The basic leucine zipper ATF-like transcription factor (BATF) plays a pivotal role in coordinating various aspects of lymphoid cell biology, yet essential functions in dendritic cells (DCs) have not been reported. Here we demonstrate that BATF deficiency leads to increased interferon (IFN) I production in Toll-like receptor 9 (TLR9)-activated plasmacytoid dendritic cells (pDCs), while BATF overexpression has an inhibitory effect. BATF-deficient mice exhibit elevated IFN I serum levels early in lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) infection. Through ATAC-Seq analysis, BATF emerges as a pioneer transcription factor, regulating approximately one third of the known transcription factors in pDCs. Integrated transcriptomics and ChIP-Seq approaches identified the transcriptional regulator DC-SCRIPT as a direct target of BATF that suppresses IFN I promoter activity by interacting with the interferon regulatory factor 7 (IRF7). Genome-wide association study (GWAS) analyses further implicate BATF in pDC-mediated human diseases. Our findings establish a novel negative feedback axis in IFN I regulation in pDCs during anti-viral immune responses orchestrated by BATF and DC-SCRIPT, with broader implications for pDC and IFN I-mediated autoimmunity.

Abstract Transcription factors (TFs) control gene expression by direct binding to regulatory regions of target genes but also by impacting chromatin landscapes and thereby modulating DNA accessibility for other TFs. To date, the global TF reservoir in plasmacytoid dendritic cells (pDCs), a cell type with the unique capacity to produce unmatched amounts of type I interferons, has not been fully characterized. To fill this gap, we have performed a comprehensive analysis in naïve and TLR9-activated pDCs in a time course study covering early timepoints after stimulation (2h, 6h, 12h) integrating gene expression (RNA-Seq), chromatin landscape (ATAC-Seq) and Gene Ontology studies. We found that 70% of all described TFs are expressed in pDCs for at least one stimulation time point and that activation predominantly “turned on” the chromatin regions associated with TF genes. We hereby define the complete set of TLR9-regulated TFs in pDCs. Further, this study identifies the AP-1 family of TFs as potentially important but so far less well characterized regulators of pDC function.

ABSTRACT Background Pulmonary neuroendocrine cells (PNEC) are rare airway epithelial cells that have recently gained attention as potential amplifiers of allergic asthma. However, studying PNEC function in humans has been challenging due to a lack of cell isolation methods, and little is known about human PNEC function in response to asthma‐relevant stimuli. Here we developed and characterized an in vitro human PNEC model and investigated the neuroendocrine response to extracts of the common aeroallergen house dust mite (HDM). Methods PNEC‐enriched cultures were generated from human induced pluripotent stem cells (iPNEC) and primary bronchial epithelial cells (ePNEC). Characterized PNEC cultures were exposed to HDM extract, a volatile chemical odorant (Bergamot oil), or the bacterial membrane component, lipopolysaccharide (LPS), and neuroendocrine gene expression and neuropeptide release determined. Results Both iPNEC and ePNEC models demonstrated similar baseline neuroendocrine characteristics and a stimuli‐specific modulation of gene expression. Most notably, exposure to HDM but not Bergamot oil or LPS, leads to dose‐dependent induction of the CGRP encoding gene, CALCB, and corresponding release of the neuropeptide. HDM‐induced CALCB expression and CGRP release could be inhibited by a protease‐activated receptor 1 (PAR1) antagonist or protease inhibitors and was mimicked by a PAR1 agonist. Conclusions We have characterized a novel model of PNEC‐enriched human airway epithelium and utilized this model to demonstrate a previously unrecognized role for human PNEC in mediating a direct neuroendocrine response to aeroallergen exposure.