Innate lymphoid cells (ILCs) are emerging as a family of effectors and regulators of innate immunity and tissue remodeling. Interleukin 22 (IL-22)- and IL-17-producing ILCs, which depend on the transcription factor RORγt, express CD127 (IL-7 receptor α-chain) and the natural killer cell marker CD161. Here we describe another lineage-negative CD127(+)CD161(+) ILC population found in humans that expressed the chemoattractant receptor CRTH2. These cells responded in vitro to IL-2 plus IL-25 and IL-33 by producing IL-13. CRTH2(+) ILCs were present in fetal and adult lung and gut. In fetal gut, these cells expressed IL-13 but not IL-17 or IL-22. There was enrichment for CRTH2(+) ILCs in nasal polyps of chronic rhinosinusitis, a typical type 2 inflammatory disease. Our data identify a unique type of human ILC that provides an innate source of T helper type 2 (T(H)2) cytokines.

Type 2 innate lymphoid cells (ILC2s) are part of a large family of ILCs that are important effectors in innate immunity, lymphoid organogenesis, and tissue remodeling. ILC2s mediate parasite expulsion but also contribute to airway inflammation, emphasizing the functional similarity between these cells and Th2 cells. Consistent with this, we report that the transcription factor GATA3 was highly expressed by human ILC2s. CRTH2(+) ILC2s were enriched in nasal polyps of patients with chronic rhinosinusitis, a typical type 2-mediated disease. Nasal polyp epithelial cells expressed TSLP, which enhanced STAT5 activation, GATA3 expression, and type 2 cytokine production in ILC2s. Ectopic expression of GATA3 in Lin(-)CD127(+)CRTH2(-) cells resulted in induction of CRTH2 and the capacity to produce high amounts of type 2 cytokines in response to TSLP plus IL-33. Hence, we identify GATA3, potently regulated by TSLP, as an essential transcription factor for the function of human ILC2s.

Tissue-resident memory T (Trm) cells form a heterogeneous population that provides localized protection against pathogens. Here, we identify CD49a as a marker that differentiates CD8+ Trm cells on a compartmental and functional basis. In human skin epithelia, CD8+CD49a+ Trm cells produced interferon-γ, whereas CD8+CD49a- Trm cells produced interleukin-17 (IL-17). In addition, CD8+CD49a+ Trm cells from healthy skin rapidly induced the expression of the effector molecules perforin and granzyme B when stimulated with IL-15, thereby promoting a strong cytotoxic response. In skin from patients with vitiligo, where melanocytes are eradicated locally, CD8+CD49a+ Trm cells that constitutively expressed perforin and granzyme B accumulated both in the epidermis and dermis. Conversely, CD8+CD49a- Trm cells from psoriasis lesions predominantly generated IL-17 responses that promote local inflammation in this skin disease. Overall, CD49a expression delineates CD8+ Trm cell specialization in human epithelial barriers and correlates with the effector cell balance found in distinct inflammatory skin diseases.

BackgroundActivation of the group 2 innate lymphoid cell (ILC2) population leads to production of the classical type 2 cytokines, thus promoting type 2 immunity. Chemoattractant receptor-homologous molecule expressed on TH2 cells (CRTH2), a receptor for prostaglandin D2 (PGD2), is expressed by human ILC2s. However, the function of CRTH2 in these cells is unclear.ObjectivesWe sought to determine the role of PGD2 and CRTH2 in human ILC2s and compare it with that of the established ILC2 activators IL-25 and IL-33.MethodsThe effects of PGD2, IL-25, and IL-33 on the cell migration, cytokine production, gene regulation, and receptor expression of ILC2s were measured with chemotaxis, ELISA, Luminex, flow cytometry, quantitative RT-PCR, and QuantiGene assays. The effects of PGD2 under physiologic conditions were evaluated by using the supernatant from activated mast cells.ResultsPGD2 binding to CRTH2 induced ILC2 migration and production of type 2 cytokines and many other cytokines. ILC2 activation through CRTH2 also upregulated the expression of IL-33 and IL-25 receptor subunits (ST2 and IL-17RA). The effects of PGD2 on ILC2s could be mimicked by the supernatant from activated human mast cells and inhibited by a CRTH2 antagonist.ConclusionsPGD2 is an important and potent activator of ILC2s through CRTH2 mediating strong proallergic inflammatory responses. Through IgE-mediated mast cell degranulation, these innate cells can also contribute to adaptive type 2 immunity; thus CRTH2 bridges the innate and adaptive pathways in human ILC2s. Activation of the group 2 innate lymphoid cell (ILC2) population leads to production of the classical type 2 cytokines, thus promoting type 2 immunity. Chemoattractant receptor-homologous molecule expressed on TH2 cells (CRTH2), a receptor for prostaglandin D2 (PGD2), is expressed by human ILC2s. However, the function of CRTH2 in these cells is unclear. We sought to determine the role of PGD2 and CRTH2 in human ILC2s and compare it with that of the established ILC2 activators IL-25 and IL-33. The effects of PGD2, IL-25, and IL-33 on the cell migration, cytokine production, gene regulation, and receptor expression of ILC2s were measured with chemotaxis, ELISA, Luminex, flow cytometry, quantitative RT-PCR, and QuantiGene assays. The effects of PGD2 under physiologic conditions were evaluated by using the supernatant from activated mast cells. PGD2 binding to CRTH2 induced ILC2 migration and production of type 2 cytokines and many other cytokines. ILC2 activation through CRTH2 also upregulated the expression of IL-33 and IL-25 receptor subunits (ST2 and IL-17RA). The effects of PGD2 on ILC2s could be mimicked by the supernatant from activated human mast cells and inhibited by a CRTH2 antagonist. PGD2 is an important and potent activator of ILC2s through CRTH2 mediating strong proallergic inflammatory responses. Through IgE-mediated mast cell degranulation, these innate cells can also contribute to adaptive type 2 immunity; thus CRTH2 bridges the innate and adaptive pathways in human ILC2s.

Abstract Immune cell dysfunction within the tumor microenvironment undermines the control of cancer progression. NK cells play critical roles in limiting early tumor growth and metastatic disease, however, established cancers contain a phenotypically distinct, tumor-specific NK cell compartment. The temporal dynamics, mechanistic underpinning and functional significance of this tumor NK pool remains incompletely understood. To address this, we exploited photo-labeling, combined with longitudinal transcriptomic and cellular analyses, to interrogate the fate of NK cells after tumor entry. In multiple murine cancer models we reveal that conventional NK cells are continuously recruited into tumors, but rapidly adopt a distinct phenotypic state with features associated with tissue-residency and complete loss of effector functions (including chemokine and cytokine production and cytotoxicity), within 48-72 hrs of entering the tumor. Depletion of NK cells from established tumors did not alter tumor growth, indicating that intratumoral NK cells cease to actively contribute to anti- tumor responses. Furthermore, comparable NK populations were identified in human colorectal cancers, confirming translational relevance and raising the possibility that interventions to reactivate NK cells within tissues may boost anti-tumor immunity in established cancers. Indeed, administration of IL-15:IL-15Ra complexes prevented the loss of NK cell function and improved tumor control, generating intratumoral NK cells with both enhanced tissue-residency characteristics and effector function. Collectively, our data reveals the fate of cNK cells after recruitment into tumors and provides insight into how intratumoral NK cell functions may be revived. Summary Conventional NK cells recruited from the circulation rapidly establish a tissue-resident phenotype defined by impaired cytotoxicity and chemokine production after tumor entry; administration of IL- 15:IL-15Rα complexes further promotes this tissue-residency programme but maintains core NK cell effector functions within the tumor.

Abstract The human fetal immune system starts to develop in the first trimester and likely plays a crucial role in fetal development and maternal-fetal tolerance. Innate lymphoid cells (ILCs) are the earliest lymphoid cells to arise in the human fetus. ILCs consists of natural killer (NK) cells, ILC1s, ILC2s, and ILC3s that all share a common lymphoid origin. Here, we studied fetal ILC subsets, mainly NK cells and ILC3s and their potential progenitors, across human fetal tissues from the first and second trimesters. Our results show that fetal ILC subsets have distinct distribution, developmental kinetics, and gene expression profiles across human fetal tissues. Furthermore, we identify a putative CD34 + RORγt + Eomes +/− ILC progenitor population exclusively present in fetal intestine, indicating that tissue-restricted development of ILCs could contribute to the variation in ILC composition and gene expression between tissues.

Abstract Germinal centers (GC) are sites for extensive B cell proliferation and homeostasis is maintained by programmed cell death. The complement regulatory protein Decay Accelerating Factor (DAF) blocks complement deposition host cells and therefore also phagocytosis of cells. Here, we show that B cells downregulate DAF upon BCR engagement and that T cell-dependent stimuli preferentially led to activation of DAF lo B cells. Consistent with this, a majority of light and dark zone GC B cells were DAF lo and susceptible to complement-dependent phagocytosis, as compared with DAF hi GC B cells. We could also show that the DAF hi GC B cell subset had increased expression of the plasma cell marker Blimp-1. DAF expression was also modulated during B cell hematopoiesis in the human bone marrow. Collectively, our results reveal a novel role of DAF to pre-prime activated human B cells for phagocytosis prior to apoptosis.

Mucosal-associated invariant T (MAIT) cells are unconventional T cells that recognize microbial riboflavin pathway metabolites presented by evolutionarily conserved MR1 molecules. We explored the human MAIT cell compartment across organ donor–matched blood, barrier, and lymphoid tissues. MAIT cell population size was donor dependent with distinct tissue compartmentalization patterns and adaptations: Intestinal CD103 + resident MAIT cells presented an immunoregulatory CD39 high CD27 low profile, whereas MAIT cells expressing NCAM1/CD56 dominated in the liver and exhibited enhanced effector capacity with elevated response magnitude and polyfunctionality. Both intestinal CD39 high and hepatic CD56 + adaptations accumulated with donor age. CD56 + MAIT cells displayed limited T cell receptor–repertoire breadth, elevated MR1 binding, and a transcriptional profile skewed toward innate activation pathways. Furthermore, CD56 was dynamically up-regulated to a persistent steady-state equilibrium after exposure to antigen or IL-7. In summary, we demonstrate functional heterogeneity and tissue site adaptation in resident MAIT cells across human barrier tissues with distinct regulatory and effector signatures.