We recently showed that dendritic cells (DCs) activated by thymic stromal lymphopoietin (TSLP) prime naive CD4+ T cells to differentiate into T helper type 2 (Th2) cells that produced high amounts of tumor necrosis factor-α (TNF-α), but no interleukin (IL)-10. Here we report that TSLP induced human DCs to express OX40 ligand (OX40L) but not IL-12. TSLP-induced OX40L on DCs was required for triggering naive CD4+ T cells to produce IL-4, -5, and -13. We further revealed the following three novel functional properties of OX40L: (a) OX40L selectively promoted TNF-α, but inhibited IL-10 production in developing Th2 cells; (b) OX40L lost the ability to polarize Th2 cells in the presence of IL-12; and (c) OX40L exacerbated IL-12–induced Th1 cell inflammation by promoting TNF-α, while inhibiting IL-10. We conclude that OX40L on TSLP-activated DCs triggers Th2 cell polarization in the absence of IL-12, and propose that OX40L can switch IL-10–producing regulatory Th cell responses into TNF-α–producing inflammatory Th cell responses.

Immunosuppression of tumour-infiltrating lymphocytes (TIL) is a common feature of advanced cancer, but its biological basis has remained obscure. We demonstrate here a molecular link between epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) and CD8+ TIL immunosuppression, two key drivers of cancer progression. We show that microRNA-200 (miR-200), a cell-autonomous suppressor of EMT and metastasis, targets PD-L1. Moreover, ZEB1, an EMT activator and transcriptional repressor of miR-200, relieves miR-200 repression of PD-L1 on tumour cells, leading to CD8+ T-cell immunosuppression and metastasis. These findings are supported by robust correlations between the EMT score, miR-200 levels and PD-L1 expression in multiple human lung cancer datasets. In addition to revealing a link between EMT and T-cell dysfunction, these findings also show that ZEB1 promotes metastasis through a heretofore unappreciated cell non-autonomous mechanism, and suggest that subgroups of patients in whom malignant progression is driven by EMT activators may respond to treatment with PD-L1 antagonists. Tumour-infiltrating lymphocytes (TILs) can be suppressed by the tumour, but how this occurs is not clear. Here the authors show that the miR-200 family, which suppresses epithelial–mesenchymal transition, also targets tumour cell PD-L1 and thereby intratumoral immunosuppression and metastasis.

Double-stranded RNAs ≈21 nucleotides long [small interfering RNA (siRNA)] are recognized as powerful reagents to reduce the expression of specific genes. To use them as reagents to protect cells against viral infection, effective methods for introducing siRNAs into primary cells are required. Here, we describe success in constructing a lentivirus-based vector to introduce siRNAs against the HIV-1 coreceptor, CCR5, into human peripheral blood T lymphocytes. With high-titer vector stocks, >40% of the peripheral blood T lymphocytes could be transduced, and the expression of a potent CCR5-siRNA resulted in up to 10-fold inhibition of CCR5 expression on the cell surface over a period of 2 weeks in the absence of selection. In contrast, the expression of another major HIV-1 coreceptor, CXCR4, was not affected. Importantly, blocking CCR5 expression by siRNAs provided a substantial protection for the lymphocyte populations from CCR5-tropic HIV-1 virus infection, dropping infected cells by 3- to 7-fold; only a minimal effect on infection by a CXCR4-tropic virus was observed. Thus, our studies demonstrate the feasibility and potential of lentiviral vector-mediated delivery of siRNAs as a general means of intracellular immunization for the treatment of HIV-1 and other viral diseases.

Summary The sirtuin family of nicotinamide adenine dinucleotide‐dependant (NAD) deacetylases plays an important role in aging and metabolic regulation. In yeast, the Sir2 gene and its homolog Hst2 independently mediate the action of caloric restriction on lifespan extension. The mammalian Sir2 ortholog, SIRT1, is up‐regulated by caloric restriction and deacetylates a variety of substrates, including histones and the forkhead box O (FOXO) transcription factors. The mammalian ortholog of Hst2, SIRT2, was shown to co‐localize with microtubules and functions as α‐tubulin deacetylase. During G2/M phase, SIRT2 proteins enter nuclei and deacetylate histones. We report here that the expression of SIRT2 is elevated in the white adipose tissue and kidney of caloric‐restricted mice. Oxidative stress, such as hydrogen peroxide treatment, also increases SIRT2 expression in cells. We have demonstrated that SIRT2 binds to FOXO3a and reduces its acetylation level. SIRT2 hence increases FOXO DNA binding and elevates the expression of FOXO target genes, p27 Kip1 , manganese superoxide dismutase and Bim. As a consequence, SIRT2 decreases cellular levels of reactive oxygen species. Furthermore, as Bim is a pro‐apoptotic factor, SIRT2 promotes cell death when cells are under severe stress. Therefore, mammalian SIRT2 responds to caloric restriction and oxidative stress to deacetylate FOXO transcription factors.

Although there is evidence for distinct roles of myeloid dendritic cells (DCs [mDCs]) and plasmacytoid pre-DCs (pDCs) in regulating T cell-mediated adaptive immunity, the concept of functional DC subsets has been questioned because of the lack of a molecular mechanism to explain these differences. In this study, we provide direct evidence that maturing mDCs and pDCs express different sets of molecules for T cell priming. Although both maturing mDCs and pDCs upregulate the expression of CD80 and CD86, only pDCs upregulate the expression of inducible costimulator ligand (ICOS-L) and maintain high expression levels upon differentiation into mature DCs. High ICOS-L expression endows maturing pDCs with the ability to induce the differentiation of naive CD4 T cells to produce interleukin-10 (IL-10) but not the T helper (Th)2 cytokines IL-4, -5, and -13. These IL-10-producing T cells are T regulatory cells, and their generation by ICOS-L is independent of pDC-driven Th1 and Th2 differentiation, although, in the later condition, some contribution from endogenous IL-4 cannot be completely ruled out. Thus, in contrast to mDCs, pDCs are poised to express ICOS-L upon maturation, which leads to the generation of IL-10-producing T regulatory cells. Our findings demonstrate that mDC and pDCs are intrinsically different in the expression of costimulatory molecules that drive distinct types of T cell responses.

Previous studies suggest that thymus produces a homogenous population of natural regulatory T (Treg) cells that express a transcriptional factor FOXP3 and control autoimmunity through a cell-contact-dependent mechanism. We found two subsets of FOXP3+ natural Treg cells defined by the expression of the costimulatory molecule ICOS in the human thymus and periphery. Whereas the ICOS+FOXP3+ Treg cells used interleukin-10 to suppress dendritic cell function and transforming growth factor (TGF)-β to suppress T cell function, the ICOS−FOXP3+ Treg cells used TGF-β only. The survival and proliferation of the two subsets of Treg cells were differentially regulated by signaling through ICOS or CD28, respectively. We suggest that the selection of natural Treg cells in thymus is coupled with Treg cell differentiation into two subsets imprinted with different cytokine expression potentials and use both cell-contact-dependent and independent mechanisms for immunosuppression in periphery.

The caspase-recruitment domain–containing adaptor protein CARD9 regulates the innate signaling responses to fungal infection. Here we show that CARD9 is required for innate immune responses against intracellular pathogens. We generated Card9−/− mice and found that CARD9-deficient macrophages had defects in activation of the kinases p38 and Jnk but not of transcription factor NF-κB after bacterial and viral infection. CARD9-deficient mice failed to clear infection and showed altered cytokine production after challenge with Listeria monocytogenes. In wild-type cells, we found CARD9 inducibly associated with both the intracellular 'biosensor' Nod2 and the serine-threonine kinase RICK. Our data demonstrate that CARD9 has a critical function in Nod2-mediated activation of p38 and Jnk in innate immune responses to intracellular pathogens.

Summary

 Despite the clinical successes fostered by immune checkpoint inhibitors, mechanisms underlying PD-1 upregulation in tumor-infiltrating T cells remain an enigma. Here, we show that tumor-repopulating cells (TRCs) drive PD-1 upregulation in CD8⁺ T cells through a transcellular kynurenine (Kyn)-aryl hydrocarbon receptor (AhR) pathway. Interferon-γ produced by CD8⁺ T cells stimulates release of high levels of Kyn produced by TRCs, which is transferred into adjacent CD8⁺ T cells via the transporters SLC7A8 and PAT4. Kyn induces and activates AhR and thereby upregulates PD-1 expression. This Kyn-AhR pathway is confirmed in both tumor-bearing mice and cancer patients and its blockade enhances antitumor adoptive T cell therapy efficacy. Thus, we uncovered a mechanism of PD-1 upregulation with potential tumor immunotherapeutic applications.

Abstract Although treatment with immune checkpoint inhibitors provides promising benefit for patients with cancer, optimal use is encumbered by high resistance rates and requires a thorough understanding of resistance mechanisms. We observed that tumors treated with PD-1/PD-L1 blocking antibodies develop resistance through the upregulation of CD38, which is induced by all-trans retinoic acid and IFNβ in the tumor microenvironment. In vitro and in vivo studies demonstrate that CD38 inhibits CD8+ T-cell function via adenosine receptor signaling and that CD38 or adenosine receptor blockade are effective strategies to overcome the resistance. Large data sets of human tumors reveal expression of CD38 in a subset of tumors with high levels of basal or treatment-induced T-cell infiltration, where immune checkpoint therapies are thought to be most effective. These findings provide a novel mechanism of acquired resistance to immune checkpoint therapy and an opportunity to expand their efficacy in cancer treatment. Significance: CD38 is a major mechanism of acquired resistance to PD-1/PD-L1 blockade, causing CD8+ T-cell suppression. Coinhibition of CD38 and PD-L1 improves antitumor immune response. Biomarker assessment in patient cohorts suggests that a combination strategy is applicable to a large percentage of patients in whom PD-1/PD-L1 blockade is currently indicated. Cancer Discov; 8(9); 1156–75. ©2018 AACR. See related commentary by Mittal et al., p. 1066. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 1047