The Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDELS) is designed to document the first third of galactic evolution, over the approximate redshift (z) range 8--1.5. It will image >250,000 distant galaxies using three separate cameras on the Hubble Space Telescope, from the mid-ultraviolet to the near-infrared, and will find and measure Type Ia supernovae at z>1.5 to test their accuracy as standardizable candles for cosmology. Five premier multi-wavelength sky regions are selected, each with extensive ancillary data. The use of five widely separated fields mitigates cosmic variance and yields statistically robust and complete samples of galaxies down to a stellar mass of 10^9 M_\odot to z \approx 2, reaching the knee of the ultraviolet luminosity function (UVLF) of galaxies to z \approx 8. The survey covers approximately 800 arcmin^2 and is divided into two parts. The CANDELS/Deep survey (5\sigma\ point-source limit H=27.7 mag) covers \sim 125 arcmin^2 within GOODS-N and GOODS-S. The CANDELS/Wide survey includes GOODS and three additional fields (EGS, COSMOS, and UDS) and covers the full area to a 5\sigma\ point-source limit of H \gtrsim 27.0 mag. Together with the Hubble Ultra Deep Fields, the strategy creates a three-tiered "wedding cake" approach that has proven efficient for extragalactic surveys. Data from the survey are nonproprietary and are useful for a wide variety of science investigations. In this paper, we describe the basic motivations for the survey, the CANDELS team science goals and the resulting observational requirements, the field selection and geometry, and the observing design. The Hubble data processing and products are described in a companion paper.

Malignant melanoma accounts for most of the increasing mortality from skin cancer. Melanoma cells were found to express Fas (also called Apo-1 or CD95) ligand (FasL). In metastatic lesions, Fas-expressing T cell infiltrates were proximal to FasL+ tumor cells. In vitro, apoptosis of Fas-sensitive target cells occurred upon incubation with melanoma tumor cells; and in vivo, injection of FasL+ mouse melanoma cells in mice led to rapid tumor formation. In contrast, tumorigenesis was delayed in Fas-deficient lpr mutant mice in which immune effector cells cannot be killed by FasL. Thus, FasL may contribute to the immune privilege of tumors.

This paper describes the Hubble Space Telescope imaging data products and data reduction procedures for the Cosmic Assembly Near-IR Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDELS). This survey is designed to document the evolution of galaxies and black holes at $z\sim1.5-8$, and to study Type Ia SNe beyond $z>1.5$. Five premier multi-wavelength sky regions are selected, each with extensive multiwavelength observations. The primary CANDELS data consist of imaging obtained in the Wide Field Camera 3 / infrared channel (WFC3/IR) and UVIS channel, along with the Advanced Camera for Surveys (ACS). The CANDELS/Deep survey covers \sim125 square arcminutes within GOODS-N and GOODS-S, while the remainder consists of the CANDELS/Wide survey, achieving a total of \sim800 square arcminutes across GOODS and three additional fields (EGS, COSMOS, and UDS). We summarize the observational aspects of the survey as motivated by the scientific goals and present a detailed description of the data reduction procedures and products from the survey. Our data reduction methods utilize the most up to date calibration files and image combination procedures. We have paid special attention to correcting a range of instrumental effects, including CTE degradation for ACS, removal of electronic bias-striping present in ACS data after SM4, and persistence effects and other artifacts in WFC3/IR. For each field, we release mosaics for individual epochs and eventual mosaics containing data from all epochs combined, to facilitate photometric variability studies and the deepest possible photometry. A more detailed overview of the science goals and observational design of the survey are presented in a companion paper.

Human Fas ligand (L) (CD95L) and tumor necrosis factor (TNF)-alpha undergo metalloproteinase-mediated proteolytic processing in their extracellular domains resulting in the release of soluble trimeric ligands (soluble [s]FasL, sTNF-alpha) which, in the case of sFasL, is thought to be implicated in diseases such as hepatitis and AIDS. Here we show that the processing of sFasL occurs between Ser126 and Leu127. The apoptotic-inducing capacity of naturally processed sFasL was reduced by >1,000-fold compared with membrane-bound FasL, and injection of high doses of recombinant sFasL in mice did not induce liver failure. However, soluble FasL retained its capacity to interact with Fas, and restoration of its cytotoxic activity was achieved both in vitro and in vivo with the addition of cross-linking antibodies. Similarly, the marginal apoptotic activity of recombinant soluble TNF-related apoptosis-inducing ligand (sTRAIL), another member of the TNF ligand family, was greatly increased upon cross-linking. These results indicate that the mere trimerization of the Fas and TRAIL receptors may not be sufficient to trigger death signals. Thus, the observation that sFasL is less cytotoxic than membrane-bound FasL may explain why in certain types of cancer, systemic tissue damage is not detected, even though the levels of circulating sFasL are high.

The evolution of galaxy clustering from z=0 to z≃4.5 is analysed using the angular correlation function and the photometric redshift distribution of galaxies brighter than IAB 28.5 in the Hubble Deep Field North. The reliability of the photometric redshift estimates is discussed on the basis of the available spectroscopic redshifts, comparing different codes and investigating the effects of photometric errors. The redshift bins in which the clustering properties are measured are then optimized to take into account the uncertainties of the photometric redshifts. The results show that the comoving correlation length r0 has a small decrease in the range 0≲z≲1 followed by an increase at higher z. We compare these results with the theoretical predictions of a variety of cosmological models belonging to the general class of Cold Dark Matter scenarios, including Einstein—de Sitter models, an open model and a flat model with non-zero cosmological constant. Comparison with the expected mass clustering evolution indicates that the observed high-redshift galaxies are biased tracers of the dark matter with an effective bias b strongly increasing with redshift. Assuming an Einstein—de Sitter universe, we obtain b≃2.5 at z≃2 and b≃5 at z≃4. These results support theoretical scenarios of biased galaxy formation in which the galaxies observed at high redshift are preferentially located in more massive haloes. Moreover, they suggest that the usual parameterization of the clustering evolution as ξ(r,z)=ξ(r,0)(1+z)−(3+ɛ) is not a good description for any value of ɛ. Comparison of the clustering amplitudes that we measured at z≃3 with those reported by Adelberger et al. and Giavalisco et al., based on a different selection, suggests that the clustering depends on the abundance of the objects: more abundant objects are less clustered, as expected in the paradigm of hierarchical galaxy formation. The strong clustering and high bias measured at z≃3 are consistent with the expected density of massive haloes predicted in the frame of the various cosmologies considered here. At z≃4, the strong clustering observed in the Hubble Deep Field requires a significant fraction of massive haloes to be already formed by that epoch. This feature could be a discriminant test for the cosmological parameters if confirmed by future observations.

Two main modes of star formation are know to control the growth of galaxies: a relatively steady one in disk-like galaxies, defining a tight star formation rate (SFR)–stellar mass sequence, and a starburst mode in outliers to such a sequence which is generally interpreted as driven by merging. Such starburst galaxies are rare but have much higher SFRs, and it is of interest to establish the relative importance of these two modes. PACS/Herschel observations over the whole COSMOS and GOODS-South fields, in conjunction with previous optical/near-IR data, have allowed us to accurately quantify for the first time the relative contribution of the two modes to the global SFR density in the redshift interval 1.5 < z < 2.5, i.e., at the cosmic peak of the star formation activity. The logarithmic distributions of galaxy SFRs at fixed stellar mass are well described by Gaussians, with starburst galaxies representing only a relatively minor deviation that becomes apparent for SFRs more than four times higher than on the main sequence. Such starburst galaxies represent only 2% of mass-selected star-forming galaxies and account for only 10% of the cosmic SFR density at z ∼ 2. Only when limited to SFR > 1000 M☉ yr−1, off-sequence sources significantly contribute to the SFR density (46% ± 20%). We conclude that merger-driven starbursts play a relatively minor role in the formation of stars in galaxies, whereas they may represent a critical phase toward the quenching of star formation and morphological transformation in galaxies.

Activation of the innate immune system in obesity is a risk factor for the development of type 2 diabetes. The aim of the current study was to investigate the notion that increased numbers of macrophages exist in the islets of type 2 diabetes patients and that this may be explained by a dysregulation of islet-derived inflammatory factors. Increased islet-associated immune cells were observed in human type 2 diabetic patients, high-fat–fed C57BL/6J mice, the GK rat, and the db/db mouse. When cultured islets were exposed to a type 2 diabetic milieu or when islets were isolated from high-fat–fed mice, increased islet-derived inflammatory factors were produced and released, including interleukin (IL)-6, IL-8, chemokine KC, granulocyte colony-stimulating factor, and macrophage inflammatory protein 1α. The specificity of this response was investigated by direct comparison to nonislet pancreatic tissue and β-cell lines and was not mimicked by the induction of islet cell death. Further, this inflammatory response was found to be biologically functional, as conditioned medium from human islets exposed to a type 2 diabetic milieu could induce increased migration of monocytes and neutrophils. This migration was blocked by IL-8 neutralization, and IL-8 was localized to the human pancreatic α-cell. Therefore, islet-derived inflammatory factors are regulated by a type 2 diabetic milieu and may contribute to the macrophage infiltration of pancreatic islets that we observe in type 2 diabetes.

Abstract Interleukin 6 (IL 6) was found to be produced in the central nervous system (CNS) of ICR +/+ mice infected with lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) or with vesicular stomatitis virus (VSV). When infecting athymic ICR nu/nu mice which cannot develop T cell‐mediated meningitis after LCMV infection, no significant synthesis of IL 6 was detected in the CNS. IL 6 was found, however, to be produced intrathecally in ICR nu/nu mice infected with VSV, which causes a T cell‐independent acute encephalitis. This suggested that IL 6 may also originate from cells not belonging to the T cell compartment. Indeed, in vitro assays showed that both virus‐infected microglial cells and astrocytes secreted IL 6. In astrocytes, the infection resulted in the induction of the 1.3‐kb messenger RNA IL 6. Besides its effect on the development of B cell immunity in the brain, IL 6 may be involved in repair mechanisms initiated in the course of viral‐induced tissue damage. As shown here, IL 6 induced an increase of the secretion of a neurotrophic factor, nerve growth factor by astrocytes. Thus, the intrathecal synthesis of IL 6 may be part of the host response to infection favoring immune‐mediated elimination of the infectious agent as well as trophic support for neurons.