Abstract Effective antibody responses are essential to generate protective humoral immunity. Different inflammatory signals polarize T cells towards appropriate effector phenotypes during an infection or immunization. Th1 and Th2 cells have been associated with the polarization of humoral responses. However, T follicular helper cells (Tfh) have a unique ability to access the B cell follicle and support the germinal center (GC) responses by providing B cell help. We investigated the specialization of Tfh cells induced under type-1 and type-2 conditions. We first studied homogenous Tfh cell populations generated by adoptively transferred TCR-transgenic T cells in mice immunized with type-1 and type-2 adjuvants. Using a machine learning approach, we established a gene expression signature that discriminates Tfh cells polarized towards type-1 and type-2 response, defined as Tfh1 and Tfh2 cells. The distinct signatures of Tfh1 and Tfh2 cells were validated against datasets of Tfh cells induced following lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) or helminth infection. We generated single-cell and spatial transcriptomics datasets to dissect the heterogeneity of Tfh cells and their localization under the two immunizing conditions. Besides a distinct specialization of GC Tfh cells under the two immunizations and in different regions of the lymph nodes, we found a population of Gzmk + Tfh cells specific for type-1 conditions. In human individuals, we could equally identify CMV-specific Tfh cells that expressed Gzmk. Our results show that Tfh cells acquire a specialized function under distinct types of immune responses and with particular properties within the B cell follicle and the GC.

Development of eye tissue is initiated by a conserved set of transcripton factors termed retinal determination network (RDN). In the fruit fly Drosophila melanogaster, the zinc-finger transcription factor Glass acts directly downstream of the RDN to control idendity of photoreceptor as well as non-photoreceptors cells. Tight control of spatial and temporal gene expression is a critical feature during development, cell-fate determination as well as maintainance of differentiated tissues. The molecular mechanisms that control expression of glass, however remain largely unknown. We here identify complex regulatory mechanisms controlling expression of the glass locus. All information to recapitulate glass expression are contained in a compact 5.2 kb cis-acting genomic element by combining different cell-type specific and general enhancers with repressor elements. Moreover, the immature RNA of the locus contains an alterantive small open reading frame (smORF) upstream of the actual glass translation start, resulting in a small peptide instead of the three possible glass protein isoforms. CRISPR/Cas9-based mutagenesis shows that the smORF is not required for the formation of functioning photoreceptors, but to attenuate effects of glass misexpression. Furthermore, editing the genome to generate glass loci eliminating either one or two isoforms shows that only one of the three proteins is critical for formation of functioning photoreceptors, while removing the two other isoforms did not cause defects in developmental or photoreceptor function. Our results show that eye development and function is surprisingly robust and appears buffered to targeted manipulations of critical features of the glass transcript, suggesting a strong selection pressure to allow the formation of a functioning eye.

Abstract Effective antibody responses are essential to generate protective humoral immunity. Different inflammatory signals polarize T cells towards an appropriate effector phenotype during an infection or immunization. Th1 and Th2 cells have been associated with the polarization of humoral responses for several decades. However, it is now established that T follicular helper cells (Tfh) have a unique ability to access the B cell follicle and support the Germinal Centre (GCs) responses by providing help to B cells. We investigated the specialization of Tfh cells induced under type-1 and type-2 conditions. We first studied homogenous Tfh cell populations generated by adoptively transferred TCR-transgenic T cells in mice immunized with type-1 and type-2 adjuvants. Using a machine learning approach, we established a gene expression signature that discriminates Tfh cells polarized towards type-1 and type-2 response, defined as Tfh1 and Tfh2 cells. The Tfh1 and Tfh2 distinct signature was validated against datasets of Tfh cells induced following LCMV or helminth infection. Using single-cell transcriptomics, we also dissected the heterogeneity of Tfh cells from the two immunizing conditions. Our results show that Tfh cells acquire a specialized function under distinct types of immune responses, but with the coexistence of a small population of Tfh cells of the alternative type. Furthermore, the specific molecular hallmarks of Tfh1 and Tfh2 cells identified herein offer putative new targets for tuning humoral responses.