NK cells are innate lymphocytes critical for surveillance of viruses and tumors, however the mechanisms underlying NK cell dysfunction in cancer are incompletely understood. We assessed the effector function of NK cells from bladder cancer patients and found severe dysfunction in NK cells derived from tumors versus peripheral blood. While both peripheral and tumor-infiltrating NK cells exhibited conserved patterns of inhibitory receptor over-expression, this did not explain the observed defects in NK surveillance in bladder tumors. Rather, TME-specific TGF-β and metabolic perturbations such as hypoxia directly suppressed NK cell function. Specifically, an oxygen-dependent reduction in signaling through SLAMF6 was mechanistically responsible for poor NK cell function, as tumor-infiltrating NK cells cultured ex vivo under normoxic conditions exhibited complete restoration of function, while deletion of SLAMF6 abrogated NK cell cytolytic function even under normoxic conditions. Collectively, this work highlights the role of tissue-specific factors in dictating NK cell function, and implicates SLAMF6 signaling as a rational target for immuno-modulation to improve NK cell function in bladder cancer.

Pattern recognition receptors (PRRs) protect against host invasion by detecting specific molecular patterns found in pathogens and initiating an immune response. While microbial-derived PRR ligands have been extensively characterized, the contribution and relevance of endogenous ligands to PRR activation during viral infection remain overlooked. In this work, we characterize the landscape of endogenous ligands that engage RIG-I-like receptors (RLRs) upon infection by a positive-sense RNA virus, a negative-sense RNA virus or a retrovirus. We found that several endogenous RNAs transcribed by RNA polymerase 3 (Pol3) specifically engage RLRs, and in particular the family of small non-coding repeats Y-RNAs, which presents the highest affinity as RIG-I ligands. We show that this recognition is dependent on Y-RNA mimicking viral secondary structure and its 5'-triphosphate extremity. Further, we found that HIV-1 infection triggers a VPR-dependent downregulation of RNA triphosphatase DUSP11 in vitro and in vivo, leading to an increase of Y-RNA 5'-triphosphorylation that enables their immunogenicity. Importantly, we show that altering DUSP11 expression is sufficient to induce a type-I interferon and T cell activation transcriptional program associated with HIV-1 infection. Overall, our work uncovers the critical contribution of endogenous repeat RNAs ligands to antiviral immunity and demonstrates the role of this pathway in HIV-1 infection.

Summary We previously found that uptake of cellular debris prompts conventional dendritic cells (cDCs) to undergo maturation. This transformation results in DCs entering the molecular state termed ‘mregDC’. In this state, mregDCs dampen their ability to acquire new antigens, upregulate chemokine receptors to migrate to lymphoid organs, and upregulate MHC-I and -II, co-stimulatory, and -inhibitory molecules to promote the differentiation of antigen-specific T cells. Here, we show that cholesterol mobilization – through both de novo synthesis and the acquisition of the metabolite during debris uptake – drives cDCs to mature into mregDCs. This cholesterol is used to assemble lipid nanodomains on the plasma membrane of mregDCs to support cell surface expression of maturation markers. This process is dependent on both de novo synthesis and Niemann-Pick disease type C1 (NPC1), which shuttles cholesterol from the endolysosomal pathway. Specifically, NPC1 mediated the accumulation of IFN-ɣ receptor (IFNɣR) in cell surface lipid nanodomains, enabling optimal IFNɣR signaling required for IL-12 production and efficient T cell activation. Importantly, we also show that the receptor tyrosine kinase AXL constitutively dampens the cholesterol-dependent construction of lipid nanodomains on mregDCs; its deletion from cDCs enhance mregDC immunogenicity and yielded potent anti-tumor immunity in an experimental model of lung cancer. Altogether, our findings present novel insights into the mobilization of cholesterol for proper immune receptor signaling as a basis for cDC maturation and the novel role of AXL as a central regulator of this process that can be therapeutically targeted to leverage the immunostimulatory features of mregDCs.