Sex bias exists in the development and progression of nonreproductive organ cancers, but the underlying mechanisms are enigmatic. Studies so far have focused largely on sexual dimorphisms in cancer biology and socioeconomic factors. Here, we establish a role for CD8+ T cell-dependent antitumor immunity in mediating sex differences in tumor aggressiveness, which is driven by the gonadal androgen but not sex chromosomes. A male bias exists in the frequency of intratumoral antigen-experienced Tcf7/TCF1+ progenitor exhausted CD8+ T cells that are devoid of effector activity as a consequence of intrinsic androgen receptor (AR) function. Mechanistically, we identify a novel sex-specific regulon in progenitor exhausted CD8+ T cells and a pertinent contribution from AR as a direct transcriptional transactivator of Tcf7/TCF1. The T cell-intrinsic function of AR in promoting CD8+ T cell exhaustion in vivo was established using multiple approaches including loss-of-function studies with CD8-specific Ar knockout mice. Moreover, ablation of the androgen-AR axis rewires the tumor microenvironment to favor effector T cell differentiation and potentiates the efficacy of anti-PD-1 immune checkpoint blockade. Collectively, our findings highlight androgen-mediated promotion of CD8+ T cell dysfunction in cancer and imply broader opportunities for therapeutic development from understanding sex disparities in health and disease.

Abstract Men and women show striking yet unexplained discrepancies in incidence, clinical presentation, and therapeutic response across different types of infectious/autoimmune diseases and malignancies 1,2 . For instance, bladder cancer shows a 4-fold male-biased incidence that persists after adjustment for known risk factors 3,4 . Here, we utilize murine bladder cancer models to establish that male-biased tumor burden is driven by sex differences in endogenous T cell immunity. Notably, sex differences exist in early fate decisions by intratumoral CD8 + T cells following their activation. While female CD8 + T cells retain their effector function, male counterparts readily adopt a Tcf1 low Tim3 − progenitor state that becomes exhausted over tumor progression. Human cancers show an analogous male-biased frequency of exhausted CD8 + T cells. Mechanistically, we describe an opposing interplay between CD8 + T cell intrinsic androgen and type I interferon 5,6 signaling in Tcf1/ Tcf7 regulation and formation of the progenitor exhausted T cell subset. Consistent with female-biased interferon response 7 , testosterone-dependent stimulation of Tcf1/ Tcf7 and resistance to interferon occurs to a greater magnitude in male CD8 + T cells. Male-biased predisposition for CD8 + T cell exhaustion suggests that spontaneous rejection of early immunogenic bladder tumors is less common in males and carries implications for therapeutic efficacy of immune checkpoint inhibitors 8,9 .

Obesity is a global public health problem and is related with fatal diseases such as cancer and cardiovascular and metabolic diseases. Medical and lifestyle-related strategies to combat obesity have their limitations. White adipose tissue (WAT) browning is a promising strategy for increasing energy expenditure in individuals with obesity. Uncoupling protein 1 (UCP1) drives WAT browning. We previously screened natural products that enable induction of Ucp1 and demonstrated that these natural products induced WAT browning and increased energy expenditure in mice with diet-induced obesity. In this study, we aimed to extensively optimise the structure of compound 1, previously shown to promote WAT browning. Compound 3s exhibited a significantly higher ability to induce Ucp1 in white and brown adipocytes than did compound 1. A daily injection of compound 3s at 5 mg/kg prevented weight gain by 13.6% in high-fat diet–fed mice without any toxicological observation. In addition, compound 3s significantly improved glucose homeostasis, decreased serum triacylglycerol levels, and reduced total cholesterol and LDL cholesterol levels, without altering dietary intake or physical activity. Pharmaceutical properties such as solubility, lipophilicity, and membrane permeability as well as metabolic stability, half-life (T1/2), and blood exposure ratio of i.p to i.v were significantly improved in compound 3s when compared with those in compound 1. Regarding the mode of action of WAT browning, the induction of Ucp1 and Prdm4 by compounds 1 and 3s was dependent on Akt1 in mouse embryonic fibroblasts. Therefore, this study suggests the potential of compound 3s as a therapeutic agent for individuals with obesity and related metabolic diseases, which acts through the induction of WAT browning as well as brown adipose tissue activation.

Intratumoral regulatory T cells (Tregs) are key mediators of cancer immunotherapy resistance, including anti-PD-(L)1 immune checkpoint blockade (ICB). The mechanisms driving Treg infiltration into the tumor microenvironment (TME) and the consequence on CD8+ T cell exhaustion remains elusive. Herein, we report that heat shock protein gp96 (GRP94) is indispensable for Treg tumor infiltration, primarily through gp96's roles in chaperoning integrins. Among various gp96-dependent integrins, we found that only LFA-1 (αL integrin) but not αV, CD103 (αE) or β7 integrin was required for Treg tumor homing. Loss of Treg infiltration into the TME by genetically deleting gp96/LFA-1 potently induces rejection of multiple ICB-resistant murine cancer models in a CD8+ T cell-dependent manner without loss of self-tolerance. Moreover, gp96 deletion impeded Treg activation primarily by suppressing IL-2/STAT5 signaling, which also contributes to tumor regression. By competing for intratumoral IL-2, Tregs prevent activation of CD8+ tumor-infiltrating lymphocytes (TILs), drive TOX induction and induce bona fide CD8+ T cell exhaustion. By contrast, Treg ablation leads to striking CD8+ T cell activation without TOX induction, demonstrating clear uncoupling of the two processes. Our study reveals that the gp96/LFA-1 axis plays a fundamental role in Treg biology and suggests that Treg-specific gp96/LFA-1 targeting represents a valuable strategy for cancer immunotherapy without inflicting autoinflammatory conditions.