Functional interactions between T and B lymphocytes are necessary for optimal activation of an immune response. Recently, the T lymphocyte receptor CD28 was shown to bind the B7 counter-receptor on activated B lymphocytes, and subsequently to costimulate interleukin 2 production and T cell proliferation. CTLA-4 is a predicted membrane receptor from cytotoxic T cells that is homologous to CD28 and whose gene maps to the same chromosomal band as the gene for CD28. It is not known, however, if CD28 and CTLA-4 also share functional properties. To investigate functional properties of CTLA-4, we have produced a soluble genetic fusion between the extracellular domain of CTLA-4 and an immunoglobulin C gamma chain. Here, we show that the fusion protein encoded by this construct, CTLA4Ig, bound specifically to B7-transfected Chinese hamster ovary cells and to lymphoblastoid cells. CTLA4Ig also immunoprecipitated B7 from cell surface 125I-labeled extracts of these cells. The avidity of 125I-labeled B7Ig fusion protein for immobilized CTLA4Ig was estimated (Kd approximately 12 nM). Finally, we show that CTLA4Ig was a potent inhibitor of in vitro immune responses dependent upon cellular interactions between T and B lymphocytes. These findings provide direct evidence that, like its structural homologue CD28, CTLA-4 is able to bind the B7 counter-receptor on activated B cells. Lymphocyte interactions involving the B7 counter-receptor are functionally important for alloantigen responses in vitro.

A successful immune response requires intercellular contact between T and B lymphocytes. We recently showed that CD28, a T cell surface protein that regulates an activation pathway, could mediate intercellular adhesion with activated B cells by interaction with the B7 antigen. Here we show that CD28 is the primary receptor for B7 on activated peripheral blood T cells, that CD28 binds to B7 in the absence of other accessory molecules, and that interaction between CD28 and B7 is costimulatory for T cell activation. To characterize the binding of CD28 to B7, we have produced genetic fusions of the extracellular portions of B7 and CD28, and immunoglobulin (Ig) C gamma 1 chains. 125I-labeled B7 Ig bound to CD28-transfected Chinese hamster ovary (CHO) cells, and to immobilized CD28 Ig with a Kd approximately 200 nM. B7 Ig also inhibited CD28-mediated cellular adhesion. The function of CD28-B7 interactions during T cell activation was investigated with soluble fusion proteins and with B7-transfected CHO cells. Immobilized B7 Ig and B7+ CHO cells costimulated T cell proliferation. Stimulation of T cells with B7+ CHO cells also specifically increased levels of interleukin 2 transcripts. These results demonstrate that the CD28 signaling pathway could be activated by B7, resulting in increased T cell cytokine production and T cell proliferation. Cellular interactions mediated by B7 and CD28 may represent an important component of the functional interactions between T and B lymphoid cells.

The prominent role of the CD40 receptor in B cell responses led us to investigate the role of the gp39-CD40 interaction in a group of primary immunodeficient patients with defective antibody production. Here we report that patients with hyper-IgM syndrome (HIM) have a defective gp39-CD40 interaction. B cells from HIM patients express functional CD40, but their T cells do not bind CD40-Ig. These patients expressed normal levels of gp39 mRNA, but these mRNAs encode defective gp39 proteins owing to mutations in the extracellular domain of gp39. Soluble recombinant forms of gp39 containing these mutations were unable to bind CD40 and drive normal B cell proliferation. The gene encoding gp39 was mapped to Xq26, the X chromosome region where the gene responsible for HIM had previously been mapped. These data suggest that a defect in gp39 is the basis of X-linked HIM.

Research Article1 December 1992free access The human T cell antigen gp39, a member of the TNF gene family, is a ligand for the CD40 receptor: expression of a soluble form of gp39 with B cell co-stimulatory activity. D. Hollenbaugh D. Hollenbaugh Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. Search for more papers by this author L.S. Grosmaire L.S. Grosmaire Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. Search for more papers by this author C.D. Kullas C.D. Kullas Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. Search for more papers by this author N.J. Chalupny N.J. Chalupny Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. Search for more papers by this author S. Braesch-Andersen S. Braesch-Andersen Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. Search for more papers by this author R.J. Noelle R.J. Noelle Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. Search for more papers by this author I. Stamenkovic I. Stamenkovic Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. Search for more papers by this author J.A. Ledbetter J.A. Ledbetter Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. Search for more papers by this author A. Aruffo A. Aruffo Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. Search for more papers by this author D. Hollenbaugh D. Hollenbaugh Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. Search for more papers by this author L.S. Grosmaire L.S. Grosmaire Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. Search for more papers by this author C.D. Kullas C.D. Kullas Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. Search for more papers by this author N.J. Chalupny N.J. Chalupny Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. Search for more papers by this author S. Braesch-Andersen S. Braesch-Andersen Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. Search for more papers by this author R.J. Noelle R.J. Noelle Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. Search for more papers by this author I. Stamenkovic I. Stamenkovic Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. Search for more papers by this author J.A. Ledbetter J.A. Ledbetter Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. Search for more papers by this author A. Aruffo A. Aruffo Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. Search for more papers by this author Author Information D. Hollenbaugh1, L.S. Grosmaire1, C.D. Kullas1, N.J. Chalupny1, S. Braesch-Andersen1, R.J. Noelle1, I. Stamenkovic1, J.A. Ledbetter1 and A. Aruffo1 1Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, Seattle, WA 98121. The EMBO Journal (1992)11:4313-4321https://doi.org/10.1002/j.1460-2075.1992.tb05530.x PDFDownload PDF of article text and main figures. ToolsAdd to favoritesDownload CitationsTrack CitationsPermissions ShareFacebookTwitterLinked InMendeleyWechatReddit Figures & Info Signals delivered to B cells via CD40 can synergize with those provided by other B cell surface receptors to induce B cell proliferation and antibody class switching as well as modulate cytokine production and cell adhesion. Recently, it has been shown that the ligand for CD40 is a cell surface protein of approximately 39 kDa expressed by activated T cells, gp39. Here we report on the isolation and characterization of a cDNA clone encoding human gp39, a type II membrane protein with homology to TNF, and the construction and characterization of a soluble recombinant form of gp39. COS cell transfectants expressing gp39 synergized with either anti-CD20 mAb or PMA to drive strong B cell proliferation and alone were able to drive B cells to proliferate weakly. In all cases the B cell proliferation induced by gp39-expressing COS cells was reduced to background levels by the addition of soluble CD40. Unlike gp39-expressing COS cells, recombinant soluble gp39 was not mitogenic alone and required co-stimulation to drive B cell proliferation. These results suggest that B cells require a second signal besides gp39-CD40 to drive proliferation and that soluble gp39 alone in a non-membrane bound form is able to provide co-stimulatory signals to B cells. Previous ArticleNext Article Volume 11Issue 121 December 1992In this issue RelatedDetailsLoading ...