CD4+ and CD8+ T cells are considered distinct functional lymphocyte subsets. Cheroutre and Mucida and their colleagues show that mature gut-associated CD4+ T cells lose ThPOK expression and reactivate CD8 cytolytic effector programs. TCRαβ thymocytes differentiate into either CD8αβ+ cytotoxic T lymphocytes or CD4+ helper T cells. This functional dichotomy is controlled by key transcription factors, including the helper T cell master regulator ThPOK, which suppresses the cytolytic program in major histocompatibility complex (MHC) class II–restricted CD4+ thymocytes. ThPOK continues to repress genes of the CD8 lineage in mature CD4+ T cells, even as they differentiate into effector helper T cell subsets. Here we found that the helper T cell fate was not fixed and that mature, antigen-stimulated CD4+ T cells terminated expression of the gene encoding ThPOK and reactivated genes of the CD8 lineage. This unexpected plasticity resulted in the post-thymic termination of the helper T cell program and the functional differentiation of distinct MHC class II–restricted CD4+ cytotoxic T lymphocytes.

Certain autoimmune diseases result in abnormal bone homeostasis, but association of immunodeficiency with bone is poorly understood. Osteoclasts, which derive from bone marrow cells, are under the control of the immune system. Differentiation of osteoclasts is mainly regulated by signaling pathways activated by RANK and immune receptors linked to ITAM-harboring adaptors. However, it is unclear how the two signals merge to cooperate in osteoclast differentiation. Here we report that mice lacking the tyrosine kinases Btk and Tec show severe osteopetrosis caused by a defect in bone resorption. RANK and ITAM signaling results in formation of a Btk(Tec)/BLNK(SLP-76)-containing complex and PLCγ-mediated activation of an essential calcium signal. Furthermore, Tec kinase inhibition reduces osteoclastic bone resorption in models of osteoporosis and inflammation-induced bone destruction. Thus, this study reveals the importance of the osteoclastogenic signaling complex composed of tyrosine kinases, which may provide the molecular basis for a new therapeutic strategy.

Abstract Objective 24-Nor-ursodeoxycholic acid (NorUDCA) is a novel therapeutic bile acid for treating primary sclerosing cholangitis (PSC), an immune-mediated cholestatic liver disease. Since PSC strongly associates with inflammatory bowel diseases (IBD) driven by T H 17/Treg imbalance, we aimed to explore NorUDCA’s immunomodulatory potential on intestinal T H 17/Treg balance. Design NorUDCA’s impact on T H 17/Treg tissue distribution was first assessed in Mdr2 –/– mouse model of PSC. We specifically investigated NorUDCA’s effect on modulating T H 17/Treg balance in a CD4 + T cell driven colitis model induced by adoptive transfer of CD25 − CD44 low CD45RB high CD4 + T Naïve cells into Rag2 –/– mice, mimicking human IBD. Mechanistic studies were performed using molecular approaches, flow cytometry and metabolic assays in murine T H 17 cells in vitro . NorUDCA’s signaling effects observed in murine system were further validated in circulating CD4 + T cells from PSC patients with co-existing IBD. Results NorUDCA promoted Treg generation in both liver and intestine in the Mdr2 –/– model. In the experimental IBD model, NorUDCA attenuated intestinal immunopathology. Mechanistically, NorUDCA demonstrated strong immunomodulatory efficacy in counteracting T H 17/Treg imbalance by restricting glutaminolysis in differentiating T H 17 cells, thus suppressed α-Ketoglutarate-dependent mTORC1 activation, glycolysis and enhanced FOXP3 expression. NorUDCA’s impact on mTORC1 signaling was further confirmed in circulating CD4 + T-cells from PSC patients with IBD. Conclusion NorUDCA possesses direct immunometabolic modulatory potency to counteract T H 17/Treg imbalance and ameliorate excessive T H 17 cell driven intestinal immunopathology. These findings extend future clinical applications of NorUDCA for treatment of T H 17 cell-mediated disorders along the gut-liver axis and beyond. Significance of this study What is already known on this subject? PSC is an immune-mediated cholestatic liver disease highly associated with IBD where T H 17/Treg imbalance drives immunopathogenesis; seeking effective therapeutics covering both liver and intestinal disease in PSC is of high clinical relevance. Independent of anti-cholestatic effects, NorUDCA has recently been shown to possess direct immunomodulatory properties on CD8 + T cell metabolism, lymphoblastogenesis and clonal expansion through targeting mTORC1 signaling. Since mTORC1 serves as critical metabolic checkpoint orchestrating T H 17/Treg axis, inhibiting mTORC1 activity represents a potential treatment avenue counteracting T H 17/Treg imbalance under intestinal inflammatory conditions. What are the new findings? NorUDCA enriches FOXP3 + Treg population in both liver and intestinal tissue in the cholestatic Mdr2 –/– mouse model of PSC. NorUDCA exhibits direct immunomodulatory efficacies in suppressing excess T H 17 cell-mediated intestinal immunopathology and promotes FOXP3 + Treg generation in an experimental IBD model. Mechanistically, NorUDCA counteracts T H 17/Treg imbalance by restricting glutaminolysis in differentiating T H 17 cells, thus suppresses α-Ketoglutarate-dependent mTORC1 activation, glycolysis and enhances FOXP3 expression. NorUDCA’s impact on mTORC1 signaling was further confirmed in circulating CD4 + T cells from patients with PSC and IBD. How might it impact on clinical practice in the foreseeable future? These findings advance our current understanding of therapeutic potentials of NorUDCA, which might represent a novel therapeutic strategy in the treatment of PSC and concomitant IBD and other T H 17-mediated intestinal diseases.

Abstract Background & Aims 24-NorUrsodeoxycholic acid (NorUDCA) is novel therapy for immune-mediated liver diseases such as primary sclerosing cholangitis (PSC) where dysregulated T cells including CD8 + T cells cause liver immunopathology. We hypothesized that NorUDCA may directly modulate CD8 + T cell effector function thus contributing to its therapeutic efficacy independent of anti-cholestatic effects. Methods NorUDCA effects on CD8 + T cell function in vivo were investigated in a hepatic injury model system induced by excessive CD8 + T cell immune response upon non-cytolytic lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) infection. Mechanistic studies included molecular and biochemical approaches, flow cytometry and metabolic assays in mouse CD8 + T cells in vitro . Mass spectrometry (MS) was used to identify potential targets modulated by NorUDCA in CD8 + T cells. NorUDCA signaling effects observed in murine systems were validated in peripheral T cells from healthy volunteers and PSC patients. Results In vivo NorUDCA ameliorated hepatic injury and systemic inflammation upon LCMV infection. Mechanistically, NorUDCA demonstrated a strong immunomodulatory efficacy in CD8 + T cells affecting lymphoblastogenesis, mTORC1 signaling and glycolysis of CD8 + T cells. With MS, we identified that NorUDCA regulates CD8 + T cells via targeting mTORC1. NorUDCA’s impact on mTORC1 signaling was further confirmed in circulating human CD8 + T cells. Conclusions NorUDCA possesses a yet-unrecognized direct modulatory potency on CD8 + T cells and attenuates excessive CD8 + T cell hepatic immunopathology. These findings may be relevant for treatment of immune-mediated liver diseases such as PSC and beyond.

Emerging data have highlighted a correlation between microbiome composition and cancer immunotherapy outcome. While commensal bacteria and their metabolites are known to modulate the host environment, contradictory effects and a lack of mechanistic understanding are impeding the translation of microbiome-based therapies into the clinic. In this study, we demonstrate that abundance of the commensal metabolite pentanoate is predictive for survival of chimeric antigen receptor (CAR) T cell patients. Its implementation in the CAR T cell manufacturing workflow overcomes solid tumor microenvironments in immunocompetent cancer models by hijacking the epigenetic-metabolic crosstalk, reducing exhaustion and promoting naive-like differentiation. While synergy of clinically relevant drugs mimicked the phenotype of pentanoate-engineered CAR T cells in vitro, in vivo challenge showed inferior tumor control. Metabolic tracing of 13C-pentanoate revealed citrate generation in the TCA cycle via the acetyl- and succinyl-CoA entry points as a unique feature of the C5 aliphatic chain. Inhibition of the ATP-citrate lyase, which links metabolic output and histone acetylation, led to accumulation of pentanoate-derived citrate from the succinyl-CoA route and decreased functionality of SCFA-engineered CAR T cells. Our data demonstrate that microbial metabolites are incorporated as epigenetic imprints and implementation into CAR T cell production might serve as embodiment of the microbiome-host axis benefits for clinical applications.

Malignant transformation depends on genetic and epigenetic events that result in a burst of deregulated gene expression and chromatin changes. To dissect the sequence of events in this process, we used a T cell-specific lymphoma model based on the human oncogenic NPM-ALK translocation. We find that transformation of T cells shifts thymic cell populations to an undifferentiated immunophenotype, which occurs only after a period of latency, accompanied by induction of the MYC-NOTCH1 axis and deregulation of key epigenetic enzymes. We discover aberrant DNA methylation patterns, overlapping with regulatory regions, plus a high degree of epigenetic heterogeneity between individual tumors. In addition, ALK positive tumors show a loss of collaborative methylation patterns of neighboring CpG sites. Notably, deletion of the maintenance DNA methyltransferase DNMT1 completely abrogates lymphomagenesis in this model, despite oncogenic signaling through NPM-ALK, suggesting that faithful maintenance of tumor-specific methylation through DNMT1 is essential for sustained proliferation and tumorigenesis.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.

Abstract Lung pathogenic T helper type 2 (pTh2) cells are important drivers of allergic asthma, but fundamental questions remain regarding their regulation and heterogeneity. The differentiation and effector functions of immune cells are tightly regulated by epigenetic processes. Histone deacetylase 1 (HDAC1) is an important epigenetic regulator of T cells, however, its role in pTh2 cells is yet to be determined. Here we investigate immune regulation in allergic asthma by single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) in mice challenged with house dust mite, in the presence and absence of HDAC1 function. Our analyses reveal two distinct subsets of lung pTh2 cells: pathogenic effector Th2 (peTh2) and pathogenic Th2 tissue-resident memory (Th2 Trm) cells. Both pTh2 cell subsets are highly proinflammatory and exhibit distinct transcriptional and phenotypic signatures as compared with other lung Th subsets. Based on our scRNA-seq analysis, we identify conditions to generate pTh2 cells in vitro and confirm that these in vitro generated pTh2 cells have a similar transcriptional profile as lung peTh2 cells. Using our new in vitro model, we demonstrate that the p38 mitogen-activated protein kinase pathway is critical for interleukin-5 (IL-5) and IL-13 expression in pTh2 cells. Our data further underline the importance of HDAC1 in limiting the pathogenicity of lung and in vitro pTh2 cells and in the formation of lung Th2 Trm cells. In summary, we have generated novel insights into pTh2 cell biology and established a new in vitro model for investigating pTh2 cells that will be useful for discovering molecular mechanisms involved in pTh2-mediated allergic asthma.