Follicular helper T (TFH) cells provide survival and selection signals to germinal center B cells. Here, Carola Vinuesa and colleagues describe a regulatory T cell subset that co-opts the differentiation program of TFH cells and limits their numbers in vivo. Ablation of these TFH-like, T regulatory cells alters the number of antigen-specific B cells suggesting regulatory T cells modulate germinal center responses. Follicular helper (TFH) cells provide crucial signals to germinal center B cells undergoing somatic hypermutation and selection that results in affinity maturation. Tight control of TFH numbers maintains self tolerance. We describe a population of Foxp3+Blimp-1+CD4+ T cells constituting 10–25% of the CXCR5highPD-1highCD4+ T cells found in the germinal center after immunization with protein antigens. These follicular regulatory T (TFR) cells share phenotypic characteristics with TFH and conventional Foxp3+ regulatory T (Treg) cells yet are distinct from both. Similar to TFH cells, TFR cell development depends on Bcl-6, SLAM-associated protein (SAP), CD28 and B cells; however, TFR cells originate from thymic-derived Foxp3+ precursors, not naive or TFH cells. TFR cells are suppressive in vitro and limit TFH cell and germinal center B cell numbers in vivo. In the absence of TFR cells, an outgrowth of non–antigen-specific B cells in germinal centers leads to fewer antigen-specific cells. Thus, the TFH differentiation pathway is co-opted by Treg cells to control the germinal center response.

Abstract Despite the importance of thymic stromal cells to T-cell development, relatively little is known about their biology. Here, we use single-cell analysis of stromal cells to analyze extensive changes in the number and composition of thymic stroma throughout life, revealing a surprisingly dynamic population. Phenotypic progression of thymic epithelial subsets was assessed at high resolution in young mice to provide a developmental framework. The cellular and molecular requirements of adult epithelium were studied, using various mutant mice to demonstrate new cross talk checkpoints dependent on RelB in the cortex and CD40 in the medulla. With the use of Ki67 and BrdU labeling, the turnover of thymic epithelium was found to be rapid, but then diminished on thymic involution. The various defects in stromal turnover and composition that accompanied involution were rapidly reversed following sex steroid ablation. Unexpectedly, mature cortical and medullary epithelium showed a potent capacity to stimulate naive T cells, comparable to that of thymic dendritic cells. Overall, these studies show that the thymic stroma is a surprisingly dynamic population and may have a more direct role in negative selection than previously thought.

Murine models are a crucial component of gut microbiome research. Unfortunately, a multitude of genetic backgrounds and experimental setups, together with inter-individual variation, complicates cross-study comparisons and a global understanding of the mouse microbiota landscape. Here, we investigate the variability of the healthy mouse microbiota of five common lab mouse strains using 16S rDNA pyrosequencing.We find initial evidence for richness-driven, strain-independent murine enterotypes that show a striking resemblance to those in human, and which associate with calprotectin levels, a marker for intestinal inflammation. After enterotype stratification, we find that genetic, caging and inter-individual variation contribute on average 19%, 31.7% and 45.5%, respectively, to the variance in the murine gut microbiota composition. Genetic distance correlates positively to microbiota distance, so that genetically similar strains have more similar microbiota than genetically distant ones. Specific mouse strains are enriched for specific operational taxonomic units and taxonomic groups, while the 'cage effect' can occur across mouse strain boundaries and is mainly driven by Helicobacter infections.The detection of enterotypes suggests a common ecological cause, possibly low-grade inflammation that might drive differences among gut microbiota composition in mammals. Furthermore, the observed environmental and genetic effects have important consequences for experimental design in mouse microbiome research.

Regulatory T (T reg) cells are indispensable for preventing autoimmunity. Incumbent to this role is the ability of T reg cells to exert their suppressor function under inflammatory conditions. We found that T reg cell–mediated tolerance is critically dependent on the Dicer-controlled microRNA (miRNA) pathway. Depletion of miRNA within the T reg cell lineage resulted in fatal autoimmunity indistinguishable from that in T reg cell–deficient mice. In disease-free mice lacking Dicer in all T cells or harboring both Dicer-deficient and -sufficient T reg cells, Dicer-deficient T reg cells were suppressive, albeit to a lesser degree, whereas their homeostatic potential was diminished as compared with their Dicer-sufficient counterparts. However, in diseased mice, Dicer-deficient T reg cells completely lost suppressor capacity. Thus, miRNA preserve the T reg cell functional program under inflammatory conditions.

How the innate and adaptive host immune system miscommunicate to worsen COVID-19 immunopathology has not been fully elucidated. Here, we perform single-cell deep-immune profiling of bronchoalveolar lavage (BAL) samples from 5 patients with mild and 26 with critical COVID-19 in comparison to BALs from non-COVID-19 pneumonia and normal lung. We use pseudotime inference to build T-cell and monocyte-to-macrophage trajectories and model gene expression changes along them. In mild COVID-19, CD8+ resident-memory (TRM) and CD4+ T-helper-17 (TH17) cells undergo active (presumably antigen-driven) expansion towards the end of the trajectory, and are characterized by good effector functions, while in critical COVID-19 they remain more naïve. Vice versa, CD4+ T-cells with T-helper-1 characteristics (TH1-like) and CD8+ T-cells expressing exhaustion markers (TEX-like) are enriched halfway their trajectories in mild COVID-19, where they also exhibit good effector functions, while in critical COVID-19 they show evidence of inflammation-associated stress at the end of their trajectories. Monocyte-to-macrophage trajectories show that chronic hyperinflammatory monocytes are enriched in critical COVID-19, while alveolar macrophages, otherwise characterized by anti-inflammatory and antigen-presenting characteristics, are depleted. In critical COVID-19, monocytes contribute to an ATP-purinergic signaling-inflammasome footprint that could enable COVID-19 associated fibrosis and worsen disease-severity. Finally, viral RNA-tracking reveals infected lung epithelial cells, and a significant proportion of neutrophils and macrophages that are involved in viral clearance.

Background & Aims

 Histamine sensitizes the nociceptor transient reporter potential channel V1 (TRPV1) and has been shown to contribute to visceral hypersensitivity in animals. We investigated the role of TRPV1 in irritable bowel syndrome (IBS) and evaluated if an antagonist of histamine receptor H1 (HRH1) could reduce symptoms of patients in a randomized placebo-controlled trial. 

Methods

 By using live calcium imaging, we compared activation of submucosal neurons by the TRPV1 agonist capsaicin in rectal biopsy specimens collected from 9 patients with IBS (ROME 3 criteria) and 15 healthy subjects. The sensitization of TRPV1 by histamine, its metabolite imidazole acetaldehyde, and supernatants from biopsy specimens was assessed by calcium imaging of mouse dorsal root ganglion neurons. We then performed a double-blind trial of patients with IBS (mean age, 31 y; range, 18–65 y; 34 female). After a 2-week run-in period, subjects were assigned randomly to groups given either the HRH1 antagonist ebastine (20 mg/day; n = 28) or placebo (n = 27) for 12 weeks. Rectal biopsy specimens were collected, barostat studies were performed, and symptoms were assessed (using the validated gastrointestinal symptom rating scale) before and after the 12-week period. Patients were followed up for an additional 2 weeks. Abdominal pain, symptom relief, and health-related quality of life were assessed on a weekly basis. The primary end point of the study was the effect of ebastine on the symptom score evoked by rectal distension. 

Results

 TRPV1 responses of submucosal neurons from patients with IBS were potentiated compared with those of healthy volunteers. Moreover, TRPV1 responses of submucosal neurons from healthy volunteers could be potentiated by their pre-incubation with histamine; this effect was blocked by the HRH1 antagonist pyrilamine. Supernatants from rectal biopsy specimens from patients with IBS, but not from the healthy volunteers, sensitized TRPV1 in mouse nociceptive dorsal root ganglion neurons via HRH1; this effect could be reproduced by histamine and imidazole acetaldehyde. Compared with subjects given placebo, those given ebastine had reduced visceral hypersensitivity, increased symptom relief (ebastine 46% vs placebo 13%; P = .024), and reduced abdominal pain scores (ebastine 39 ± 23 vs placebo 62 ± 22; P = .0004). 

Conclusions

 In studies of rectal biopsy specimens from patients, we found that HRH1-mediated sensitization of TRPV1 is involved in IBS. Ebastine, an antagonist of HRH1, reduced visceral hypersensitivity, symptoms, and abdominal pain in patients with IBS. Inhibitors of this pathway might be developed as a new treatment approach for IBS. ClinicalTrials.gov no: NCT01144832.

Using a systems-biology approach, Liston and colleagues profile the immune system of 670 healthy volunteers to provide a description of the population-level heterogeneity in the cellular composition of the circulating immune system. Detailed population-level description of the human immune system has recently become achievable. We used a 'systems-level' approach to establish a resource of cellular immune profiles of 670 healthy individuals. We report a high level of interindividual variation, with low longitudinal variation, at the level of cellular subset composition of the immune system. Despite the profound effects of antigen exposure on individual antigen-specific clones, the cellular subset structure proved highly elastic, with transient vaccination-induced changes followed by a return to the individual's unique baseline. Notably, the largest influence on immunological variation identified was cohabitation, with 50% less immunological variation between individuals who share an environment (as parents) than between people in the wider population. These results identify local environmental conditions as a key factor in shaping the human immune system.

A mutation in pyrin that disrupts regulation leads to autoinflammatory disease.