A balance between pro- and anti-inflammatory mechanisms at mucosal interfaces, which are sites of constitutive exposure to microbes and non-microbial foreign substances, allows for efficient protection against pathogens yet prevents adverse inflammatory responses associated with allergy, asthma and intestinal inflammation. Regulatory T (T(reg)) cells prevent systemic and tissue-specific autoimmunity and inflammatory lesions at mucosal interfaces. These cells are generated in the thymus (tT(reg) cells) and in the periphery (induced (i)T(reg) cells), and their dual origin implies a division of labour between tT(reg) and iT(reg) cells in immune homeostasis. Here we show that a highly selective blockage in differentiation of iT(reg) cells in mice did not lead to unprovoked multi-organ autoimmunity, exacerbation of induced tissue-specific autoimmune pathology, or increased pro-inflammatory responses of T helper 1 (T(H)1) and T(H)17 cells. However, mice deficient in iT(reg) cells spontaneously developed pronounced T(H)2-type pathologies at mucosal sites--in the gastrointestinal tract and lungs--with hallmarks of allergic inflammation and asthma. Furthermore, iT(reg)-cell deficiency altered gut microbial communities. These results suggest that whereas T(reg) cells generated in the thymus appear sufficient for control of systemic and tissue-specific autoimmunity, extrathymic differentiation of T(reg) cells affects commensal microbiota composition and serves a distinct, essential function in restraint of allergic-type inflammation at mucosal interfaces.

Self-Renewing T Cells The homeostasis of cell populations within an organism can be achieved through a variety of mechanisms, including the differentiation of precursor populations, self-renewal of terminally differentiated cells, or by programming cells to be extremely long-lived. Regulatory T cells that express the transcription factor Foxp3 are critical for maintaining immune tolerance by preventing excessive inflammation and autoimmunity. Rubtsov et al. (p. 1667 ) now use genetic fate mapping and cell transfer studies in vivo to demonstrate that Foxp3-expressing cells are remarkably stable under both basal and inflammatory conditions. Thus, regulatory T cells appear to be maintained through self-renewal and should maintain their identity if used in adoptive cell therapies for treatment of autoimmunity or other inflammatory disorders.

Foxp3 activity is essential for the normal function of the immune system. Two types of regulatory T (T reg) cells express Foxp3, thymus-generated natural T reg (nT reg) cells, and peripherally generated adaptive T reg (iT reg) cells. These cell types have complementary functions. Until now, it has not been possible to distinguish iT reg from nT reg cells in vivo based solely on surface markers. We report here that Neuropilin 1 (Nrp1) is expressed at high levels by most nT reg cells; in contrast, mucosa-generated iT reg and other noninflammatory iT reg cells express low levels of Nrp1. We found that Nrp1 expression is under the control of TGF-β. By tracing nT reg and iT reg cells, we could establish that some tumors have a very large proportion of infiltrating iT reg cells. iT reg cells obtained from highly inflammatory environments, such as the spinal cords of mice with spontaneous autoimmune encephalomyelitis (EAE) and the lungs of mice with chronic asthma, express Nrp1. In the same animals, iT reg cells in secondary lymphoid organs remain Nrp1(low). We also determined that, in spontaneous EAE, iT reg cells help to establish a chronic phase of the disease.

Classical dendritic cells (cDCs), monocytes, and plasmacytoid DCs (pDCs) arise from a common bone marrow precursor (macrophage and DC progenitors [MDPs]) and express many of the same surface markers, including CD11c. We describe a previously uncharacterized zinc finger transcription factor, zDC (Zbtb46, Btbd4), which is specifically expressed by cDCs and committed cDC precursors but not by monocytes, pDCs, or other immune cell populations. We inserted diphtheria toxin (DT) receptor (DTR) cDNA into the 3′ UTR of the zDC locus to serve as an indicator of zDC expression and as a means to specifically deplete cDCs. Mice bearing this knockin express DTR in cDCs but not other immune cell populations, and DT injection into zDC-DTR bone marrow chimeras results in cDC depletion. In contrast to previously characterized CD11c-DTR mice, non-cDCs, including pDCs, monocytes, macrophages, and NK cells, were spared after DT injection in zDC-DTR mice. We compared immune responses to Toxoplasma gondii and MO4 melanoma in DT-treated zDC- and CD11c-DTR mice and found that immunity was only partially impaired in zDC-DTR mice. Our results indicate that CD11c-expressing non-cDCs make significant contributions to initiating immunity to parasites and tumors.

The transcription factor Foxp3 is essential for the function of regulatory T cells. Rudensky and colleagues show Foxp3 participates in large protein complexes that regulate gene expression of many of these components in self-reinforcing networks. The transcription factor Foxp3 is indispensible for the differentiation and function of regulatory T cells (Treg cells). To gain insights into the molecular mechanisms of Foxp3-mediated gene expression, we purified Foxp3 complexes and explored their composition. Biochemical and mass-spectrometric analyses revealed that Foxp3 forms multiprotein complexes of 400–800 kDa or larger and identified 361 associated proteins, ∼30% of which were transcription related. Foxp3 directly regulated expression of a large proportion of the genes encoding its cofactors. Some transcription factor partners of Foxp3 facilitated its expression. Functional analysis of the cooperation of Foxp3 with one such partner, GATA-3, provided additional evidence for a network of transcriptional regulation afforded by Foxp3 and its associates to control distinct aspects of Treg cell biology.

Abstract Severe coronavirus disease 2019 (COVID-19) is characterized by systemic inflammation and can result in protracted symptoms. Robust systemic inflammation may trigger persistent changes in hematopoietic cells and innate immune memory through epigenetic mechanisms. We reveal that rare circulating hematopoietic stem and progenitor cells (HSPC), enriched from human blood, match the diversity of HSPC in bone marrow, enabling investigation of hematopoiesis and HSPC epigenomics. Following COVID-19, HSPC retain epigenomic alterations that are conveyed, through differentiation, to progeny innate immune cells. Epigenomic changes vary with disease severity, persist for months to a year, and are associated with increased myeloid cell differentiation and inflammatory or antiviral programs. Epigenetic reprogramming of HSPC may underly altered immune function following infection and be broadly relevant, especially for millions of COVID-19 survivors. One Sentence Summary Transcriptomic and epigenomic analysis of blood reveal sustained changes in hematopoiesis and innate immunity after COVID-19. Graphical Abstract

Summary Barrier epithelia depend on resident stem cells for homeostasis, defense and repair. Intestinal stem cells (ISCs) of the small and large intestines respond to their local microenvironments (niches) to fulfill a continuous demand for tissue turnover, yet the complexity of their niches is still unfolding. Here, we report an extensive lymphatic network that intimately associates with ISCs within these niches. Devising a lymphatic:organoid coculture system, we show that lymphatic-secreted factors maintain ISCs while inhibiting precocious differentiation. Employing a new deconvolution algorithm, BayesPrism, to pair single-cell and spatial transcriptomics, we cartograph the lymphatic ligand:ISC receptor interactomes at high resolution. We unearth crypt lymphatics as a major source of WNT-signaling factors (WNT2, R-SPONDIN-3) known to drive ISC behavior, and REELIN, a hitherto unappreciated ISC regulator secreted by crypt lymphatics. Together, our studies expose lymphatics as a central hub for niche factors that govern the regenerative potential of ISCs.