Foxp3(+) regulatory T (Treg) cells limit pathogenic immune responses to self-antigens and foreign antigens. An essential role for microRNA (miRNA) in the maintenance and function of Treg cells, revealed by the Treg cell-specific Dicer ablation, raised a question as to a specific miRNA contribution. We found that Foxp3 controlled the elevated miR155 expression required for maintaining Treg cell proliferative activity and numbers under nonlymphopenic conditions. Moreover, miR155 deficiency in Treg cells resulted in increased suppressor of cytokine signaling 1 (SOCS1) expression accompanied by impaired activation of signal transducer and activator of transcription 5 (STAT5) transcription factor in response to limiting amounts of interleukin-2. Our studies suggest that Foxp3-dependent regulation of miR155 maintains competitive fitness of Treg cell subsets by targeting SOCS1, and they provide experimental support for a proposed role for miRNAs in ensuring the robustness of cellular phenotypes.

Bacterial lipopolysaccharide (LPS) triggers innate immune responses through Toll-like receptor (TLR) 4. We show here that the suppressor of cytokine-signaling-1 (SOCS1/JAB) is rapidly induced by LPS and negatively regulates LPS signaling. SOCS1+/− mice or SOCS1−/− mice with interferon-γ (IFNγ)-deficient background were more sensitive to LPS-induced lethal effects than were wild-type littermates. LPS-induced NO2− synthesis and TNFα production were augmented in SOCS1−/− macrophages. Furthermore, LPS tolerance, a protection mechanism against endotoxin shock, was also strikingly reduced in SOCS1−/− cells. LPS-induced I-κB and p38 phosphorylation was upregulated in SOCS1−/− macrophages, and forced expression of SOCS1 suppressed LPS-induced NF-κB activation. Thus, SOCS1 directly suppresses TLR4 signaling and modulates innate immunity.

We have developed NetPath as a resource of curated human signaling pathways. As an initial step, NetPath provides detailed maps of a number of immune signaling pathways, which include approximately 1,600 reactions annotated from the literature and more than 2,800 instances of transcriptionally regulated genes - all linked to over 5,500 published articles. We anticipate NetPath to become a consolidated resource for human signaling pathways that should enable systems biology approaches.

Immune and inflammatory systems are controlled by multiple cytokines, including interleukins (ILs) and interferons. These cytokines exert their biological functions through Janus tyrosine kinases and signal transducer and activator of transcription (STAT) transcription factors. We recently identified two intrinsic Janus kinase (JAK) inhibitors, JAK binding protein (JAB; also referred to as suppressor of cytokine signaling [SOCS1]/STAT-induced STAT inhibitor [SSI1]) and cytokine-inducible SH2 protein (CIS)3 (or SOCS3/SSI3), which play an essential role in the negative regulation of cytokine signaling. We have investigated the role of STATs and these JAK inhibitors in intestinal inflammation. Among STAT family members, STAT3 was most strongly tyrosine phosphorylated in human ulcerative colitis and Crohn's disease patients as well as in dextran sulfate sodium (DSS)-induced colitis in mice. Development of colitis as well as STAT3 activation was significantly reduced in IL-6–deficient mice treated with DSS, suggesting that STAT3 plays an important role in the perpetuation of colitis. CIS3, but not JAB, was highly expressed in the colon of DSS-treated mice as well as several T cell–dependent colitis models. To define the physiological role of CIS3 induction in colitis, we developed a JAB mutant (F59D-JAB) that overcame the inhibitory effect of both JAB and CIS3 and created transgenic mice. DSS induced stronger STAT3 activation and more severe colitis in F59D-JAB transgenic mice than in their wild-type littermates. These data suggest that hyperactivation of STAT3 results in severe colitis and that CIS3 plays a negative regulatory role in intestinal inflammation by downregulating STAT3 activity.

Light, fat, and commensals The gut microbiota facilitates energy harvest from food and transfers it into fat storage. Working in mice, Wang et al. found that an epithelial cell circadian transcription factor, NFIL3, is involved in regulating body composition through lipid uptake. Flagellin and lipopolysaccharide produced by certain microbes tuned the amplitude of oscillation of NFIL3 through innate lymphoid cell (ILC3) signaling, STAT3, and the epithelial cell clock. Such interactions may help to explain why circadian clock disruptions in humans, arising from shift work or international travel, frequently track with metabolic diseases, including obesity, diabetes, and cardiovascular disease. Science , this issue p. 912

Type 2 inflammation underlies allergic diseases such as atopic dermatitis, which is characterized by the accumulation of basophils and group 2 innate lymphoid cells (ILC2s) in inflamed skin lesions. Although murine studies have demonstrated that cutaneous basophil and ILC2 responses are dependent on thymic stromal lymphopoietin, whether these cell populations interact to regulate the development of cutaneous type 2 inflammation is poorly defined. In this study, we identify that basophils and ILC2s significantly accumulate in inflamed human and murine skin and form clusters not observed in control skin. We demonstrate that murine basophil responses precede ILC2 responses and that basophils are the dominant IL-4-enhanced GFP-expressing cell type in inflamed skin. Furthermore, basophils and IL-4 were necessary for the optimal accumulation of ILC2s and induction of atopic dermatitis-like disease. We show that ILC2s express IL-4Rα and proliferate in an IL-4-dependent manner. Additionally, basophil-derived IL-4 was required for cutaneous ILC2 responses in vivo and directly regulated ILC2 proliferation ex vivo. Collectively, these data reveal a previously unrecognized role for basophil-derived IL-4 in promoting ILC2 responses during cutaneous inflammation.

Abstract The mechanisms by which the number of memory CD8 T cells is stably maintained remains incompletely understood. It has been postulated that maintaining them requires help from CD4 T cells, because adoptively transferred memory CD8 T cells persist poorly in MHC class II (MHCII)-deficient mice. Here we show that chronic interferon-γ signals, not CD4 T cell-deficiency, are responsible for their attrition in MHCII-deficient environments. Excess IFN-γ is produced primarily by endogenous colonic CD8 T cells in MHCII-deficient mice. IFN-γ neutralization restores the number of memory CD8 T cells in MHCII-deficient mice, whereas repeated IFN-γ administration or transduction of a gain-of-function STAT1 mutant reduces their number in wild-type mice. CD127 high memory cells proliferate actively in response to IFN-γ signals, but are more susceptible to attrition than CD127 low terminally differentiated effector memory cells. Furthermore, single-cell RNA-sequencing of memory CD8 T cells reveals proliferating cells that resemble short-lived, terminal effector cells and documents global downregulation of gene signatures of long-lived memory cells in MHCII-deficient environments. We propose that chronic IFN-γ signals deplete memory CD8 T cells by compromising their long-term survival and by diverting self-renewing CD127 high cells toward terminal differentiation.