Interleukin (IL) 6 is a proinflammtory cytokine produced by antigen-presenting cells and nonhematopoietic cells in response to external stimuli. It was initially identified as a B cell growth factor and inducer of plasma cell differentiation in vitro and plays an important role in antibody production and class switching in vivo. However, it is not clear whether IL-6 directly affects B cells or acts through other mechanisms. We show that IL-6 is sufficient and necessary to induce IL-21 production by naive and memory CD4+ T cells upon T cell receptor stimulation. IL-21 production by CD4+ T cells is required for IL-6 to promote B cell antibody production in vitro. Moreover, administration of IL-6 with inactive influenza virus enhances virus-specific antibody production, and importantly, this effect is dependent on IL-21. Thus, IL-6 promotes antibody production by promoting the B cell helper capabilities of CD4+ T cells through increased IL-21 production. IL-6 could therefore be a potential coadjuvant to enhance humoral immunity.

The role of senescent cells has been implicated in various tissue dysfunction associated with aging, obesity, and other pathological conditions. Currently, most transgenic mouse models only target p16Ink4a-highly-expressing (p16high) cells. Here, we generated a p21-Cre mouse model, containing a p21 promoter driving inducible Cre, enabling us to examine p21Cip1-highly-expressing (p21high) cells, a previously unexplored cell population exhibiting several characteristics typical of senescent cells. By crossing p21-Cre mice with different floxed mice, we managed to monitor, sort, image, eliminate, or modulate p21high cells in vivo. We showed p21high cells can be induced by various conditions, and percentages of p21high cells varied from 1.5 to 10% across different tissues in 23-month-old mice. Intermittent clearance of p21high cells improved physical function in 23-month-old mice. Our study demonstrates that the p21-Cre mouse model is a valuable and powerful tool for studying p21high cells to further understand the biology of senescent cells.

ABSTRACT Age-related immune dysregulation contributes to increased susceptibility to infection and disease in older adults. We combined high-throughput laboratory automation with machine learning to build a multi-phenotype aging profile that models the dysfunctional immune response to viral infection in older adults. From a single well, our multi-phenotype aging profile can capture changes in cell composition, physical cell-to-cell interaction, organelle structure, cytokines, and other hidden complexities contributing to age-related dysfunction. This system allows for rapid identification of new potential compounds to rejuvenate older adults’ immune response. We used our technology to screen thousands of compounds for their ability to make old immune cells respond to viral infection like young immune cells. We observed beneficial effects of multiple compounds, of which two of the most promising were disulfiram and triptonide. Our findings indicate that disulfiram could be considered as a treatment for severe coronavirus disease 2019 and other inflammatory infections.

A key challenge in aging research is extending lifespan in tandem with slowing down functional decline so that life with good health (healthspan) can be extended. Here, we show that monthly clearance, starting from 20 months, of a small number of cells that highly express p21Cip1 (p21high) improves cardiac and metabolic function and extends both median and maximum lifespans in mice. Importantly, by assessing the health and physical function of these mice monthly until death, we show that clearance of p21high cells improves physical function at all remaining stages of life, suggesting healthspan extension. Mechanistically, p21high cells encompass several cell types with a relatively conserved proinflammatory signature. Clearance of p21high cells reduces inflammation and alleviates age-related transcriptomic signatures of various tissues. These findings demonstrate the feasibility of healthspan extension in mice and indicate p21high cells as a therapeutic target for healthy aging.

ABSTRACT Hematopoiesis is finely regulated to enable timely production of the right numbers and types of mature immune cells to maintain tissue homeostasis. Dysregulated hematopoiesis may compromise antiviral immunity and/or exacerbate immunopathogenesis. Herein, we report an essential role of UBXN3B in maintenance of hematopoietic homeostasis and restriction of immunopathogenesis during respiratory viral infection. Ubxn3b deficient ( Ubxn3b −/− ) mice are highly vulnerable to SARS-CoV-2 and influenza A infection, characterized by more severe lung immunopathology, lower virus-specific IgG, significantly fewer B cells, but more myeloid cells than Ubxn3b +/+ littermates. This aberrant immune compartmentalization is recapitulated in uninfected Ubxn3b −/− mice. Mechanistically, UBXN3B controls precursor B-I (pre-BI) transition to pre-BII and subsequent proliferation in a cell-intrinsic manner, by maintaining BLNK protein stability and pre-BCR signaling. These results reveal an essential role of UBXN3B for the early stage of B cell development.

The ubiquitin regulatory X (UBX) domain-containing proteins (UBXNs) are putative adaptors for ubiquitin ligases and valosin-containing protein; however, their in vivo physiological functions remain poorly characterised. We recently showed that UBXN3B is essential for activating innate immunity to DNA viruses and controlling DNA/RNA virus infection. Herein, we investigate its role in adaptive immunity.

ABSTRACT Viral infection leads to heterogeneous cellular outcomes ranging from refractory to abortive and fully productive states. Single cell transcriptomics enables a high resolution view of these distinct post-infection states. Here, we have interrogated the host-pathogen dynamics following reactivation of Epstein-Barr virus (EBV). While benign in most people, EBV is responsible for infectious mononucleosis, up to 2% of human cancers, and is a trigger for the development of multiple sclerosis. Following latency establishment in B cells, EBV reactivates and is shed in saliva to enable infection of new hosts. Beyond its importance for transmission, the lytic cycle is also implicated in EBV-associated oncogenesis. Conversely, induction of lytic reactivation in latent EBV-positive tumors presents a novel therapeutic opportunity. Therefore, defining the dynamics and heterogeneity of EBV lytic reactivation is a high priority to better understand pathogenesis and therapeutic potential. In this study, we applied single-cell techniques to analyze diverse fate trajectories during lytic reactivation in two B cell models. Consistent with prior work, we find that cell cycle and MYC expression correlate with cells refractory to lytic reactivation. We further found that lytic induction yields a continuum from abortive to complete reactivation. Abortive lytic cells upregulate NFκB and IRF3 pathway target genes, while cells that proceed through the full lytic cycle exhibit unexpected expression of genes associated with cellular reprogramming. Distinct subpopulations of lytic cells further displayed variable profiles for transcripts known to escape virus-mediated host shutoff. These data reveal previously unknown and promiscuous outcomes of lytic reactivation with broad implications for viral replication and EBV-associated oncogenesis. AUTHOR SUMMARY / SIGNIFICANCE Viral infections profoundly alter host cell biological programming in ways that potentiate disease. Epstein-Barr virus (EBV) is a particularly prevalent human pathogen associated with diverse cancers and several autoimmune disorders. EBV predominantly establishes latent infection in B cells and can promote B cell malignancies through functions of well-characterized latent oncoproteins. Aspects of the viral lytic cycle also clearly contribute to EBV-associated diseases, although pathologic roles of lytic reactivation are incompletely understood. Here we use single-cell techniques to examine cellular responses to EBV lytic reactivation in multiple B cell models. Consistent with prior studies, reactivation from latency is incomplete (abortive) in some cells and successful in others. Abortive and full lytic trajectories exhibit distinct biological responses that each may promote pathogenesis and reinforce bimodal latent-lytic control. Intriguingly, a portion on cells that proceed through the lytic cycle exhibits unexpected and striking expression of genes associated with cellular reprogramming, pluripotency, and self-renewal. Collectively, this study provides a valuable resource to understand diverse host-virus dynamics and fates during viral reactivation and identifies multiple modes of EBV lytic pathogenesis to investigate in future research.

Abstract Clearance of senescent cells has demonstrated therapeutic potential in the context of chronic age-related diseases. Little is known, however, how clearing senescent cells affects the ability to respond to an acute infection and form quality immunological memory. We aimed to probe the effects of clearing senescent cells in aged mice on the immune response to influenza (flu) infection. We utilized a p16 trimodality reporter mouse model (p16-3MR) to allow for identification and selective deletion of p16-expressing senescent cells upon administration of ganciclovir (GCV). While p16-expressing senescent cells may exacerbate dysfunctional responses to a primary infection, our data suggest they may play a role in fostering memory cell generation. We demonstrate that although deletion of p16-expressing cells enhanced viral clearance, this also severely limited antibody production in the lungs of flu-infected aged mice. 30 days later, there were fewer flu-specific CD8 memory T cells and lower levels of flu-specific antibodies in the lungs of GCV treated mice. GCV treated mice were unable to mount an optimal memory response and demonstrated increased viral load following a heterosubtypic challenge. These results suggest that targeting senescent cells may potentiate primary responses while limiting the ability to form durable and protective immune memory with age.