Despite their crucial role in health and disease, our knowledge of immune cells within human tissues remains limited. We surveyed the immune compartment of 16 tissues from 12 adult donors by single-cell RNA sequencing and VDJ sequencing generating a dataset of ~360,000 cells. To systematically resolve immune cell heterogeneity across tissues, we developed CellTypist, a machine learning tool for rapid and precise cell type annotation. Using this approach, combined with detailed curation, we determined the tissue distribution of finely phenotyped immune cell types, revealing hitherto unappreciated tissue-specific features and clonal architecture of T and B cells. Our multitissue approach lays the foundation for identifying highly resolved immune cell types by leveraging a common reference dataset, tissue-integrated expression analysis, and antigen receptor sequencing.

Abstract Despite their crucial role in health and disease, our knowledge of immune cells within human tissues remains limited. Here, we surveyed the immune compartment of 15 tissues of six deceased adult donors by single-cell RNA sequencing and paired VDJ sequencing. To systematically resolve immune cell heterogeneity across tissues, we developed CellTypist, a machine learning tool for rapid and precise cell type annotation. Using this approach, combined with detailed curation, we determined the tissue distribution of 45 finely phenotyped immune cell types and states, revealing hitherto unappreciated tissue-specific features and clonal architecture of T and B cells. In summary, our multi-tissue approach lays the foundation for identifying highly resolved immune cell types by leveraging a common reference dataset, tissue-integrated expression analysis and antigen receptor sequencing. One Sentence Summary We provide an immune cell atlas, including antigen receptor repertoire profiling, across lymphoid and non-lymphoid human tissues.

Abstract As the dimensionality, throughput, and complexity of cytometry data increases, so does the demand for user-friendly, interactive analysis tools that leverage high-performance machine learning frameworks. Here we introduce FlowAtlas.jl: an interactive web application that bridges the user-friendly environment of FlowJo and computational tools in Julia developed by the scientific machine learning community. We demonstrate the capabilities of FlowAtlas using a novel human multi-tissue, multi-donor immune cell dataset, highlighting key immunological findings.

Abstract The retinoid X receptor (RXR) agonist bexarotene has recently been shown to promote remyelination in individuals with multiple sclerosis. Murine studies demonstrated that RXR agonists can have anti-inflammatory effects by enhancing the ability of all-trans-retinoic acid ( αt RA), the primary active metabolite of vitamin A, to promote T regulatory cell (Treg) induction and reduce Th17 differentiation in vitro , following stimulation of naïve CD4 cells in the presence of TGF- β . Stimulating naïve human CD4 T cells for 7 days, in the presence of either Treg or Th17 skewing cytokines ± bexarotene (1 μM), ± other RXR agonists (9 Cis RA and NRX 194204), or ± αt RA (100 nM) shows that RXR agonists, including bexarotene, are capable of tipping the human Treg/Th17 axis in favour of Treg induction. Furthermore, this occurs independently of αt RA and retinoic acid receptor (RAR) signalling. Tregs induced in the presence of bexarotene express many of the canonical markers of T cell regulation and are functionally suppressive in vitro. These findings support a potential immunomodulatory role for bexarotene and highlight the possible therapeutic application of RXR agonists in autoimmune disease, with bexarotene’s pro-remyelinating effects making multiple sclerosis a particularly attractive disease target. Significance Statement The pan-retinoid X receptor (RXR) agonist bexarotene has recently been shown to promote remyelination in patients with multiple sclerosis. Here we demonstrate that bexarotene, and other RXR agonists have immunomodulating effects, tipping the Th17/T regulatory cell (Treg) differentiation axis in favour of Treg development. These findings lend support to the idea of developing RXR agonists as treatments of autoimmune diseases, in particular multiple sclerosis.

Abstract For decades regulatory T cell (Treg) research has focussed on CD4+FOXP3+ Tregs, whilst characterisation of CD8+FOXP3+ Tregs has been limited by their paucity in blood. Here, by studying 95 tissues from 26 deceased transplant organ donors we demonstrate that despite representing less than 5% of circulating Tregs, fully functional, thymically derived CD8+FOXP3+ Tregs are highly enriched in human tissues particularly in non-lymphoid tissues and bone marrow, where they reside as CD25 lo /-CD8+CD69+CD103+TLR9+HELIOS+FOXP3+ Tregs. Despite lacking surface CD25 expression, CD8+ Tregs in tissue are demethylated at the FOXP3 TSDR and express CD25 intracellularly. Surface CD25 expression is quickly regained in vitro , allowing cell sorting for therapeutic expansion and confirmation of their suppressive function. We suggest that these elusive cells likely play an essential but previously unappreciated role in maintaining peripheral tolerance within human tissues. One Sentence Summary FOXP3+CD8+Tregs, expressing tissue residency markers and CD25 intracellularly, are enriched in human non-lymphoid tissues.