibitors including adagrasib and sortorasib have shown clinical promise in targeting KRAS G12C -mutated lung cancers, however, most patients eventually develop drug resistance. In lung adenocarcinoma patients with co-occurring KRAS G12C and STK11 / LKB1 mutations, we found a high squamous gene signature at baseline significantly correlated with poor adagrasib response. Through integrative studies of Lkb1 -deficient KRAS G12C and Kras G12D lung cancer mouse models and/or organoids treated with KRAS inhibitors, we found tumor cells invoked a lineage plasticity program: adeno-to-squamous transition (AST) that mediated resistance to KRAS inhibition. Transcriptomic and epigenomic analyses revealed ΔNp63 drives AST and modulates response to KRAS inhibition. We identified an intermediate high-plasticity cell state with distinct gene expression program marked by Krt6a upregulation. Notably, higher KRT6A expression at baseline correlated with shorter overall survival in KRAS -mutant patients receiving adagrasib. These data support the role of AST in KRAS inhibitor resistance and provide predictive biomarker for KRAS-targeted therapies in lung cancer.

Abstract Although there is growing appreciation for effective repurposing of selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs) for cancer therapy, particularly hepatocellular carcinoma (HCC), efforts are hampered by limited knowledge of their molecular targets and mechanism of action. Global inverse gene-expression profiling method, drug affinity responsive target stability assay, and in silico molecular docking analysis was performed to identify the targets of SSRIs. Murine subcutaneous, orthotopic models, and patient-derived xenograft were employed to explore the therapeutic effects and underlying mechanisms of SSRIs in HCC. The clinical relevance of SSRI use was verified with real world data. SSRIs exhibit significant anti-HCC effects independent of their known target serotonin reuptake transporter. The glucose transporter 1 (GLUT1) is identified as a new target of SSRIs. Citalopram binds to and antagonizes GLUT1, resulting in reduced glycolytic flux and ATP generation. Mutant GLUT1 in the binding site E380 of citalopram compromises the inhibitory effects of citalopram on the Warburg effect and tumor growth. In preclinical models, citalopram dampens the growth kinetics of GLUT1 high liver tumors and displays a synergistic effect with anti-PD-1 therapy. Retrospective analysis of health records found that SSRIs use is associated with a lower risk of metastasis among HCC patients. Our study reveals an unprecedented role of SSRIs in cancer metabolism, and establishes a rationale for repurposing SSRIs as potential anticancer drugs for HCC.

Monocytes are critical in controlling tissue infections and inflammation. Monocyte dysfunction contributes to the inflammatory pathogenesis of cystic fibrosis (CF) caused by CF transmembrane conductance regulator (CFTR) mutations, making CF a clinically relevant disease model for studying the contribution of monocytes to inflammation. Although CF monocytes exhibited adhesion defects, the precise mechanism is unclear. Herein, superresolution microscopy showed that an integrin clustering but not an integrin activation defect determines the adhesion defect in CFTR-deficient monocytes, challenging the existing paradigm emphasizing an integrin activation defect in CF patient monocytes. We further found that the clustering defect is accompanied by defects in CORO1A membrane recruitment, actin cortex formation, and CORO1A engagement with integrins. Complementing canonical studies of leukocyte adhesion focusing on integrin activation, we highlight the importance of integrin clustering in cell adhesion and report that integrin clustering and activation are distinctly regulated, warranting further investigation for selective targeting in therapeutic strategy design involving leukocyte-dependent inflammation.

1. Kindlin-3 but not talin-1 contributes to integrin inside-out signaling induced β2 integrin clustering. 2. The Pleckstrin homology domain of kindlin-3 was critical for its mediated β2 integrin clustering. Neutrophils are the most abundant leukocytes in human blood, and their recruitment is essential for innate immunity and inflammatory responses. The initial and critical step of neutrophil recruitment is their adhesion to vascular endothelium, which depends on G protein-coupled receptor (GPCR) triggered integrin inside-out signaling that induces β2 integrin activation and clustering on neutrophils. Kindlin-3 and talin-1 are essential regulators for the inside-out signaling induced β2 integrin activation. However, their contribution in the inside-out signaling induced β2 integrin clustering is unclear because conventional assays on integrin clustering are usually performed on adhered cells, where integrin–ligand binding concomitantly induces integrin outside-in signaling. We used flow cytometry and quantitative super-resolution stochastic optical reconstruction microscopy (STORM) to quantify β2 integrin activation and clustering, respectively, in kindlin-3 and talin-1 knockout leukocytes. We also tested whether wildtype or Pleckstrin homology (PH) domain deleted kindlin-3 can rescue the kindlin-3 knockout phenotypes. GPCR-triggered inside-out signaling alone can induce β2 integrin clustering. As expected, both kindlin-3 and talin-1 knockout decreases integrin activation. Interestingly, only kindlin-3 but not talin-1 contributes to integrin clustering in the scenario of inside-out-signaling, wherein a critical role of the PH domain of kindlin-3 was highlighted. Since talin was known to facilitate integrin clustering in outside-in-signaling-involved cells, our finding provides a paradigm shift by suggesting that the molecular mechanisms of integrin clustering upon inside-out signaling and outside-in signaling are different. Our data also contradict the conventional assumption that integrin activation and clustering are tightly inter-connected by showing separated regulation of the two during inside-out signaling. Our study provides a new mechanism that shows kindlin-3 regulates β2 integrin clustering and suggests that integrin clustering should be assessed independently, aside from integrin activation, when studying leukocyte adhesion in inflammatory diseases.