An inhibitory T cell receptor acts by stripping activating ligands off dendritic cells.

These guidelines are a consensus work of a considerable number of members of the immunology and flow cytometry community. They provide the theory and key practical aspects of flow cytometry enabling immunologists to avoid the common errors that often undermine immunological data. Notably, there are comprehensive sections of all major immune cell types with helpful Tables detailing phenotypes in murine and human cells. The latest flow cytometry techniques and applications are also described, featuring examples of the data that can be generated and, importantly, how the data can be analysed. Furthermore, there are sections detailing tips, tricks and pitfalls to avoid, all written and peer-reviewed by leading experts in the field, making this an essential research companion.

Prostaglandins formed by the cyclooxygenase (COX) enzymes are important mediators of inflammation in arthritis. The contribution of the inducible COX-2 enzyme to inflammation in rat adjuvant arthritis was evaluated by characterization of COX-2 expression in normal and arthritic paws and by pharmacological inhibition of COX-2 activity. The injection of adjuvant induced a marked edema of the hind footpads with coincident local production of PGE2. PG production was associated with upregulation of COX-2 mRNA and protein in the affected paws. In contrast, the level of COX-1 mRNA was unaffected by adjuvant injection. TNF-alpha and IL-6 mRNAs were also increased in the inflamed paws as was IL-6 protein in the serum. Therapeutic administration of a selective COX-2 inhibitor, SC-58125, rapidly reversed paw edema and reduced the level of PGE2 in paw tissue to baseline. Interestingly, treatment with the COX-2 inhibitor also reduced the expression of COX-2 mRNA and protein in the paw. Serum IL-6 and paw IL-6 mRNA levels were also reduced to near normal levels by SC-58125. Furthermore, inhibition of COX-2 resulted in a reduction of the inflammatory cell infiltrate and decreased inflammation of the synovium. Notably, the antiinflammatory effects of SC-58125 were indistinguishable from the effects observed for indomethacin. These results suggest that COX-2 plays a prominent role in the inflammation associated with adjuvant arthritis and that COX-2 derived PGs upregulate COX-2 and IL-6 expression at inflammatory sites.

Aire-expressing medullary thymic epithelial cells (mTECs) play a key role in preventing autoimmunity by expressing tissue-restricted antigens to help purge the emerging T cell receptor repertoire of self-reactive specificities. Here we demonstrate a novel role for a CD4(+)3(-) inducer cell population, previously linked to development of organized secondary lymphoid structures and maintenance of T cell memory in the functional regulation of Aire-mediated promiscuous gene expression in the thymus. CD4(+)3(-) cells are closely associated with mTECs in adult thymus, and in fetal thymus their appearance is temporally linked with the appearance of Aire(+) mTECs. We show that RANKL signals from this cell promote the maturation of RANK-expressing CD80(-)Aire(-) mTEC progenitors into CD80(+)Aire(+) mTECs, and that transplantation of RANK-deficient thymic stroma into immunodeficient hosts induces autoimmunity. Collectively, our data reveal cellular and molecular mechanisms leading to the generation of Aire(+) mTECs and highlight a previously unrecognized role for CD4(+)3(-)RANKL(+) inducer cells in intrathymic self-tolerance.

The role of prostaglandin E2 (PGE2) in the development of inflammatory symptoms and cytokine production was evaluated in vivo using a neutralizing anti-PGE2 monoclonal antibody 2B5. In carrageenan-induced paw inflammation, pretreatment of rats with 2B5 substantially prevented the development of tissue edema and hyperalgesia in affected paws. The antibody was shown to bind the majority of PGE2 produced at the inflammatory site. In adjuvant-induced arthritis, the therapeutic administration of 2B5 to arthritic rats substantially reversed edema in affected paws. Anti-PGE2 treatment also reduced paw levels of IL-6 RNA and serum IL-6 protein without modifying tumor necrosis factor RNA levels in the same tissue. In each model, the antiinflammatory efficacy of 2B5 was indistinguishable from that of the nonsteroidal antiinflammatory drug indomethacin, which blocked the production of all PGs. These results indicate that PGE2 plays a major role in tissue edema, hyperalgesia, and IL-6 production at sites of inflammation, and they suggest that selective pharmacologic modulation of PGE2 synthesis or activity may provide a useful means of mitigating the symptoms of inflammatory disease.

Summary Nr4a receptors are activated by T cell receptor (TCR) and B cell receptor (BCR) signalling and play key roles in T cell differentiation and promoting T cell exhaustion. How TCR signalling pathways regulate Nr4a receptors and their sensitivities to different physiological types of TCR signalling (e.g. tonic versus activating) remains unknown. Here we utilise Nr4a1/Nur77-GFP and Nr4a3 -Tocky mice to elucidate the signalling pathways that govern Nr4a receptor expression in CD4 + and CD8 + T cells. Our findings reveal that Nr4a1-3 are Src family kinase-dependent. Moreover, Nr4a2 and Nr4a3 are abolished by calcineurin inhibitors and bind NFAT1, highlighting a necessary and sufficient role for NFAT in the control of Nr4a2 and Nr4a3 , but redundancy for NFAT for Nr4a1 . During T cell development, Nr4a1 is activated by tonic signalling during TCR-beta selection in the thymus, whilst Nr4a3 requires cognate peptide:MHC interactions for expression. Thus, due to differential sensitivity of Nr4a1 and Nr4a3 to TCR signalling pathways, T cells undergoing tonic versus activating TCR signalling events can be distinguished in vivo.

Abstract The network of thymic stromal cells provides essential niches with unique molecular cues controlling T-cell development and selection. Recent single-cell RNA-sequencing studies uncovered a large transcriptional heterogeneity among thymic epithelial cells (TEC) demonstrating a previously unappreciated complexity. However, there are only very few cell markers that allow a comparable phenotypic identification of TEC. Here we deconvoluted by massively parallel flow cytometry and machine learning known and novel TEC phenotypes into novel subpopulations and related these by CITEseq to the corresponding TEC subtypes defined by the cells’ individual RNA profiles. This approach phenotypically identified perinatal cTEC, physically located these cells within the cortical stromal scaffold, displayed their dynamic change during the life course and revealed their exceptional efficiency in positively selecting immature thymocytes. Collectively, we have identified novel markers that allow for an unprecedented dissection of the thymus stromal complexity, the cells physical isolation and assignment of specific functions to individual TEC subpopulations.

Abstract WNK1, a kinase that controls kidney salt homeostasis, also regulates adhesion and migration in CD4 + T cells. Wnk1 is highly expressed in thymocytes, and since migration is important for thymocyte maturation, we investigated a role for WNK1 in thymocyte development. We find that WNK1 is required for the transition of double negative (DN) thymocytes through the β-selection checkpoint and subsequent proliferation and differentiation into double positive (DP) thymocytes. Furthermore, we show that WNK1 negatively regulates LFA1-mediated adhesion and positively regulates CXCL12-induced migration in DN thymocytes. Despite this, migration defects of WNK1-deficient thymocytes do not account for the developmental arrest. Instead, we show that in DN thymocytes WNK1 transduces pre-TCR signals via OXSR1 and STK39 kinases and the SLC12A2 ion co-transporter that are required for post-transcriptional upregulation of MYC and subsequent proliferation and differentiation into DP thymocytes. Thus, a pathway regulating ion homeostasis is a critical regulator of thymocyte development.

Abstract The transcription factor FOXN1 is a master regulator of thymic epithelial cell development and function. Here we demonstrate that FOXN1 expression is differentially regulated during organogenesis and participates in multi-molecular nuclear condensates essential for the factor’s transcriptional activity. FOXN1’s C-terminal sequence regulates the diffusion velocity within these aggregates and modulates the binding to proximal gene regulatory regions. These dynamics are significantly altered in a patient with a mutant FOXN1 which is modified in its C-terminal sequence. This mutant is transcriptionally inactive and acts as a dominant negative factor displacing wild-type FOXN1 from condensates and causing athymia and severe lymphopenia in heterozygotes. Expression of the mutated mouse ortholog, selectively impairs mouse thymic epithelial cell (TEC) differentiation revealing a gene dose dependency for individual TEC subtypes. We have therefore identified the cause for a primary immunodeficiency disease and determined the mechanism by which this FOXN1 gain-of-function mutant mediates its dominant negative effect.