Abstract

 Mucosal-associated invariant T (MAIT) cells are an innate-like T-cell population restricted by the non-polymorphic, major histocompatibility complex class I-related protein 1, MR1. MAIT cells are activated by a broad range of bacteria through detection of riboflavin metabolites bound by MR1, but their direct cytolytic capacity upon recognition of cognate target cells remains unclear. We show that resting human MAIT cells are uniquely characterized by a lack of granzyme (Gr) B and low perforin expression, key granule proteins required for efficient cytotoxic activity, but high levels of expression of GrA and GrK. Bacterial activation of MAIT cells rapidly induced GrB and perforin, licensing these cells to kill their cognate target cells. Using a novel flow cytometry-based killing assay, we show that licensed MAIT cells, but not ex vivo MAIT cells from the same donors, can efficiently kill Escherichia coli-exposed B-cell lines in an MR1- and degranulation-dependent manner. Finally, we show that MAIT cells are highly proliferative in response to antigenic and cytokine stimulation, maintaining high expression of GrB, perforin, and GrA, but reduced expression of GrK following antigenic proliferation. The tightly regulated cytolytic capacity of MAIT cells may have an important role in the control of intracellular bacterial infections, such as Mycobacterium tuberculosis.

A prime-boost HCV vaccine strategy induces durable and broad T cell responses, characteristic of those associated with viral control.

The C-type lectin CD161 is expressed by a large proportion of human T lymphocytes of all lineages, including a population known as mucosal-associated invariant T (MAIT) cells. To understand whether different T cell subsets expressing CD161 have similar properties, we examined these populations in parallel using mass cytometry and mRNA microarray approaches. The analysis identified a conserved CD161++/MAIT cell transcriptional signature enriched in CD161+CD8+ T cells, which can be extended to CD161+ CD4+ and CD161+TCRγδ+ T cells. Furthermore, this led to the identification of a shared innate-like, TCR-independent response to interleukin (IL)-12 plus IL-18 by different CD161-expressing T cell populations. This response was independent of regulation by CD161, which acted as a costimulatory molecule in the context of T cell receptor stimulation. Expression of CD161 hence identifies a transcriptional and functional phenotype, shared across human T lymphocytes and independent of both T cell receptor (TCR) expression and cell lineage.

Immunological processes that underpin the administration of therapeutics and vaccines are poorly defined due to a lack of models which faithfully recapitulate human immune responses. Inbred mice lack the diversity inherent to people, while the microanatomical organisation of human tissue is lost in isolated cell suspensions. We describe precision-cut human lymph node (LN) slices as architecturally-preserved, functioning lymphoid tissue model system, and explore early inflammatory responses to a potent vaccine liposomal adjuvant containing a TLR4-agonist and QS21 saponin. Combining scRNA-seq, multiplexed immunofluorescence and secretome analysis, we dissect direct and indirect signalling pathways in both leukocytes and stromal cells to reveal communication networks linking innate and adaptive immunity. Application of molecular inhibitors reveals that secretion of IL- 1b, but not IL-18, is TLR4-dependent in human LN. Retaining donor-to-donor immune variation, this ex vivo LN model system enables the study of pathways previously difficult to observe in humans, paving the way towards precision medicine.

Abstract Germinal centre (GC) B cells proliferate at some of the highest rates of any mammalian cell, yet the metabolic processes which enable this are poorly understood. We performed integrated metabolomic and transcriptomic profiling of GC B cells, and found that metabolism of the non-essential amino acid asparagine (Asn) was highly upregulated. Asn was conditionally essential to B cells, and its synthetic enzyme, asparagine synthetase (ASNS) was upregulated following their activation, particularly more markedly in the absence of Asn, through the integrated stress response sensor general control non-derepressible 2 (GCN2). When Asns is deleted B cell survival and proliferation in low Asn conditions were strongly impaired, and removal of environmental Asn by asparaginase or dietary restriction markedly compromised the GC reaction, impairing affinity maturation and the humoral response to influenza infection. Using stable isotope tracing, we found that metabolic adaptation to the absence of Asn requires ASNS, and that oxidative phosphorylation, mitochondrial homeostasis, and synthesis of nucleotides was particularly sensitive to Asn deprivation. Altogether, we reveal that Asn metabolism acts as a key regulator of B cell function and GC homeostasis.