A panel of antigen-specific mouse helper T cell clones was characterized according to patterns of lymphokine activity production, and two types of T cell were distinguished. Type 1 T helper cells (TH1) produced IL 2, interferon-gamma, GM-CSF, and IL 3 in response to antigen + presenting cells or to Con A, whereas type 2 helper T cells (TH2) produced IL 3, BSF1, and two other activities unique to the TH2 subset, a mast cell growth factor distinct from IL 3 and a T cell growth factor distinct from IL 2. Clones representing each type of T cell were characterized, and the pattern of lymphokine activities was consistent within each set. The secreted proteins induced by Con A were analyzed by biosynthetic labeling and SDS gel electrophoresis, and significant differences were seen between the two groups of T cell line. Both types of T cell grew in response to alternating cycles of antigen stimulation, followed by growth in IL 2-containing medium. Examples of both types of T cell were also specific for or restricted by the I region of the MHC, and the surface marker phenotype of the majority of both types was Ly-1+, Lyt-2-, L3T4+, Both types of helper T cell could provide help for B cells, but the nature of the help differed. TH1 cells were found among examples of T cell clones specific for chicken RBC and mouse alloantigens. TH2 cells were found among clones specific for mouse alloantigens, fowl gamma-globulin, and KLH. The relationship between these two types of T cells and previously described subsets of T helper cells is discussed.

A T helper cell type 1–mediated colitis develops in severe combined immunodeficient mice after transfer of CD45RBhigh CD4+ T cells and can be prevented by cotransfer of the CD45RBlow subset. The immune-suppressive activities of the CD45RBlow T cell population can be reversed in vivo by administration of an anti-transforming growth factor β antibody. Here we show that interleukin (IL)-10 is an essential mediator of the regulatory functions of the CD45RBlow population. This population isolated from IL-10–deficient (IL-10−/−) mice was unable to protect from colitis and when transferred alone to immune-deficient recipients induced colitis. Treatment with an anti–murine IL-10 receptor monoclonal antibody abrogated inhibition of colitis mediated by wild-type (WT) CD45RBlow CD4+ cells, suggesting that IL-10 was necessary for the effector function of the regulatory T cell population. Inhibition of colitis by WT regulatory T cells was not dependent on IL-10 production by progeny of the CD45RBhigh CD4+ cells, as CD45RBlow CD4+ cells from WT mice were able to inhibit colitis induced by IL-10−/− CD45RBhigh CD4+ cells. These findings provide the first clear evidence that IL-10 plays a nonredundant role in the functioning of regulatory T cells that control inflammatory responses towards intestinal antigens.

In systemic lupus erythematosus, neutrophil extracellular traps activate plasmacytoid dendritic cells to produce type I interferon.

We show that a combination of the immunosuppressive drugs, vitamin D3 and Dexamethasone, induced human and mouse naive CD4+ T cells to differentiate in vitro into regulatory T cells. In contrast to the previously described in vitro derived CD4+ T cells, these cells produced only interleukin (IL)-10, but no IL-5 and interferon (IFN)-γ, and furthermore retained strong proliferative capacity. The development of these IL-10–producing cells was enhanced by neutralization of the T helper type 1 (Th1)- and Th2–inducing cytokines IL-4, IL-12, and IFN-γ. These immunosuppressive drugs also induced the development of IL-10–producing T cells in the absence of antigen-presenting cells, with IL-10 acting as a positive autocrine factor for these T cells. Furthermore, nuclear factor (NF)-κB and activator protein (AP)-1 activities were inhibited in the IL-10–producing cells described here as well as key transcription factors involved in Th1 and Th2 subset differentiation. The regulatory function of these in vitro generated IL-10–producing T cells was demonstrated by their ability to prevent central nervous system inflammation, when targeted to the site of inflammation, and this function was shown to be IL-10 dependent. Generating homogeneous populations of IL-10–producing T cells in vitro will thus facilitate the use of regulatory T cells in immunotherapy.

We have described a murine model of IBD that was induced in C.B-17 scid mice by transfer of the CD45RBhi subpopulation of CD4+ T cells from normal BALB/c mice and could be prevented by cotransfer of the CD45RBlo CD4+ T cell subset. Here we have dissected the mechanism of pathogenesis of IBD in this model and used this information for rational immunotherapy of the disease. CD4+ cells from diseased mice displayed a highly polarized Th1 pattern of cytokine synthesis upon polyclonal stimulation in vitro. The administration of anti-IFNγ MAb to mice soon after T cell transfer prevented development of colitis for up to 12 weeks. Continual neutralization of TNF with anti-TNF MAbs reduced the incidence of severe disease; however, neutralization of TNF during only the first 3–4 weeks had no effect. Severe colitis was completely abrogated in mice treated systemically with rIL-10, but not with rIL-4.

CD4+ T cells in the mouse can be subdivided into two fractions based on the level of expression of the CD45RB determinant. Previous studies have shown that these subsets are functionally distinct. We have further characterized the properties of these subpopulations in vivo by injecting them into C. B-17 scid mice. The animals restored with the CD45RBhighCD4+ T cell population developed a lethal wasting disease with severe mononuclear cell infiltrates into the colon and elevated levels of IFN-γ mRNA. In contrast, animals restored with the reciprocal CD45RBlow subset or with unfractionated CD4+ T cells did not develop the wasting or colitis. Importantly, the co-transfer of the CD45RBlow population with the CD45RBhigh population prevented the wasting disease and colitis. These data indicate that important regulatory interactions occur between the CD45RBhigh and CD45RBlowCD4+ T cell subsets and that disruption of this mechanism has fatal consequences.

A T helper type 1 (Th1)-mediated colitis with similarities to inflammatory bowel disease in humans developed in severe combined immunodeficiency mice reconstituted with CD45RB(high) CD4+ splenic T cells and could be prevented by cotransfer of CD45RB(low) CD4+ T cells. Inhibition of this Th1 response by the CD45RB(low) T cell population could be reversed in vivo by an anti-transforming growth factor (TGF) beta antibody. Interleukin (IL) 4 was not required for either the differentiation of function of protective cells as CD45RB(low) CD4+ cells from IL-4-deficient mice were fully effective. These results identify a subpopulation of peripheral CD4+ cells and TGF-beta as critical components of the natural immune regulatory mechanism, which prevents the development of pathogenic Th1 responses in the gut, and suggests that this immunoregulatory population is distinct from Th2 cells.

Raised serum levels of interferon (IFN)-α have been observed in systemic lupus erythematosus (SLE) patients, and these levels are correlated with both disease activity and severity. The origin of this IFN-α is still unclear, but increasing evidence suggests the critical involvement of activated plasmacytoid predendritic cells (PDCs). In SLE patients, DNA and RNA viruses, as well as immune complexes (ICs), that consist of autoantibodies specific to self-DNA and RNA protein particles can stimulate production of IFN-α. We have developed three series of oligonucleotide (ODN)-based inhibitors of Toll-like receptor (TLR) signaling. These ODNs include inhibitors of TLR9, inhibitors of TLR7 but not TLR9, and sequences that inhibit both TLR7 and TLR9. Specificity of these inhibitors is confirmed by inhibition of IFN-α production by PDCs in response to DNA or RNA viruses. We show that mammalian DNA and RNA, in the form of ICs, are potent self-antigens for TLR9 and TLR7, respectively, and induce IFN-α production by PDCs. This work suggests that TLRs may have a critical role in the promotion of lupus through the induction of IFN-α by PDCs. These inhibitors of TLR signaling thus represent novel therapeutic agents with potential for the treatment of lupus.

Lymphocytes mediate many important functions of the immune system, such as antibody production, cytotoxicity, and immediate and delayed type hypersensitivity (DTH). In 1968, two major divisions of lymphocytes were recognized: B cells (derived from bone marrow) that produce antibody, and T cells (thymus-dependent) responsible for DTH, cytotoxicity, and regulation of many B- and T-cell functions. The discovery of subset-specific cell surface antigens subsequently allowed division of T cells into two classes: mainly responsible for helper and DTH functions, T cells bearing Lyt-1 and L3T4 antigens, and T cells bearing the Lyt-2 antigen responsible for the majority of cytotoxic and suppressor functions. Evidence from studies with normal cell populations and T-cell clones has since suggested that the Lyt-1(+)L3T4(+)Lyt-2(-) helper T cell population can be divided into at least two types. In this article, Tim Mosmann and Robert Coffman review evidence for this subdivision obtained with T-cell clones grown in vitro and discuss the implications of differences in function and lymphokine synthesis between the two types of cloned helper T cell.