Tissue-resident memory T (Trm) cells provide enhanced protection against infection at mucosal sites. Here we found that CD4+ T cells are important for the formation of functional lung-resident CD8+ T cells after influenza virus infection. In the absence of CD4+ T cells, CD8+ T cells displayed reduced expression of CD103 (Itgae), were mislocalized away from airway epithelia, and demonstrated an impaired ability to recruit CD8+ T cells to the lung airways upon heterosubtypic challenge. CD4+ T cell-derived interferon-γ was necessary for generating lung-resident CD103+ CD8+ Trm cells. Furthermore, expression of the transcription factor T-bet was increased in “unhelped” lung Trm cells, and a reduction in T-bet rescued CD103 expression in the absence of CD4+ T cell help. Thus, CD4+ T cell-dependent signals are important to limit expression of T-bet and allow for the development of CD103+ CD8+ Trm cells in the lung airways following respiratory infection.

The transcription factor T-bet is critical for cytotoxic T lymphocyte (CTL) differentiation, but it is unclear how it operates in a graded manner in the formation of both terminal effector and memory precursor cells during viral infection. We find that, at high concentrations, T-bet induced expression of Zeb2 mRNA, which then triggered CTLs to adopt terminally differentiated states. ZEB2 and T-bet cooperate to switch on a terminal CTL differentiation program, while simultaneously repressing genes necessary for central memory CTL development. Chromatin immunoprecipitation sequencing showed that a large proportion of these genes were bound by T-bet, and this binding was altered by ZEB2 deficiency. Furthermore, T-bet overexpression could not fully bypass ZEB2 function. Thus, the coordinated actions of T-bet and ZEB2 outline a novel genetic pathway that forces commitment of CTLs to terminal differentiation, thereby restricting their memory cell potential.

Abstract Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR) tyrosine kinase inhibitors (TKIs) like erlotinib are effective for treating patients with EGFR mutant lung cancer; however, drug resistance inevitably emerges. Approaches to combine immunotherapies and targeted therapies to overcome or delay drug resistance have been hindered by limited knowledge of the effect of erlotinib on tumor-infiltrating immune cells. Using mouse models, we studied the immunological profile of mutant EGFR -driven lung tumors before and after erlotinib treatment. We found that erlotinib triggered the recruitment of inflammatory T cells into the lungs. Interestingly, this phenotype could be recapitulated by tumor regression mediated by deprivation of the EGFR oncogene indicating that tumor regression alone was sufficient for these immunostimulatory effects. Erlotinib treatment also led to increased maturation of myeloid cells and an increase in CD40+ dendritic cells. Our findings lay the foundation for understanding the effects of TKIs on the tumor microenvironment and highlights potential avenues for investigation of targeted and immuno-therapy combination strategies to treat EGFR mutant lung cancer.