Abstract Environmental nutrient availability influences T cell metabolism, impacting T cell function and shaping immune outcomes. However, the metabolic pathways critical for optimal T cell responses remain poorly understood. Here, we identify ketone bodies (KBs) – including β-hydroxybutyrate (βOHB) and acetoacetate (AcAc) – as essential fuels supporting CD8 + T cell metabolism and effector function. Ketolysis is an intrinsic feature of highly functional CD8 + T effector (Teff) cells and βOHB directly increases CD8 + Teff cell IFN-γ production and cytolytic activity. Using metabolic tracers, we establish that CD8 + Teff cells preferentially use KBs over glucose to fuel the tricarboxylic acid (TCA) cycle in vitro and in vivo . KBs directly boost the respiratory capacity of CD8 + T cells and TCA cycle-dependent metabolic pathways that fuel T cell growth. Mechanistically, we find that βOHB is a major substrate for acetyl-CoA production in CD8 + T cells and regulates effector responses through effects on histone acetylation. Together, our results identify cell-intrinsic ketolysis as a metabolic and epigenetic driver of optimal CD8 + T cell effector responses. One Sentence summary Ketone bodies promote CD8 + T cell metabolism and effector function through regulation of epigenetic programming

The functional and phenotypic heterogeneity of dendritic cells (DCs) plays a crucial role in facilitating the development of diverse immune responses that are essential for providing host protection. We found that KDM5C, a histone lysine d e m ethylase of the KDM5 family regulates several aspects of conventional DC (cDC) and plasmacytoid DC (pDC) population heterogeneity and function. Using mice conditionally deficient in KDM5C in DCs, we found that loss of KDM5C results in an increase in Ly6C − pDCs compared to Ly6C + pDCs. We found that Ly6C − pDCs, compared to Ly6C + pDCs, have increased expression of cell cycle genes, decreased expression of activation markers and limited ability to produce type I interferon (IFN). Both KDM5C-deficient Ly6C − and Ly6C + pDCs have increased expression of activation markers, however, are dysfunctional and have limited ability to produce type I IFN. For conventional cDCs, KDM5C deficiency resulted in increased proportions of cDC2Bs (CLEC12A + , ESAM − ) and cDC1s, which was partly dependent on type I IFN and pDCs. Using ATAC-seq, RNA-seq, and CUT&RUN for histone marks, we found that KDM5C regulates epigenetic programming of cDC1. In the absence of KDM5C, we found an increased expression of inflammatory markers, consistent with our previous results in bone marrow-derived DCs. However, we also found a decrease in mitochondrial metabolism genes and altered expression of cDC lineage-specific genes. In response to Listeria infection, KDM5C-conditionally deficient mice mounted reduced CD8 + T cell responses, indicating that KDM5C expression in DCs is necessary for their function. Thus, KDM5C is a key regulator of DC heterogeneity by modulating the balance of DC subsets and serves as a critical driver of the epigenetic programming and functional properties of DCs.

Glucose is essential for T cell proliferation and function, yet its specific metabolic roles in vivo remain poorly defined. Here, we identify glycosphingolipid (GSL) biosynthesis as a key pathway fueled by glucose that enables CD8 + T cell expansion and cytotoxic function in vivo . Using 13 C-based stable isotope tracing, we demonstrate that CD8 + effector T cells use glucose to synthesize uridine diphosphate-glucose (UDP-Glc), a precursor for glycogen, glycan, and GSL biosynthesis. Inhibiting GSL production—by targeting the enzymes UDP-Glc pyrophosphorylase 2 (UGP2) or UDP-Glc ceramide glucosyltransferase (UGCG)—impairs CD8 + T cell expansion and cytolytic activity without affecting glucose-dependent energy production. Mechanistically, we show that glucose-dependent GSL biosynthesis is required for plasma membrane lipid raft integrity and aggregation following TCR stimulation. Moreover, UGCG-deficient CD8 + T cells display reduced granzyme expression and tumor control in vivo . Together, our data establish GSL biosynthesis as a critical metabolic fate of glucose—independent of energy production—required for CD8 + T cell responses in vivo .

Functional and phenotypic heterogeneity of dendritic cells (DCs) play crucial roles in facilitating the development of diverse immune responses essential for host protection. Here, we report that KDM5C, a histone lysine demethylase, regulates conventional or classical DC (cDC) and plasmacytoid DC (pDC) population heterogeneity and function. Mice deficient in KDM5C in DCs have increased proportions of cDC2Bs and cDC1s, which is partly dependent on type I interferon (IFN) and pDCs. Loss of KDM5C results in an increase in Ly6C

The progressive decline of CD8 T cell effector function-also known as terminal exhaustion-is a major contributor to immune evasion in cancer. Yet, the molecular mechanisms that drive CD8 T cell dysfunction remain poorly understood. Here, we report that the Kelch-like ECH-associated protein 1 (KEAP1)-Nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2) signaling axis, which mediates cellular adaptations to oxidative stress, directly regulates CD8 T cell exhaustion. Transcriptional profiling of dysfunctional CD8 T cells from chronic infection and cancer reveals enrichment of NRF2 activity in terminally exhausted (Tex