The specialized junction between a T lymphocyte and an antigen-presenting cell, the immunological synapse, consists of a central cluster of T cell receptors surrounded by a ring of adhesion molecules. Immunological synapse formation is now shown to be an active and dynamic mechanism that allows T cells to distinguish potential antigenic ligands. Initially, T cell receptor ligands were engaged in an outermost ring of the nascent synapse. Transport of these complexes into the central cluster was dependent on T cell receptor–ligand interaction kinetics. Finally, formation of a stable central cluster at the heart of the synapse was a determinative event for T cell proliferation.

Abstract ICAM-1 is a cell surface glycoprotein originally defined by a monoclonal antibody (MAb) that inhibits phorbol ester-stimulated leukocyte aggregation. Staining of frozen sections and immunofluorescence flow cytometry showed intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) is expressed on non-hematopoietic cells such as vascular endothelial cells, thymic epithelial cells, certain other epithelial cells, and fibroblasts, and on hematopoietic cells such as tissue macrophages, mitogen-stimulated T lymphocyte blasts, and germinal center dendritic cells in tonsils, lymph nodes, and Peyer's patches. ICAM-1 staining on vascular endothelial cells is most intense in T cell areas in lymph nodes and tonsils showing reactive hyperplasia. ICAM-1 is expressed in low amounts on peripheral blood leukocytes. Phorbol ester-stimulated differentiation of myelomonocytic cell lines greatly increases ICAM-1 expression. ICAM-1 expression on dermal fibroblasts is increased threefold to fivefold by either interleukin 1 (IL 1) or interferon-gamma at 10 U/ml over a period of 4 or 10 hr, respectively. The induction is dependent on protein and mRNA synthesis and is reversible. ICAM-1 displays Mr heterogeneity in different cell types with a Mr of 97,000 on fibroblasts, 114,000 on the myelomonocytic cell line U937, and 90,000 on the B lymphoblastoid cell JY. ICAM-1 biosynthesis involves a Mr approximately 73,000 intracellular precursor. The non-N-glycosylated form resulting from tunicamycin treatment has a Mr of 55,000. ICAM-1 isolated from phorbol myristic acetate (PMA) stimulated U937 and from fibroblasts yields an identical major product of Mr = 60,000 after chemical deglycosylation. ICAM-1 MAb interferes with the adhesion of phytohemagglutinin blasts, and the adhesion of the cell line SKW3 to human dermal fibroblast cell layers. Pretreatment of fibroblasts but not lymphocytes with ICAM-1 MAb, and of lymphocytes but not fibroblasts with lymphocyte function-associated antigen 1 MAb inhibits adhesion. Intercellular adhesion is increased by prior exposure of fibroblasts to IL 1, and correlates with induction of ICAM-1.

Homotypic adhesion by phorbol ester-stimulated lymphocytes requires LFA-1 and Mg+2 and does not involve like-like interactions between LFA-1 molecules on adjacent cells. The latter finding suggested that a second molecule, distinct from LFA-1, also participates in LFA-1-dependent adhesion. The identification of such a molecule was the object of this investigation. After immunization with LFA-1-deficient EBV-transformed lymphoblastoid cells, a MAb was obtained that inhibits phorbol ester-stimulated aggregation of LFA-1+ EBV lines. This MAb defines a novel cell surface molecule, which is designated intercellular adhesion molecule 1 (ICAM-1). ICAM-1 is distinct from LFA-1 in both cell distribution and structure. In SDS-PAGE, ICAM-1 isolated from JY cells is a single chain of Mr = 90,000. As shown by MAb inhibition, ICAM-1 participates in phorbol ester-stimulated adhesion reactions of B lymphocyte and myeloid cell lines and T lymphocyte blasts. However, aggregation of one T lymphocyte cell line (SKW-3) was inhibited by LFA-1 but not ICAM-1 MAb. It is proposed that ICAM-1 may be a ligand in many, but not all, LFA-1-dependent adhesion reactions.

Intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) on the surface of cultured umbilical vein and saphenous vein endothelial cells was upregulated between 2.5- and 40-fold by rIL-1, rTNF, LPS and rIFN gamma corresponding to up to 5 X 10(6) sites/cell. Endothelial cell ICAM-1 was a single band of 90 kD in SDS-PAGE. Purified endothelial cell ICAM-1 reconstituted into liposomes and bound to plastic was an excellent substrate for both JY B lymphoblastoid cell and T lymphoblast adhesion. Adhesion to endothelial cell ICAM-1 in planar membranes was blocked completely by monoclonal antibodies to lymphocyte function associated antigen-1 (LFA-1) or ICAM-1. Adhesion to artificial membranes was most sensitive to ICAM-1 density within the physiological range found on resting and stimulated endothelial cells. Adhesion of JY B lymphoblastoid cells, normal and genetically LFA-1 deficient T lymphoblasts and resting peripheral blood lymphocytes to endothelial cell monolayers was also assayed. In summary, LFA-1 dependent (60-90% of total adhesion) and LFA-1-independent basal adhesion was observed and the use of both adhesion pathways by different interacting cell pairs was increased by monokine or lipopolysaccharide stimulation of endothelial cells. The LFA-1-dependent adhesion could be further subdivided into an LFA-1/ICAM-1-dependent component which was increased by cytokines and a basal LFA-1-dependent, ICAM-1-independent component which did not appear to be affected by cytokines. We conclude that ICAM-1 is a regulated ligand for lymphocyte-endothelial cell adhesion, but at least two other major adhesion pathways exist.

Intercellular adhesion molecule 1 (ICAM-1) is a 90 kd inducible surface glycoprotein that promotes adhesion in immunological and inflammatory reactions. ICAM-1 is a ligand of lymphocyte function-associated antigen-1 (LFA-1), an alpha beta complex that is a member of the integrin family of cell-cell and cell-matrix receptors. ICAM-1 is encoded by an inducible 3.3 kb mRNA. The amino acid sequence specifies an integral membrane protein with an extracellular domain of 453 residues containing five immunoglobulin-like domains. Highest homology is found with neural cell adhesion molecule (NCAM) and myelin-associated glycoprotein (MAG), which also contain five Ig-like domains. NCAM and MAG are nervous system adhesion molecules, but unlike ICAM-1, NCAM is homophilic. The ICAM-1 and LFA-1 interaction is heterophilic and unusual in that it is between members of the immunoglobulin and intergrin families. Unlike other integrin ligands, ICAM-1 does not contain an RGD sequence.

Notch receptors regulate fate decisions in many cells. One outcome of Notch signaling is differentiation of bipotential precursors into one cell type versus another. To investigate consequences of Notch1 expression in hematolymphoid progenitors, mice were reconstituted with bone marrow (BM) transduced with retroviruses encoding a constitutively active form of Notch1. Although neither granulocyte or monocyte differentiation were appreciably affected, lymphopoiesis was dramatically altered. As early as 3 weeks following transplantation, mice receiving activated Notch1-transduced BM contained immature CD4+ CD8+ T cells in the BM and exhibited a simultaneous block in early B cell lymphopoiesis. These results suggest that Notch1 provides a key regulatory signal in determining T lymphoid versus B lymphoid lineage decisions, possibly by influencing lineage commitment from a common lymphoid progenitor cell.

These guidelines are a consensus work of a considerable number of members of the immunology and flow cytometry community. They provide the theory and key practical aspects of flow cytometry enabling immunologists to avoid the common errors that often undermine immunological data. Notably, there are comprehensive sections of all major immune cell types with helpful Tables detailing phenotypes in murine and human cells. The latest flow cytometry techniques and applications are also described, featuring examples of the data that can be generated and, importantly, how the data can be analysed. Furthermore, there are sections detailing tips, tricks and pitfalls to avoid, all written and peer-reviewed by leading experts in the field, making this an essential research companion.