Abstract The recent revolution in tissue-resident macrophage biology has resulted largely from murine studies performed in the C57BL/6 strain. Here, we provide a comprehensive analysis of immune cells in the pleural cavity using both C57BL/6 and BALB/c mice. Unlike C57BL/6 mice, naïve tissue-resident Large Cavity Macrophages (LCM) of BALB/c mice failed to fully implement the tissue residency program. Following infection with a pleural-dwelling nematode these pre-existing differences were accentuated with LCM expansion occurring in C57BL/6 but not BALB/c mice. While infection drove monocyte recruitment in both strains, only in C57BL/6 mice were monocytes able to efficiently integrate into the resident pool. Monocyte to macrophage conversion required both T cells and IL-4Rα signalling. Host genetics are therefore a key influence on tissue resident macrophage biology, and during nematode infection Th2 cells control the differentiation pathway of tissue resident macrophages. Graphical Abstract

ABSTRACT Mutualistic interactions with the commensal microbiota are enforced through a range of immune responses that confer metabolic benefits for the host and ensure tissue health and homeostasis. Immunoglobulin (Ig)A responses directly determine the composition of commensal species that colonize the intestinal tract but require significant metabolic resources to fuel antibody production by tissue-resident plasma cells. Here we demonstrate IgA responses are subject to diurnal regulation by dietary-derived metabolic cues and a cell-intrinsic circadian clock. Rhythmicity in IgA secretion conferred oscillatory patterns on the commensal microbial community and its associated metabolic activity, resulting in changes to metabolite availability over the course of the circadian day. Our findings suggest circadian networks comprising intestinal IgA, the diet and the microbiota align to ensure metabolic health. One-Sentence Summary We demonstrate diurnal rhythms in intestinal IgA act to cross-regulate oscillations in the abundance of commensal microbes to foster mutualism.

Alternatively activated macrophages are essential effector cells during type 2 immunity and tissue repair following helminth infections. We previously showed that Ym1, an alternative activation marker, can drive innate IL-1R-dependent neutrophil recruitment during infection with the lung-migrating nematode, Nippostrongylus brasiliensis suggesting a potential role for the inflammasome in the IL-1-mediated innate response to infection. While inflammasome proteins such as NLRP3 have important pro-inflammatory functions in macrophages, their role during type 2 responses and repair are less defined. We therefore infected Nlrp3 −/− mice with N. brasiliensis . Unexpectedly, compared to WT mice, infected Nlrp3 −/− mice had increased neutrophilia and eosinophilia, correlating with enhanced worm killing but at the expense of increased tissue damage and delayed lung repair. Transcriptional profiling showed that infected Nlrp3 −/− mice exhibited elevated type 2 gene expression compared to WT mice. Notably, inflammasome activation was not evident early post-infection with N. brasiliensis and in contrast to Nlrp3 −/− mice, anti-helminth responses were unaffected in caspase-1/11 deficient or WT mice treated with the NLRP3-specific inhibitor MCC950. Together these data suggest that NLRP3 can constrain lung neutrophilia and helminth killing and negatively regulate type 2 immune responses in an inflammasome-independent manner.

Abstract The early migratory phase of pulmonary helminth infections is characterized by tissue injury leading to the release of the alarmin IL-33 and subsequent induction of type 2 immune responses. We recently described a role for IL-17A, through regulation of IFNγ, as an important inducer of type 2 responses during infection with the lung-migrating rodent nematode Nippostrongylus brasiliensis . Here, we aimed to investigate the interaction between IL-17A and IL-33 during the early lung migratory stages of N. brasiliensis infection. In this brief report, we demonstrate that deficiency of IL-17A leads to impaired IL-33 expression and secretion early in infection, independent of IL-17A suppression of IFNγ. Impaired IL-33 production was evident in lung epithelial cells, but not innate immune cells. Therefore, our results demonstrate that IL-17A can drive IL-33 during helminth infection, highlighting an additional mechanism through which IL-17A can regulate pulmonary type 2 immunity.

Abstract IL-13 plays a key role during protective type 2 immune responses at mucosal sites, such as during infection with nematodes. However, dysregulation of IL-13 can also contribute to the pathogenesis of atopic and fibrotic diseases such as allergic asthma. Matrix remodelling is an important component of repair processes in the lung but also a hallmark of chronic conditions involving fibrosis. Hence, understanding the role of IL-13 in tissue remodelling has important clinical implications. Since IL-13 shares receptors and signalling pathways with IL-4, disentangling the relative contributions of these type 2 cytokines has been challenging. Additionally, little is known about the singular role of IL-13 following acute tissue injury. In this study, we used Nippostrongylus brasiliensis infection as a model of acute lung tissue damage comparing responses between WT and IL-13-deficient mice, in which IL-4 signalling is intact. Importantly, we found that IL-13 played a critical role in limiting tissue injury and haemorrhaging in the lung following infection. Through proteomic and transcriptomic profiling, we identified IL-13-dependent changes in matrix and associated regulators. We further showed that IL-13 is required for the induction of epithelial-derived type 2 effector molecules such as RELM-α and surfactant protein D. Pathway analyses predicted that IL-13 was heavily involved in the induction of cellular stress responses and regulation of lung epithelial cell differentiation by suppression of Foxa2 pathways. Thus, we propose that IL-13 has tissue-protective functions during lung injury and regulates epithelial cell responses during type 2 immunity in this acute setting.

Abstract Chitinase-like proteins (CLPs) are biomarkers of inflammation and airway remodelling in asthma, yet their direct contribution towards disease pathogenesis is unknown. Using a mouse model of allergen-induced type 2/type 17 airway inflammation we sought to directly investigate the role of the murine CLPs Ym1 and Ym2 during chronic lung pathology. Data demonstrated distinct chronic inflammatory roles for Ym2, IL-13, and IL-17a signalling pathways. Notably, only CLPs were key for initiating the pathogenic accumulation and re-organisation of the pulmonary extracellular matrix (ECM) environment. Furthermore, inhibition of CLPs after chronic pathology developed, reversed airway remodelling independently of chronic inflammation. These studies disentangle chronic IL-13 and IL-17a signalling from the development of allergic airway remodelling and instead highlight a central role for CLPs, which provides new avenues to therapeutically target aberrant ECM accumulation.

Abstract Allergic airway inflammation is heterogenous with variability in immune phenotypes observed across asthmatic patients. Inflammation has been thought to directly contribute to airway remodelling in asthma, but clinical data suggests that neutralising type 2 cytokines does not necessarily alter disease pathogenesis. Here, we utilised C57BL/6 and BALB/c mice to investigate the development of allergic airway inflammation and remodelling. Exposure to an allergen cocktail for up to 8 weeks led to type 2 and type 17 inflammation, characterized by airway eosinophilia and neutrophilia and increased expression of chitinase-like proteins in both C75BL/6 and BALB/c mice. However, BALB/c mice developed much greater inflammatory responses than C57BL/6 mice, effects possibly explained by a failure to induce pathways that regulate and maintain T cell activation in C57BL/6 mice, as shown by whole lung RNA transcript analysis. Allergen administration resulted in a similar degree of airway remodelling between mouse strains but with differences in collagen subtype composition. Increased collagen III was observed around the airways of C57BL/6 but not BALB/c mice while allergen-induced loss of basement membrane collagen IV was only observed in BALB/c mice. This study highlights a model of type 2/type 17 airway inflammation in mice whereby development of airway remodelling can occur in both BALB/c and C57BL/6 mice despite differences in immune response dynamics between strains. Importantly, compositional changes in the ECM between genetic strains of mice may help us better understand the relationships between lung function, remodelling and airway inflammation.

Nippostrongylus brasiliensis is a well-defined model of type-2 immunity but the early lung-migrating phase is dominated by innate IL-17A production and neutrophilia. Using N. brasiliensis infection we confirm previous observations that Il17a-KO mice exhibit an impaired type-2 immune response. Neutrophil depletion and reconstitution studies demonstrated that neutrophils contribute to the subsequent eosinophilia but are not responsible for the ability of IL-17A to promote type-2 cytokine responses. Transcriptional profiling of the lung on day 2 of N. brasiliensis infection revealed an increased Ifnγ signature in the Il17a-KO mice confirmed by enhanced IFNγ protein production. Depletion of early IFNγ rescued type-2 immune responses in the Il17a-KO mice demonstrating that IL-17A-mediated suppression of IFNγ promotes type-2 immunity. Notably, when IL-17A was blocked later in infection, the type-2 response increased. IL-17A regulation of type-2 immunity was lung-specific and infection with Trichuris muris, revealed that IL-17A promotes a type-2 immune response in the lung even when a parasite lifecycle is restricted to the intestine. Together our data reveal IL-17A as a major regulator of pulmonary type-2 immunity which supports the development of a protective type-2 immune response but subsequently limits the magnitude of that response.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.