Abstract Purpose Resident memory CD8 T cells owing to their ability to reside and persist in peripheral tissues, impart adaptive sentinel activity and amplify local immune response, have beneficial implications for tumor surveillance and control. The current study aims to clarify the less known chemotactic mechanisms that govern the localization, retention, and residency of memory CD8 T cells in the ovarian tumor microenvironment. Experimental Design RNA/FACS based profiling of chemokine receptor expression in CD8 + resident memory T cells in human ovarian cancer and analyze their association with survival. Analyze chemokine receptor role in anti-tumor response and control by resident memory T cells using prophylactic mice models of ovarian cancer, treated with adoptive transfer of OT1 T cells and vaccination with maraba virus-OVA to target Ovalbumin expressing tumor. Results Chemokine receptor profiling of CD8 + CD103 + resident memory TILs in ovarian cancer patients revealed high expression of CXCR6. Analysis of the TCGA ovarian cancer database revealed CXCR6 to be associated with CD103 and increased patient survival. Functional studies in mouse models of ovarian cancer revealed that CXCR6 is a marker of resident, but not circulatory tumor-specific memory CD8 T cells. Knockout of CXCR6 in tumor-specific CD8 T cells showed reduced retention in tumor tissues leading to diminished resident memory responses and poor control of ovarian cancer Conclusions CXCR6 by promoting increased retention in tumor tissues serves a critical role in resident memory T cell-mediated immunosurveillance and control of ovarian cancer. Future studies warrant exploiting CXCR6 to promote resident memory response in cancers.

Abstract The immunoregulatory enzyme, indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO1) and the PD-1/PD-L1 axis are potent mechanisms that impede effective anti-tumor immunity in ovarian cancer. However, whether the IDO pathway regulates PD-1 expression in T cells is currently unknown. Here we show that tumoral IDO1 expression led to profound changes in tryptophan, nicotinate/nicotinamide, and purine metabolic pathways in the ovarian tumor microenvironment, and to an increased frequency of PD-1 + CD8 + tumor infiltrating T cells. We determined that activation of the aryl hydrocarbon receptor (AHR) by kynurenine induced PD-1 expression, and this effect was significantly abrogated by the AHR antagonist CH223191. Mechanistically, kynurenine alters chromatin accessibility in regulatory regions of T cell inhibitory receptors, allowing AHR to bind to consensus XRE motifs in the promoter region of PD-1. These results enable the design of strategies to target the IDO1 and AHR pathways for enhancing anti-tumor immunity in ovarian cancer.