DCs (dendritic cells) function as sentinels of the immune system. They traffic from the blood to the tissues where, while immature, they capture antigens. They then leave the tissues and move to the draining lymphoid organs where, converted into mature DC, they prime naive T cells. This suggestive link between DC traffic pattern and functions led us to investigate the chemokine responsiveness of DCs during their development and maturation. DCs were differentiated either from CD34+ hematopoietic progenitor cells (HPCs) cultured with granulocyte/macrophage colony–stimulating factor (GM-CSF) plus tumor necrosis factor (TNF)-α or from monocytes cultured with GM-CSF plus interleukin 4. Immature DCs derived from CD34+ HPCs migrate most vigorously in response to macrophage inflammatory protein (MIP)-3α, but also to MIP-1α and RANTES (regulated on activation, normal T cell expressed and secreted). Upon maturation, induced by either TNF-α, lipopolysaccharide, or CD40L, DCs lose their response to these three chemokines when they acquire a sustained responsiveness to a single other chemokine, MIP-3β. CC chemokine receptor (CCR)6 and CCR7 are the only known receptors for MIP-3α and MIP-3β, respectively. The observation that CCR6 mRNA expression decreases progressively as DCs mature, whereas CCR7 mRNA expression is sharply upregulated, provides a likely explanation for the changes in chemokine responsiveness. Similarly, MIP-3β responsiveness and CCR7 expression are induced upon maturation of monocyte- derived DCs. Furthermore, the chemotactic response to MIP-3β is also acquired by CD11c+ DCs isolated from blood after spontaneous maturation. Finally, detection by in situ hybridization of MIP-3α mRNA only within inflamed epithelial crypts of tonsils, and of MIP-3β mRNA specifically in T cell–rich areas, suggests a role for MIP-3α/CCR6 in recruitment of immature DCs at site of injury and for MIP-3β/CCR7 in accumulation of antigen-loaded mature DCs in T cell–rich areas.

Human dendritic cells (DC) can now be generated in vitro in large numbers by culturing CD34+ hematopoietic progenitors in presence of GM-CSF+TNF alpha for 12 d. The present study demonstrates that cord blood CD34+ HPC indeed differentiate along two independent DC pathways. At early time points (day 5-7) during the culture, two subsets of DC precursors identified by the exclusive expression of CD1a and CD14 emerge independently. Both precursor subsets mature at day 12-14 into DC with typical morphology and phenotype (CD80, CD83, CD86, CD58, high HLA class II). CD1a+ precursors give rise to cells characterized by the expression of Birbeck granules, the Lag antigen and E-cadherin, three markers specifically expressed on Langerhans cells in the epidermis. In contrast, the CD14+ progenitors mature into CD1a+ DC lacking Birbeck granules, E-cadherin, and Lag antigen but expressing CD2, CD9, CD68, and the coagulation factor XIIIa described in dermal dendritic cells. The two mature DC were equally potent in stimulating allogeneic CD45RA+ naive T cells. Interestingly, the CD14+ precursors, but not the CD1a+ precursors, represent bipotent cells that can be induced to differentiate, in response to M-CSF, into macrophage-like cells, lacking accessory function for T cells. Altogether, these results demonstrate that different pathways of DC development exist: the Langerhans cells and the CD14(+)-derived DC related to dermal DC or circulating blood DC. The physiological relevance of these two pathways of DC development is discussed with regard to their potential in vivo counterparts.

In the present report, we have investigated the in vitro differentiation of surface(s) sIgD+ and sIgD- human B cells into Ig-secreting cells in response to various stimuli. sIgD+ B cells homogeneously expressed some of the antigens identifying mantle zone B cells, but lacked expression of germinal center markers, thus confirming that the B cell populations positively selected on the basis of sIgD expression were highly enriched for naive B lymphocytes. Conversely, sIgD- B cells expressed some of the antigens specifically associated with germinal center B cells. T cell-independent differentiation of sIgD+ and sIgD- B cells could be achieved by simultaneous crosslinking of sIgs and CD40 in the presence of a mouse Ltk- cell line stably expressing human CDw32/Fc gamma RII (CDw32 L cells). In this experimental system, sIgD+ B cells were exclusively proned for IgM synthesis, whereas sIgD- B cells produced IgG, IgM, and IgA. Both the human and viral forms of interleukin 10 (IL-10) strongly increased the Ig secretion by sIgD+ and sIgD- B cells simultaneously activated through sIgs and CD40. IgM and IgG constituted the predominant Ig isotype produced by sIgD+ and sIgD- B cells, respectively, in response to IL-10. sIgD+ B cells could be induced for IgA synthesis upon co-culturing with transforming growth factor beta (TGF-beta) and IL-10, in the presence of an anti-CD40 monoclonal antibody presented by the CDw32 L cells. In contrast, TGF-beta suppressed the IL-10-mediated IgG, IgM, and IgA secretions by sIgD- B cells. sIgD+ B cells could not be induced for IgA synthesis by TGF-beta and IL-10 after crosslinking of their sIgs, suggesting that ligation of CD40 was one of the obligatory signals required for commitment of naive B cells to IgA secretion. Limiting dilution experiments indicated that the IgA-potentiating effect of TGF-beta was due to its capacity to increase the frequency of IgA-producing cells, most likely as a consequence of class switching. Taken together, our data strongly suggest that TGF-beta is involved in the regulation of IgA isotype selection in humans.

Human rIL-4 is able to induce the expression of low-affinity receptors for IgE (Fc epsilon RL/CD23) on resting B lymphocytes, as determined by the binding of either the anti Fc epsilon RL/CD23-specific mAb 25 or IgE. Stimulation of B cells with insolubilized anti-IgM antibody increases the number of cells expressing Fc epsilon RL/CD23 upon culturing with IL-4 and enhances the level of Fc epsilon RL/CD23 expression on these cells. Fc epsilon RL/CD23 induction is specific for IL-4 since IL-1 alpha, IL-2, IFN-gamma, B cell-derived B cell growth factor (BCGF), and a low-molecular-weight BCGF were ineffective. IFN-gamma strongly inhibited the induction of Fc epsilon RL/CD23 by IL-4.

Abstract In response to granulocyte-macrophage colony-stimulating factor plus tumor necrosis factor α, cord blood CD34+ hematopoietic progenitor cells differentiate along two unrelated dendritic cell (DC) pathways: (1) the Langerhans cells (LCs), which are characterized by the expression of CD1a, Birbeck granules, the Lag antigen, and E cadherin; and (2) CD14+ cell-derived DCs, characterized by the expression of CD1a, CD9, CD68, CD2, and factor XIIIa (Caux et al, J Exp Med 184:695, 1996). The present study investigates the functions of each population. Although the two populations are equally potent in stimulating naive CD45RA cord blood T cells through apparently identical mechanisms, each also displays specific activities. In particular CD14-derived DCs show a potent and long-lasting (from day 8 to day 13) antigen uptake activity (fluorescein isothiocyanate dextran or peroxidase) that is about 10-fold higher than that of CD1a+ cells, which is restricted to the immature stage (day 6). The antigen capture is exclusively mediated by receptors for mannose polymers. The high efficiency of antigen capture of CD14-derived cells is coregulated with the expression of nonspecific esterase activity, a tracer of lysosomial compartment. In contrast, the CD1a+ population never expresses nonspecific esterase activity. The most striking difference is the unique capacity of CD14-derived DCs to induce naive B cells to differentiate into IgM-secreting cells, in response to CD40 triggering and interleukin-2. Thus, although the two populations can allow T-cell priming, initiation of humoral responses might be preferentially regulated by the CD14-derived DCs. Altogether, those results show that different pathways of DC development might exist in vivo: (1) the LC type, which might be mainly involved in cellular immune responses, and (2) the CD14-derived DC related to dermal DCs or circulating blood DCs, which could be involved in humoral immune responses.

Abstract In the present study, we have analyzed the pattern of cytokines expressed by two independent dendritic cell (DC) subpopulations generated in vitro from human cord blood CD34+ progenitors cultured with granulocyte-macrophage CSF and TNF-α. Molecularly, we confirmed the phenotypic differences discriminating the two subsets: E-cadherin mRNA was only detected in CD1a+-derived DC, whereas CD68 and factor XIIIa mRNAs were observed exclusively in CD14+-derived DC. Semiquantitative reverse-transcriptase PCR analysis revealed that both DC subpopulations spontaneously expressed IL-1α, IL-1β, IL-6, IL-7, IL-12 (p35 and p40), IL-15, IL-18, TNF-α, TGF-β, macrophage CSF, and granulocyte-macrophage CSF, but not IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-9, and IFN-γ transcripts. Both subpopulations were shown to secrete IL-12 after CD40 triggering. Interestingly, only the CD14+-derived DC secreted IL-10 after CD40 activation, strengthening the notion that the two DC subpopulations indeed represent two independent pathways of DC development. Furthermore, both DC subpopulations expressed IL-13 mRNA and protein following activation with PMA-ionomycin, but not with CD40 ligand, in contrast to IL-12 and IL-10, revealing the existence of different pathways for DC activation. Finally, we confirmed the expression of IL-7, IL-10, and IL-13 mRNA by CD4+CD11c+CD3− DC isolated ex vivo from tonsillar germinal centers. Thus, CD14+-derived DC expressing IL-10 and factor XIIIa seemed more closely related to germinal center dendritic cellsGCDC than to Langerhans cells.

We have identified a novel lysosome-associated membrane glycoprotein localized on chromosome 3q26.3-q27, DC-LAMP, which is homologous to CD68. DC-LAMP mRNA is present only in lymphoid organs and DC. A specific MAb detects the protein exclusively in interdigitating dendritic cells. Expression of DC-LAMP increases progressively during in vitro DC differentiation, but sharply upon activation with LPS, TNFα, or CD40L. Confocal microscopy confirmed the lysosomal distribution of the protein. Furthermore, DC-LAMP was found in the MHC class II compartment immediately before the translocation of MHC class II molecules to the cell surface, after which it concentrates into perinuclear lysosomes. This suggests that DC-LAMP might change the lysosome function after the transfer of peptide–MHC class II molecules to the surface of DC.