Natural killer cells constitute 50-90% of lymphocytes in human uterine decidua in early pregnancy. Here, CD56(bright) uterine decidual NK (dNK) cells were compared with the CD56(bright) and CD56(dim) peripheral NK cell subsets by microarray analysis, with verification of results by flow cytometry and RT-PCR. Among the approximately 10,000 genes studied, 278 genes showed at least a threefold change with P < or = 0.001 when comparing the dNK and peripheral NK cell subsets, most displaying increased expression in dNK cells. The largest number of these encoded surface proteins, including the unusual lectinlike receptors NKG2E and Ly-49L, several killer cell Ig-like receptors, the integrin subunits alpha(D), alpha(X), beta1, and beta5, and multiple tetraspanins (CD9, CD151, CD53, CD63, and TSPAN-5). Additionally, two secreted proteins, galectin-1 and progestagen-associated protein 14, known to have immunomodulatory functions, were selectively expressed in dNK cells.

Abstract IL-1β is a cytokine critical to several inflammatory diseases in which pathogenic Th17 responses are implicated. Activation of the NLRP3 inflammasome by microbial and environmental stimuli can enable the caspase-1–dependent processing and secretion of IL-1β. The acute-phase protein serum amyloid A (SAA) is highly induced during inflammatory responses, wherein it participates in systemic modulation of innate and adaptive immune responses. Elevated levels of IL-1β, SAA, and IL-17 are present in subjects with severe allergic asthma, yet the mechanistic relationship among these mediators has yet to be identified. In this study, we demonstrate that Saa3 is expressed in the lungs of mice exposed to several mixed Th2/Th17-polarizing allergic sensitization regimens. SAA instillation into the lungs elicits robust TLR2-, MyD88-, and IL-1–dependent pulmonary neutrophilic inflammation. Furthermore, SAA drives production of IL-1α, IL-1β, IL-6, IL-23, and PGE2, causes dendritic cell (DC) maturation, and requires TLR2, MyD88, and the NLRP3 inflammasome for secretion of IL-1β by DCs and macrophages. CD4+ T cells polyclonally stimulated in the presence of conditioned media from SAA-exposed DCs produced IL-17, and the capacity of polyclonally stimulated splenocytes to secrete IL-17 is dependent upon IL-1, TLR2, and the NLRP3 inflammasome. Additionally, in a model of allergic airway inflammation, administration of SAA to the lungs functions as an adjuvant to sensitize mice to inhaled OVA, resulting in leukocyte influx after Ag challenge and a predominance of IL-17 production from restimulated splenocytes that is dependent upon IL-1R signaling.

Abstract Drugs are needed to protect against the neutrophil-derived histones responsible for endothelial injury in acute inflammatory conditions such as trauma and sepsis. Heparin and other polyanions can neutralize histones but may cause secondary, deleterious effects such as excessive bleeding. Here, we demonstrate that suramin—a widely available polyanionic drug—completely neutralizes the toxic effects of histones. The sulfate groups on suramin form stable electrostatic interactions with hydrogen bonds in the histone octamer with a dissociation constant of 250 nM. In cultured endothelial cells (Ea.Hy926), histone-induced thrombin generation was significantly decreased by suramin. In isolated murine blood vessels, suramin abolished aberrant endothelial cell calcium signals and rescued impaired endothelial-dependent vasodilation caused by histones. Suramin significantly decreased pulmonary endothelial cell ICAM-1 expression and neutrophil recruitment caused by infusion of sub-lethal doses of histones in vivo . Suramin also prevented lung edema, intra-alveolar hemorrhage and mortality in mice receiving a lethal dose of histones. Protection of vascular endothelial function from histone-induced damage is a novel mechanism of action for suramin with therapeutic implications for conditions characterized by elevated histone levels. Significance Statement Pathologic levels of circulating histones cause acute endotheliopathy, characterized by widespread disruption of critical endothelial functions and thromboinflammation. We discovered that suramin binds histones and prevents histone-induced endothelial dysfunction, thrombin generation, lung injury, and death. Histone binding is a novel mechanism of action for suramin, considered among the safest and most effective drugs by the World Health Organization. These results support the use of suramin for protection of blood vessels in conditions exacerbated by circulating histones including trauma and sepsis.

Developments in mRNA/lipid nanoparticle (LNP) technology have advanced the fields of vaccinology and gene therapy, raising questions about immunogenicity. While some mRNA/LNPs generate an adjuvant-like environment in muscle tissue, other mRNA/LNPs are distinct in their capacity for multiple rounds of therapeutic delivery. We evaluate the adjuvancy of components of mRNA/LNPs by phenotyping cellular infiltrate at injection sites, tracking uptake by immune cells, and assessing the inflammatory state. Delivery of 9 common, but chemically distinct, LNPs to muscle revealed two classes of inflammatory gene expression programs: inflammatory (Class A) and noninflammatory (Class B). We find that intramuscular injection with Class A, but not Class B, empty LNPs (eLNPs) induce robust neutrophil infiltration into muscle within 2 h and a diverse myeloid population within 24 h. Single-cell RNA sequencing revealed SM-102-mediated expression of inflammatory chemokines by myeloid infiltrates within muscle 1 day after injection. Surprisingly, we found direct transfection of muscle infiltrating myeloid cells and splenocytes 24 h after intramuscular mRNA/LNP administration. Transfected myeloid cells within the muscle exhibit an activated phenotype 24 h after injection. Similarly, directly transfected splenic lymphocytes and dendritic cells (DCs) are differentially activated by Class A or Class B containing mRNA/LNP. Within the splenic DC compartment, type II conventional DCs (cDC2s) are directly transfected and activated by Class A mRNA/LNP. Together, we show that mRNA and LNPs work synergistically to provide the necessary innate immune stimuli required for effective vaccination. Importantly, this work provides a design framework for vaccines and therapeutics alike.

During thymic development, most γδ T cells acquire innate-like characteristics that are critical for their function in tumor surveillance, infectious disease, and tissue repair. The mechanisms, however, that regulate γδ T cell developmental programming remain unclear. Recently, we demonstrated that the SLAM-SAP signaling pathway regulates the development and function of multiple innate-like γδ T cell subsets. Here, we used a single-cell proteogenomics approach to identify SAP-dependent developmental checkpoints and to define the SAP-dependent γδ TCR repertoire. SAP deficiency resulted in both a significant loss of an immature

During thymic development, γδ T cells commit to either an IFN-γ- or an IL-17-producing phenotype through mechanisms that remain unclear. Here, we investigated whether the SLAM/SAP signaling pathway played a role in the functional programming of thymic γδ T cells. Characterization of SLAM family receptor expression revealed that thymic γδ T cell subsets were each marked by distinct co-expression profiles of SLAMF1, SLAMF4, and SLAMF6. In the thymus, immature CD24hi Vγ1 and Vγ4 γδ T cells were largely contained within a SLAMF1+SLAMF6+ double positive (DP) population, while mature CD24low subsets were either SLAMF1+ or SLAMF6+ single positive (SP) cells. In the periphery, SLAMF1 and SLAMF6 expression on Vγ1, Vγ4, and Vγ6 T cells distinguished IL-17- and IFN-γ-producing subsets, respectively. Disruption of SLAM family receptor signaling through deletion of SAP resulted in impaired thymic γδ T cell maturation at the CD24hiSLAMF1+SLAMF6+ DP stage that was associated with a decreased frequency of CD44+RORγt+ γδ T cells. These defects were in turn associated with impaired γδ T cell IL-17 and IFN-γ production in both the thymus as well as in peripheral tissues. The role for SAP was subset-specific, as Vγ1, Vγ4, Vγ5, but not Vγ6 subsets were SAP-dependent. Together, these data suggest that the SLAM/SAP signaling pathway regulates a critical checkpoint in the functional programming of IL-17 and IFN-γ-producing γδT cell subsets during thymic development.

During thymic development, most γδ T cells acquire innate-like characteristics that are critical for their function in tumor surveillance, infectious disease, and tissue repair. The mechanisms, however, that regulate γδ T cell developmental programming remain unclear. Recently, we demonstrated that the SLAM/SAP signaling pathway regulates the development and function of multiple innate-like γδ T cell subsets. Here, we used a single-cell proteogenomics approach to identify SAP-dependent developmental checkpoints and to define the SAP-dependent γδ TCR repertoire in mice. SAP deficiency resulted in both a significant loss of an immature Gzma + Blk + Etv5 + Tox2 + γδT17 precursor population and a significant increase in Cd4 + Cd8 + Rorc + Ptcra + Rag1 + thymic γδ T cells. SAP-dependent diversion of embryonic day 17 thymic γδ T cell clonotypes into the αβ T cell developmental pathway was associated with a decreased frequency of mature clonotypes in neonatal thymus, and an altered γδ TCR repertoire in the periphery. Finally, we identify TRGV4/TRAV13-4(DV7)-expressing T cells as a novel, SAP-dependent Vγ4 γδT1 subset. Together, the data support a model in which SAP-dependent γδ/αβ T cell lineage commitment regulates γδ T cell developmental programming and shapes the γδ TCR repertoire.