Many functions of the mammalian target of rapamycin (mTOR) complex 1 (mTORC1) have been defined, but relatively little is known about the biology of an alternative mTOR complex, mTORC2. We showed that conditional deletion of rictor, an essential subunit of mTORC2, impaired differentiation into T helper 1 (Th1) and Th2 cells without diversion into FoxP3(+) status or substantial effect on Th17 cell differentiation. mTORC2 promoted phosphorylation of protein kinase B (PKB, or Akt) and PKC, Akt activity, and nuclear NF-kappaB transcription factors in response to T cell activation. Complementation with active Akt restored only T-bet transcription factor expression and Th1 cell differentiation, whereas activated PKC-theta reverted only GATA3 transcription factor and the Th2 cell defect of mTORC2 mutant cells. Collectively, the data uncover vital mTOR-PKC and mTOR-Akt connections in T cell differentiation and reveal distinct pathways by which mTORC2 regulates development of Th1 and Th2 cell subsets.

The Fas ligand/Fas receptor (FasL/Fas) system is an important mediator of apoptosis in the immune system where the juxtaposition of cells expressing the cell-surface ligand induces the apoptotic pathway in Fas-expressing lymphocytes. The FasL/Fas system has also been shown to be involved in apoptosis in epithelial tissues, including the involuting rodent prostate. FasL can be shed through the action of an hitherto unidentified metalloproteinase to yield soluble FasL (sFasL), although the biological activity of sFasL has been disputed.Here we report that the matrix metalloproteinase matrilysin can process recombinant and cell-associated FasL to sFasL, and that matrilysin-generated sFasL was effective at inducing apoptosis in a target epithelial cell population. In the involuting mouse prostate, FasL and matrilysin colocalized to the cell surface in a restricted population of epithelial cells. Mice deficient in matrilysin demonstrated a 67% reduction in the apoptotic index in the involuting prostate compared with wild-type animals, implicating matrilysin in this FasL-mediated process.The results show that a functional form of sFasL was generated by the action of the metalloproteinase matrilysin, and suggest that matrilysin cleavage of FasL is an important mediator of epithelial cell apoptosis.

Cytokines are inflammatory mediators important in responding to pathogens and other foreign challenges. Interleukin-4 (IL-4) and IL-13 are two cytokines produced by T helper type 2 cells, mast cells, and basophils. In addition to their physiological roles, these cytokines are also implicated in pathological conditions such as asthma and allergy. IL-4 can stimulate two receptors, type I and type II, whereas IL-13 signaling is mediated only by the type II receptor (see the STKE Connections Maps). These cytokines activate the Janus kinase/signal transducer and activator of transcription (JAK/STAT) signaling cascades, which may contribute to allergic responses. In addition, stimulation of the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) pathway through recruitment of members of the insulin receptor substrate family may contribute to survival and proliferation.

Abstract Despite the global impact of macrophage activation in vascular disease, the underlying mechanisms remain obscure. Here we show, with global proteomic analysis of macrophage cell lines treated with either IFNγ or IL-4, that PARP9 and PARP14 regulate macrophage activation. In primary macrophages, PARP9 and PARP14 have opposing roles in macrophage activation. PARP14 silencing induces pro-inflammatory genes and STAT1 phosphorylation in M(IFNγ) cells, whereas it suppresses anti-inflammatory gene expression and STAT6 phosphorylation in M(IL-4) cells. PARP9 silencing suppresses pro-inflammatory genes and STAT1 phosphorylation in M(IFNγ) cells. PARP14 induces ADP-ribosylation of STAT1, which is suppressed by PARP9. Mutations at these ADP-ribosylation sites lead to increased phosphorylation. Network analysis links PARP9–PARP14 with human coronary artery disease. PARP14 deficiency in haematopoietic cells accelerates the development and inflammatory burden of acute and chronic arterial lesions in mice. These findings suggest that PARP9 and PARP14 cross-regulate macrophage activation.

Abstract The majority of the genome is noncoding and was thought to be nonfunctional. However, it is now appreciated that transcriptional control of protein coding genes resides within these noncoding regions. Thousands of genes encoding long intergenic noncoding RNAs (lincRNAs) have been recently identified throughout the genome, which positively or negatively regulate transcription of neighboring target genes. Both TMEVPG1 and its mouse ortholog encode lincRNAs and are positioned near the IFN-γ gene (IFNG). In this study, we show that transcription of both mouse and human TMEVPG1 genes is Th1 selective and dependent on Stat4 and T-bet, transcription factors that drive the Th1 differentiation program. Ifng expression is partially restored in Stat4−/−Tbx21−/− cells through coexpression of T-bet and Tmevpg1, and Tmevpg1 expression contributes to, but alone is not sufficient to, drive Th1-dependent Ifng expression. Our results suggest that TMEVPG1 belongs to the general class of lincRNAs that positively regulate gene transcription.

Rapidly proliferating tumor and immune cells need metabolic programs that support energy and biomass production. The amino acid glutamine is consumed by effector T cells and glutamine-addicted triple-negative breast cancer (TNBC) cells, suggesting that a metabolic competition for glutamine may exist within the tumor microenvironment, potentially serving as a therapeutic intervention strategy. Here, we report that there is an inverse correlation between glutamine metabolic genes and markers of T cell-mediated cytotoxicity in human basal-like breast cancer (BLBC) patient data sets, with increased glutamine metabolism and decreased T cell cytotoxicity associated with poor survival. We found that tumor cell-specific loss of glutaminase (GLS), a key enzyme for glutamine metabolism, improved antitumor T cell activation in both a spontaneous mouse TNBC model and orthotopic grafts. The glutamine transporter inhibitor V-9302 selectively blocked glutamine uptake by TNBC cells but not CD8+ T cells, driving synthesis of glutathione, a major cellular antioxidant, to improve CD8+ T cell effector function. We propose a "glutamine steal" scenario, in which cancer cells deprive tumor-infiltrating lymphocytes of needed glutamine, thus impairing antitumor immune responses. Therefore, tumor-selective targeting of glutamine metabolism may be a promising therapeutic strategy in TNBC.

Abstract Tumor metastasis, the main cause of death in cancer patients, requires outgrowth of tumor cells after their dissemination and residence in microscopic niches. Nutrient sufficiency is a determinant of such outgrowth 1 . Fatty acids (FA) can be metabolized by cancer cells for their energetic and anabolic needs but impair the cytotoxicity of T cells in the tumor microenvironment (TME) 2, 3 , thereby supporting metastatic progression. However, despite the important role of FA in metastatic outgrowth, the regulation of intratumoral FA is poorly understood. In this report, we show that tumor endothelium actively promotes tumor growth and restricts anti-tumor cytolysis by transferring FA into developing metastatic tumors. This process uses transendothelial fatty acid transport via endosome cargo trafficking in a mechanism that requires mTORC1 activity. Thus, tumor burden was significantly reduced upon endothelial-specific targeted deletion of Raptor, a unique component of the mTORC1 complex (Rptor ECKO ). In vivo trafficking of a fluorescent palmitic acid analog to tumor cells and T cells was reduced in Rptor ECKO lung metastatic tumors, which correlated with improved markers of T cell cytotoxicity. Combination of anti-PD1 with RAD001/everolimus, at a low dose that selectively inhibits mTORC1 in endothelial cells 4 , impaired FA uptake in T cells and reduced metastatic disease, corresponding to improved anti-tumor immunity. These findings describe a novel mechanism of transendothelial fatty acid transfer into the TME during metastatic outgrowth and highlight a target for future development of therapeutic strategies.

During the humoral immune response, B cells undergo rapid metabolic reprogramming with a high demand for nutrients, which are vital to sustain the formation of the germinal centers (GCs). Rag-GTPases sense amino acid availability to modulate the mechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1) pathway and suppress transcription factor EB (TFEB) and transcription factor enhancer 3 (TFE3), members of the microphthalmia (MiT/TFE) family of HLH-leucine zipper transcription factors. However, how Rag-GTPases coordinate amino acid sensing, mTORC1 activation, and TFEB/TFE3 activity in humoral immunity remains undefined. Here, we show that B cell-intrinsic Rag-GTPases are critical for the development and activation of B cells. RagA/RagB deficient B cells fail to form GCs, produce antibodies, and generate plasmablasts in both T-dependent (TD) and T-independent (TI) humoral immune responses. Deletion of RagA/RagB in GC B cells leads to abnormal dark zone (DZ) to light zone (LZ) ratio and reduced affinity maturation. Mechanistically, the Rag-GTPase complex constrains TFEB/TFE3 activity to prevent mitophagy dysregulation and maintain mitochondrial fitness in B cells, which are independent of canonical mTORC1 activation. TFEB/TFE3 deletion restores B cell development, GC formation in Peyer's patches and TI humoral immunity, but not TD humoral immunity in the absence of Rag-GTPases. Collectively, our data establish Rag-GTPase-TFEB/TFE3 pathway as an mTORC1 independent mechanism to coordinating nutrient sensing and mitochondrial metabolism in B cells.

Germinal center (GC) formation, which is an integrant part of humoral immunity, involves energy-consuming metabolic reprogramming. Rag-GTPases are known to signal amino acid availability to cellular pathways that regulate nutrient distribution such as the mechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1) pathway and the transcription factors TFEB and TFE3. However, the contribution of these factors to humoral immunity remains undefined. Here, we show that B cell-intrinsic Rag-GTPases are critical for the development and activation of B cells. RagA/RagB deficient B cells fail to form GCs, produce antibodies, and to generate plasmablasts during both T-dependent (TD) and T-independent (TI) humoral immune responses. Deletion of RagA/RagB in GC B cells leads to abnormal dark zone (DZ) to light zone (LZ) ratio and reduced affinity maturation. Mechanistically, the Rag-GTPase complex constrains TFEB/TFE3 activity to prevent mitophagy dysregulation and maintain mitochondrial fitness in B cells, which are independent of canonical mTORC1 activation. TFEB/TFE3 deletion restores B cell development, GC formation in Peyer's patches and TI humoral immunity, but not TD humoral immunity in the absence of Rag-GTPases. Collectively, our data establish the Rag GTPase-TFEB/TFE3 pathway as a likely mTORC1 independent mechanism to coordinating nutrient sensing and mitochondrial metabolism in B cells. Rag-GTPases play roles in sensing nutrient availability, and it is not fully known how they contribute to energy-consuming immunological processes such as the B cell response. Here authors show that genomic deletion fo RagA/RagB distrupts both T-dependent and T-independent humoral immune responses, independent of mechanistic target of rapamycin complex 1 but involving the transcription factors TFEB and TFE3.