Cytotoxic T cells are essential mediators of protective immunity to viral infection and malignant tumours and are a key target of immunotherapy approaches. However, prolonged exposure to cognate antigens often attenuates the effector capacity of T cells and limits their therapeutic potential1–4. This process, known as T cell exhaustion or dysfunction1, is manifested by epigenetically enforced changes in gene regulation that reduce the expression of cytokines and effector molecules and upregulate the expression of inhibitory receptors such as programmed cell-death 1 (PD-1)5–8. The underlying molecular mechanisms that induce and stabilize the phenotypic and functional features of exhausted T cells remain poorly understood9–12. Here we report that the development and maintenance of populations of exhausted T cells in mice requires the thymocyte selection-associated high mobility group box (TOX) protein13–15. TOX is induced by high antigen stimulation of the T cell receptor and correlates with the presence of an exhausted phenotype during chronic infections with lymphocytic choriomeningitis virus in mice and hepatitis C virus in humans. Removal of its DNA-binding domain reduces the expression of PD-1 at the mRNA and protein level, augments the production of cytokines and results in a more polyfunctional T cell phenotype. T cells with this deletion initially mediate increased effector function and cause more severe immunopathology, but ultimately undergo a massive decline in their quantity, notably among the subset of TCF-1+ self-renewing T cells. Altogether, we show that TOX is a critical factor for the normal progression of T cell dysfunction and the maintenance of exhausted T cells during chronic infection, and provide a link between the suppression of effector function intrinsic to CD8 T cells and protection against immunopathology. TOX is a critical factor for the normal progression of T cell dysfunction and the maintenance of exhausted T cells during chronic infections.

Abstract Spatial transcriptomics and proteomics have independently transformed our understanding of complex biological processes; however, integration of these modalities is currently limited. To overcome this challenge, we developed S patial P r O tein and T ranscriptome S equencing (SPOTS) for high-throughput integration of transcriptome and protein profiling within the spatial context. Applying SPOTS to spleen and breast cancer samples revealed that spatially-resolved multi-omic integration provides a comprehensive perspective on key biological processes in health and disease.

ABSTRACT Bgee is a database to retrieve and compare gene expression patterns in multiple animal species, produced by integrating multiple data types (RNA-Seq, Affymetrix, in situ hybridization, and EST data). It is based exclusively on curated healthy wild-type expression data (e.g., no gene knock-out, no treatment, no disease), to provide a comparable reference of normal gene expression. Curation includes very large datasets such as GTEx (re-annotation of samples as “healthy” or not) as well as many small ones. Data are integrated and made comparable between species thanks to consistent data annotation and processing, and to calls of presence/absence of expression, along with expression scores. As a result, Bgee is capable of detecting the conditions of expression of any single gene, accommodating any data type and species. Bgee provides several tools for analyses, allowing, e.g., automated comparisons of gene expression patterns within and between species, retrieval of the prefered conditions of expression of any gene, or enrichment analyses of conditions with expression of sets of genes. Bgee release 14.1 includes 29 animal species, and is available at https://bgee.org/ and through its Bioconductor R package BgeeDB.