CD4 T helper precursor cells mature along two alternative pathways, Th1 and Th2. Here we show that these pathways are differentially activated by two costimulatory molecules, B7-1 and B7-2. Using anti-B7 antibodies, this developmental step was manipulated both in vitro and in vivo in experimental allergic encephalomyelitis (EAE). Anti-B7-1 reduced the incidence of disease while anti-B7-2 increased disease severity. Neither antibody affected overall T cell induction but rather altered cytokine profile. Administration of anti-B7-1 at immunization resulted in predominant generation of Th2 clones whose transfer both prevented induction of EAE and abrogated established disease. Since co-treatment with anti-IL-4 antibody prevented disease amelioration, costimulatory molecules may directly affect initial cytokine secretion. Thus, interaction of B7-1 and B7-2 with shared counterreceptors CD28 and CTLA-4 results in very different outcomes in clinical disease by influencing commitment of precursors to a Th1 or Th2 lineage.

We have identified a cDNA from a human phytohemagglutinin-activated lymphoblast library encoding a protein that binds 125I-labeled human interleukin 12 (125I-huIL-12) with a Kd of about 5 nM when expressed in COS-7 cells. When coexpressed in COS-7 cells with the previously identified IL-12 beta receptor (IL-12R beta) protein, two classes of 125I-huIL-12 binding sites were measured with Kds of about 55 pM and 8 nM, corresponding to the high- and low-affinity binding sites seen on phytohemagglutinin-activated lymphoblasts. This newly identified huIL-12R subunit is a member of the cytokine receptor superfamily, with closest resemblance to the beta-type cytokine receptor gp130 and the receptors for leukemia inhibitory factor and granulocyte colony-stimulating factor. Consequently, we have reclassified the previously identified IL-12R beta subunit as huIL-12R beta 1 and designated the newly identified subunit as huIL-12R beta 2. huIL-12R beta 2 is an 862-amino acid type I transmembrane protein with a 595-amino-acid-long extracellular domain and a cytoplasmic tail of 216 amino acids that contains three tyrosine residues. A cDNA encoding the mouse homolog of the huIL12R beta 2 protein has also been isolated. Human and mouse IL-12R beta 2 proteins show a 68% amino acid sequence identity. When expressed in COS-7 cells, huIL-12R beta 2 exists as a disulfide-linked oligomer with an apparent monomeric molecular weight of 130 kDa. Coexpression of the two identified IL-12R subunits in Ba/F3 cells conferred IL-12 responsiveness, and clones of these cotransfected Ba/F3 cells that grew continuously in the presence of IL-12 were isolated and designated LJM-1 cells. LJM-1 cells exhibited dose-dependent proliferation in response to huIL-12, with an ED50 of about 1 pM huIL-12. Interestingly, Ba/F3 cells transfected with IL-12R beta 2 alone proliferated in response to huIL-12 with an ED50 of about 50 pM, although a role for endogenous mouse IL-12R beta 1 in IL-12 signal transduction in these transfectants cannot be ruled out. These results demonstrate that the functional high-affinity IL-12R is composed of at least two beta-type cytokine receptor subunits, each independently exhibiting a low affinity for IL-12.

Insulin-dependent diabetes mellitus (IDDM) is thought to be an immunologically mediated disease resulting in the complete destruction of the insulin-producing islets of Langerhans. It has become increasingly clear that autoreactive T cells play a major role in the development and progression of this disease. In this study, we examined the role of the CD28/B7 costimulation pathway in the development and progression of autoimmune diabetes in the nonobese diabetic (NOD) mouse model. Female NOD mice treated at the onset of insulitis (2-4 wk of age) with CTLA4Ig immunoglobulin (Ig) (a soluble CD28 antagonist) or a monoclonal antibody (mAb) specific for B7-2 (a CD28 ligand) did not develop diabetes. However, neither of these treatments altered the disease process when administered late, at > 10 wk of age. Histological examination of islets from the various treatment groups showed that while CTLA4Ig and anti-B7-2 mAb treatment blocked the development of diabetes, these reagents had little effect on the development or severity of insulitis. Together these results suggest that blockade of costimulatory signals by CTLA4Ig or anti-B7-2 acts early in disease development, after insulitis but before the onset of frank diabetes. NOD mice were also treated with mAbs to another CD28 ligand, B7-1. In contrast to the previous results, the anti-B7-1 treatment significantly accelerated the development of disease in female mice and, most interestingly, induced diabetes in normally resistant male mice. A combination of anti-B7-1 and anti-B7-2 mAbs also resulted in an accelerated onset of diabetes, similar to that observed with anti-B7-1 mAb treatment alone, suggesting that anti-B7-1 mAb's effect was dominant. Furthermore, treatment with anti-B7-1 mAbs resulted in a more rapid and severe infiltrate. Finally, T cells isolated from the pancreas of these anti-B7-1-treated animals exhibited a more activated phenotype than T cells isolated from any of the other treatment groups. These studies demonstrate that costimulatory signals play an important role in the autoimmune process, and that different members of the B7 family have distinct regulatory functions during the development of autoimmune diabetes.

Cytotoxic lymphocyte maturation factor (CLMF) is a disulfide-bonded heterodimeric lymphokine that (i) acts as a growth factor for activated T cells independent of interleukin 2 and (ii) synergizes with suboptimal concentrations of interleukin 2 to induce lymphokine-activated killer cells. We now report the cloning and expression of both human CLMF subunit cDNAs from a lymphoblastoid B-cell line, NC-37. The two subunits represent two distinct and unrelated gene products whose mRNAs are coordinately induced upon activation of NC-37 cells. Coexpression of the two subunit cDNAs in COS cells is necessary for the secretion of biologically active CLMF; COS cells transfected with either subunit cDNA alone do not secrete bioactive CLMF. Recombinant CLMF expressed in mammalian cells displays biologic activities essentially identical to natural CLMF, and its activities can be neutralized by monoclonal antibodies prepared against natural CLMF. Since this heterodimeric protein displays the properties of an interleukin, we propose that CLMF be given the designation interleukin 12.