CD4+ T cell differentiation is regulated by specialized antigen-presenting cells. Dendritic cells (DCs) produce cytokines that promote naive CD4+ T cell differentiation into T helper 1 (Th1), Th17, and inducible T regulatory (iTreg) cells. However, the initiation of Th2 cell responses remains poorly understood, although it is likely that more than one mechanism might be involved. Here we have defined a specific DC subset that is involved in Th2 cell differentiation in vivo in response to a protease allergen, as well as infection with Nippostrongylus brasiliensis. We have demonstrated that this subset is controlled by the transcription factor interferon regulatory factor 4 (IRF4), which is required for their differentiation and Th2 cell-inducing function. IRF4 is known to control Th2 cell differentiation and Th2 cell-associated suppressing function in Treg cells. Our finding suggests that IRF4 also plays a role in DCs where it controls the initiation of Th2 cell responses.

Abstract Neutralizing antibodies (NAbs) can prevent and treat infections caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). However, continuously emerging variants, such as Omicron, have significantly reduced the potency of most known NAbs. The selection of NAbs with broad neutralizing activities and the identification of conserved critical epitopes are still urgently needed. Here, we identified an extremely potent antibody (55A8) by single B-cell sorting from convalescent SARS-CoV-2-infected patients that recognized the receptor-binding domain (RBD) in the SARS-CoV-2 spike (S) protein. 55A8 could bind to wild-type SARS-CoV-2, Omicron BA.1 and Omicron BA.2 simultaneously with 58G6, a NAb previously identified by our group. Importantly, an antibody cocktail containing 55A8 and 58G6 (2-cocktail) showed synergetic neutralizing activity with a half-maximal inhibitory concentration (IC 50 ) in the picomolar range in vitro and prophylactic efficacy in hamsters challenged with Omicron (BA.1) through intranasal delivery at an extraordinarily low dosage (25 μg of each antibody daily) at 3 days post-infection. Structural analysis by cryo-electron microscopy (cryo-EM) revealed that 55A8 is a Class III NAb that recognizes a highly conserved epitope. It could block angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) binding to the RBD in the S protein trimer via steric hindrance. The epitopes in the RBD recognized by 55A8 and 58G6 were found to be different and complementary, which could explain the synergetic mechanism of these two NAbs. Our findings not only provide a potential antibody cocktail for clinical use against infection with current SARS-CoV-2 strains and future variants but also identify critical epitope information for the development of better antiviral agents.

Abstract Human SIDT1 and SIDT2 are closely related members of the systemic RNA interference (RNAi)-defective (SID-1) transmembrane family. Both mediate RNA internalization and intracellular transport and are involved in various biological processes. However, the molecular basis of RNA uptake, especially for exogenous small RNAs, remains elusive. Here, we present the cryo-electron microscopy (cryo-EM) structures of human SIDT1 and SIDT2. Both structures reveal the overall architecture of a dimeric arrangement contributed by the β-strand-rich extracellular domain (ECD) and the transmembrane domain (TMD) with 11 passes, highlighting the remarkable structural congruence. The in situ assays confirm that SIDT1 and SIDT2 exist as dimers or higher-order oligomers. We demonstrate that for both SIDT1 and SIDT2, the ECD binds small RNAs, such as dietary plant-derived miRNA, only under acidic conditions. In addition, RNA binding under low pH can trigger higher-order assembly of the ECD dimer, suggesting the potential importance of oligomerization during RNA uptake. Our results illustrate the molecular features of the conserved SID-1 family proteins to elucidate the mechanism of the low pH-dependent activation of RNA uptake mediated by SIDT1 and SIDT2. This study provides a promising understanding of the molecular basis of the nucleic acid delivery platform, which may potentially open new avenues for the design and optimization of RNA-based therapies.