Overexpression of the B7-H1 (PD-L1) molecule in the tumor microenvironment (TME) is a major immune evasion mechanism in some patients with cancer, and antibody blockade of the B7-H1/PD-1 interaction can normalize compromised immunity without excessive side-effects. Using a genome-scale T cell activity array, we identified Siglec-15 as a critical immune suppressor. While only expressed on some myeloid cells normally, Siglec-15 is broadly upregulated on human cancer cells and tumor-infiltrating myeloid cells, and its expression is mutually exclusive to B7-H1, partially due to its induction by macrophage colony-stimulating factor and downregulation by IFN-γ. We demonstrate that Siglec-15 suppresses antigen-specific T cell responses in vitro and in vivo. Genetic ablation or antibody blockade of Siglec-15 amplifies anti-tumor immunity in the TME and inhibits tumor growth in some mouse models. Taken together, our results support Siglec-15 as a potential target for normalization cancer immunotherapy. Blockade of sialic acid-binding protein Siglec-15 expressed in cancer and tumor-infiltrating myeloid cells reverses immunesupression and represents a novel target for cancer immunotherapy independent from the PD-1/PD-L1 axis.

Abstract Animal tissues are comprised of diverse cell types. However, the mechanisms controlling the number of each cell type within tissue compartments remain poorly understood. Here, we report that different cell types utilize distinct strategies to control population numbers. Proliferation of fibroblasts, stromal cells important for tissue integrity, is limited by space availability. In contrast, proliferation of macrophages, innate immune cells involved in defense, repair, and homeostasis, is constrained by growth factor availability. Examination of density-dependent gene expression in fibroblasts revealed that Hippo and TGF- β target genes are both regulated by cell density. We found YAP1, the transcriptional co-activator of the Hippo signaling pathway, directly regulates expression of Csf1 , the lineage-specific growth factor for macrophages, through an enhancer of Csf1 that is specifically active in fibroblasts. Activation of YAP1 in fibroblasts elevates Csf1 expression and is sufficient to increase the number of macrophages at steady state. Our data also suggest that expression programs in fibroblasts that change with density may result from sensing of mechanical force through actin-dependent mechanisms. Altogether, we demonstrate that two different modes of population control are connected and coordinated to regulate cell numbers of distinct cell types. Sensing of the tissue environment may serve as a general strategy to control tissue composition. Significance Statement Collections of distinct cell types constitute animal tissues. To perform their unique functions, each cell type must exist in the correct number and proportion in a given tissue compartment. However, many of the mechanisms regulating and coordinating cell population sizes remain enigmatic. Our study characterizes two different modes of population size control, utilized by two ubiquitous cell types, macrophages and fibroblasts. Macrophage populations are more sensitive to the presence of growth factors in the environment and fibroblasts are more sensitive to space limitations. Intriguingly, space-sensing mechanisms in fibroblasts directly control the production of growth factor for macrophages and thus macrophage numbers. This link suggests a mechanism by which macrophage compartment size is controlled by stromal cells according to the microenvironment.

Inflammation is an essential defense response but operates at the cost of normal functions. Whether and how the negative impact of inflammation is monitored remains largely unknown. Acidification of the tissue microenvironment is associated with inflammation. Here we investigated whether macrophages sense tissue acidification to adjust inflammatory responses. We found that acidic pH restructured the inflammatory response of macrophages in a gene-specific manner. We identified mammalian BRD4 as a novel intracellular pH sensor. Acidic pH disrupts the transcription condensates containing BRD4 and MED1, via histidine-enriched intrinsically disordered regions. Crucially, decrease in macrophage intracellular pH is necessary and sufficient to regulate transcriptional condensates

Tissue-repair is a protective response after injury, but repetitive or prolonged injury can lead to fibrosis, a pathological state of excessive scarring. To pinpoint the dynamic mechanisms underlying fibrosis, it is important to understand the principles of the cell circuits that carry out tissue-repair. In this study, we establish a cell-circuit framework for the myofibroblast-macrophage circuit in wound-healing, including the accumulation of scar-forming extracellular matrix. We find that fibrosis results from multi-stability between three outcomes, which we term hot fibrosis characterized by many macrophages, cold fibrosis lacking macrophages, and normal wound-healing. The cell-circuit framework clarifies several unexplained phenomena including the paradoxical effect of macrophage depletion, the limited time-window in which removing inflammation leads to healing, the effects of cellular senescence, and why scar maturation takes months. We define key parameters that control the transition from healing to fibrosis, which may serve as potential targets for therapeutic reduction of fibrosis.

In S. cerevisiae, the phosphate starvation (PHO) responsive transcription factors Pho4 and Pho2 are jointly required for induction of phosphate response genes and survival in phosphate starvation conditions. In the related human commensal and pathogen C. glabrata, Pho4 is required but Pho2 is dispensable for survival in phosphate-limited conditions and is only partially required for inducing the phosphate response genes. This reduced dependence on Pho2 evolved in C. glabrata and closely related species. Pho4 orthologs that are less dependent on Pho2 induce more genes when introduced into the S. cerevisiae background, and Pho4 in C. glabrata both binds to more sites and induces more genes with expanded functional roles compared to Pho4 in S. cerevisiae. Our work reveals an evolutionary mechanism for rapidly expanding the targets of a transcription factor by changing its dependence on a co-activator, potentially refining the physiological response it regulates.