Exosomes are membrane vesicles secreted by hematopoietic cells upon fusion of late multivesicular endosomes with the plasma membrane. Dendritic cell (DC)-derived exosomes induce potent antitumor immune responses in mice, resulting in the regression of established tumors (Zitvogel, L., A. Regnault, A. Lozier, J. Wolfers, C. Flament, D. Tenza, P. Ricciardi-Castagnoli, G. Raposo, and S. Amigorena. 1998. Nat. Med. 4:594–600). To unravel the molecular basis of exosome-induced immune stimulation, we now analyze the regulation of their production during DC maturation and characterize extensively their protein composition by peptide mass mapping. Exosomes contain several cytosolic proteins (including annexin II, heat shock cognate protein hsc73, and heteromeric G protein Gi2α), as well as different integral or peripherally associated membrane proteins (major histocompatiblity complex class II, Mac-1 integrin, CD9, milk fat globule-EGF-factor VIII [MFG-E8]). MFG-E8, the major exosomal component, binds integrins expressed by DCs and macrophages, suggesting that it may be involved in exosome targeting to these professional antigen-presenting cells. Another exosome component is hsc73, a cytosolic heat shock protein (hsp) also present in DC endocytic compartments. hsc73 was shown to induce antitumor immune responses in vivo, and therefore could be involved in the exosome's potent antitumor effects. Finally, exosome production is downregulated upon DC maturation, indicating that in vivo, exosomes are produced by immature DCs in peripheral tissues. Thus, DC-derived exosomes accumulate a defined subset of cellular proteins reflecting their endosomal biogenesis and accounting for their biological function.

Dendritic cells (DCs) express several receptors for the Fc portion of immunoglobulin (Ig)G (FcγR), which mediate internalization of antigen–IgG complexes (immune complexes, ICs) and promote efficient major histocompatibility complex (MHC) class II–restricted antigen presentation. We now show that FcγRs have two additional specific attributes in murine DCs: the induction of DC maturation and the promotion of efficient MHC class I–restricted presentation of peptides from exogenous, IgG-complexed antigens. Both FcγR functions require the FcγR-associated γ chain. FcγR-mediated MHC class I–restricted antigen presentation is extremely sensitive and specific to immature DCs. It requires proteasomal degradation and is dependent on functional peptide transporter associated with antigen processing, TAP1-TAP2. By promoting DC maturation and presentation on both MHC class I and II molecules, ICs should efficiently sensitize DCs for priming of both CD4+ helper and CD8+ cytotoxic T lymphocytes in vivo.

Abstract We show in this study that human T cells purified from peripheral blood, T cell clones, and Jurkat T cells release microvesicles in the culture medium. These microvesicles have a diameter of 50–100 nm, are delimited by a lipidic bilayer membrane, and bear TCR β, CD3ε, and ζ. This microvesicle production is regulated because it is highly increased upon TCR activation, whereas another mitogenic signal, such as PMA and ionomycin, does not induce any release. T cell-derived microvesicles also contain the tetraspan protein CD63, suggesting that they originate from endocytic compartments. They contain adhesion molecules such as CD2 and LFA-1, MHC class I and class II, and the chemokine receptor CXCR4. These transmembrane proteins are selectively sorted in microvesicles because CD28 and CD45, which are highly expressed at the plasma membrane, are not found. The presence of phosphorylated ζ in these microvesicles suggests that the CD3/TCR found in the microvesicles come from the pool of complexes that have been activated. Proteins of the transduction machinery, tyrosine kinases of the Src family, and c-Cbl are also observed in the T cell-derived microvesicles. Our data demonstrate that T lymphocytes produce, upon TCR triggering, vesicles whose morphology and phenotype are reminiscent of vesicles of endocytic origin produced by many cell types and called exosomes. Although the exact content of T cell-derived exosomes remains to be determined, we suggest that the presence of TCR/CD3 at their surface makes them powerful vehicles to specifically deliver signals to cells bearing the right combination of peptide/MHC complexes.

Using a combination of molecular cytogenetic and large-scale expression analysis in human T-cell acute lymphoblastic leukemias (T-ALLs), we identified and characterized a new recurrent chromosomal translocation, targeting the major homeobox gene cluster HOXA and the TCRB locus. Real-time quantitative polymerase chain reaction (RQ-PCR) analysis showed that the expression of the whole HOXA gene cluster was dramatically dysregulated in the HOXA-rearranged cases, and also in MLL and CALM-AF10-related T-ALL cases, strongly suggesting that HOXA genes are oncogenic in these leukemias. Inclusion of HOXA-translocated cases in a general molecular portrait of 92 T-ALLs based on large-scale expression analysis shows that this rearrangement defines a new homogeneous subgroup, which shares common biologic networks with the TLX1- and TLX3-related cases. Because T-ALLs derive from T-cell progenitors, expression profiles of the distinct T-ALL subgroups were analyzed with respect to those of normal human thymic subpopulations. Inappropriate use or perturbation of specific molecular networks involved in thymic differentiation was detected. Moreover, we found a significant association between T-ALL oncogenic subgroups and ectopic expression of a limited set of genes, including several developmental genes, namely HOXA, TLX1, TLX3, NKX3-1, SIX6, and TFAP2C. These data strongly support the view that the abnormal expression of developmental genes, including the prototypical homeobox genes HOXA, is critical in T-ALL oncogenesis.