Abstract Adult hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) respond directly to inflammation and infection, resulting in both acute and persistent changes to quiescence, mobilization, and differentiation. Here we show that fetal HSPCs respond to prenatal inflammation in utero , and that the fetal response shapes postnatal hematopoiesis and immunity. Heterogenous fetal HSPCs showed divergent responses to maternal immune activation (MIA), including changes in quiescence, expansion, and lineage-biased output. Single cell transcriptomic analysis of fetal HSPCs in response to MIA revealed specific upregulation of inflammatory gene profiles in discrete, transient HSC populations, that propagated expansion of lymphoid-biased progenitors. Beyond fetal development, MIA caused the inappropriate expansion and persistence of fetal lymphoid-biased progenitors postnatally, concomitant with increased cellularity and hyperresponsiveness of fetal-derived innate-like lymphocytes. Our investigation demonstrates how inflammation in utero can direct the trajectory of output and function of fetal-derived immune cells by reshaping fetal HSC establishment.

Abstract Infection directly influences adult hematopoietic stem cell (HSC) function and differentiation, but much less is known about the fetal hematopoietic response to infection during pregnancy. Here, we investigated the fetal hematopoietic response to maternal infection with Toxoplasma gondii ( T. gondii ), an intracellular parasite that elicits Type II IFNγ-mediated maternal immunity. The effects of maternal IFNγ on developing HSCs and the signals that mediate these interactions have not been investigated. Our investigation reveals that the fetal HSCs respond to T. gondii infection with virulence-dependent changes in proliferation, self-renewal potential, and lineage output. We demonstrate that maternal IFNγ crosses the fetal-maternal interface and is perceived by fetal HSCs. By comparing the effects of maternal IFNγ injection with maternal T. gondii infection, our observations reveal that IFNγ mimics aspects of the fetal HSC response to infection. Moreover, our data disentangle the role of infection-induced inflammatory cytokines in driving the expansion of downstream hematopoietic progenitors. Our findings illuminate that the fetal HSC response to prenatal infection is distinct from the adult HSC response to IFNγ-induced inflammation.