OBJECTIVE To characterize the phenotypic changes of adipose tissue macrophages (ATMs) under different conditions of insulin sensitivity. RESEARCH DESIGN AND METHODS The number and the expressions of marker genes for M1 and M2 macrophages from mouse epididymal fat tissue were analyzed using flow cytometry after the mice had been subjected to a high-fat diet (HFD) and pioglitazone treatment. RESULTS Most of the CD11c-positive M1 macrophages and the CD206-positive M2 macrophages in the epididymal fat tissue were clearly separated using flow cytometry. The M1 and M2 macrophages exhibited completely different gene expression patterns. Not only the numbers of M1 ATMs and the expression of M1 marker genes, such as tumor necrosis factor-α and monocyte chemoattractant protein-1, but also the M1-to-M2 ratio were increased by an HFD and decreased by subsequent pioglitazone treatment, suggesting the correlation with whole-body insulin sensitivity. We also found that the increased number of M2 ATMs after an HFD was associated with the upregulated expression of interleukin (IL)-10, an anti-inflammatory Th2 cytokine, in the adipocyte fraction as well as in adipose tissue. The systemic overexpression of IL-10 by an adenovirus vector increased the expression of M2 markers in adipose tissue. CONCLUSIONS M1 and M2 ATMs constitute different subsets of macrophages. Insulin resistance is associated with both the number of M1 macrophages and the M1-to-M2 ratio. The increased expression of IL-10 after an HFD might be involved in the increased recruitment of M2 macrophages.

IL-5 is involved in a number of immune responses such as helminth infection and allergy. IL-5 also plays roles in innate immunity by maintaining B-1 B cells and mucosal IgA production. However, the identity of IL-5-producing cells has not been unambiguously characterized. In this report, we describe the generation of an IL-5 reporter mouse and identify IL-5-producing non-T lymphoid cells that reside in the intestine, peritoneal cavity, and lungs in naive mice. They share many characteristics with natural helper cells, nuocytes, and Ih2 cells, including surface Ags and responsiveness to cytokines. However, these phenotypes do not completely overlap with any particular one of these cell types. Innate non-T IL-5-producing cells localized most abundantly in the lung and proliferated and upregulated IL-5 production in response to IL-25 and IL-33. IL-33 was more effective than IL-25. These cells contribute to maintaining sufficient numbers of lung eosinophils and are important for eosinophil recruitment mediated by IL-25 and IL-33. Given that eosinophils are shown to possess antitumor activity, we studied lung tumor metastasis and showed that innate IL-5-producing cells were increased in response to tumor invasion, and their regulation of eosinophils is critical to suppress tumor metastasis. Genetic blockade or neutralization of IL-5 impaired eosinophil recruitment into the lung and resulted in increased tumor metastasis. Conversely, exogenous IL-5 treatment resulted in suppressed tumor metastasis and augmented eosinophil infiltration. These newly identified innate IL-5-producing cells thus play a role in tumor surveillance through lung eosinophils and may contribute to development of novel immunotherapies for cancer.

Abstract Adipose tissue resident macrophages have important roles in the maintenance of tissue homeostasis and regulate insulin sensitivity for example by secreting pro-inflammatory or anti-inflammatory cytokines. Here, we show that M2-like macrophages in adipose tissue regulate systemic glucose homeostasis by inhibiting adipocyte progenitor proliferation via the CD206/TGFβ signaling pathway. We show that adipose tissue CD206 + cells are primarily M2-like macrophages, and ablation of CD206 + M2-like macrophages improves systemic insulin sensitivity, which was associated with an increased number of smaller adipocytes. Mice genetically engineered to have reduced numbers of CD206 + M2-like macrophages show a down-regulation of TGFβ signaling in adipose tissue, together with up-regulated proliferation and differentiation of adipocyte progenitors. Our findings indicate that CD206 + M2-like macrophages in adipose tissues create a microenvironment that inhibits growth and differentiation of adipocyte progenitors and, thereby, control adiposity and systemic insulin sensitivity.

Inflammasome activation initiates the development of many inflammatory diseases, including obesity and type 2 diabetes. Therefore, agents that target discrete activation steps could represent very important drugs. We reported previously that ILG, a chalcone from Glycyrrhiza uralensis, inhibits LPS-induced NF-κB activation. Here, we show that ILG potently inhibits the activation of NLRP3 inflammasome, and the effect is independent of its inhibitory potency on TLR4. The inhibitory effect of ILG was stronger than that of parthenolide, a known inhibitor of the NLRP3 inflammasome. GL, a triterpenoid from G. uralensis, had similar inhibitory effects on NLRP3 activity, but high concentrations of GL were required. In contrast, activation of the AIM2 inflammasome was inhibited by GL but not by ILG. Moreover, GL inhibited NLRP3- and AIM2-activated ASC oligomerization, whereas ILG inhibited NLRP3-activated ASC oligomerization. Low concentrations of ILG were highly effective in IAPP-induced IL-1β production compared with the sulfonylurea drug glyburide. In vivo analyses revealed that ILG potently attenuated HFD-induced obesity, hypercholesterolemia, and insulin resistance. Furthermore, ILG treatment improved HFD-induced macrovesicular steatosis in the liver. Finally, ILG markedly inhibited diet-induced adipose tissue inflammation and IL-1β and caspase-1 production in white adipose tissue in ex vivo culture. These results suggest that ILG is a potential drug target for treatment of NLRP3 inflammasome-associated inflammatory diseases.

Intestinal bacteria play a critical role in the regulation of the host immune system and an imbalance in intestinal bacterial composition induces various host diseases. Therefore, maintaining a balance in the intestinal bacterial composition is crucial for health. Immunoglobulin A (IgA), produced through T cell-dependent and T cell-independent (TI) pathways, is essential for host defense against pathogen invasion and maintaining the balance of intestinal symbiotic bacteria. Interleukin (IL)-5 is constitutively produced by group 2 innate lymphoid cells (ILC2s) and plays a critical role in the survival and proliferation of B cells and eosinophils. Here, we show that the role of IL-5-producing ILC2s in intestinal TI IgA production at steady state using TCRα deficient mice. In this mouse model, ILC2s increased fecal TI IgA levels in a non-inflammatory state in an IL-5-dependent manner. The administration of recombinant IL-33 (rIL-33) increased the amount of TI IgA production, accompanied by an increase in the number of IL-5-producing ILC2s in the large intestine. In addition, rIL-33 treatment increased IL-5-dependent IgA+ cells in isolated lymphoid follicles, the site of TI IgA production. Furthermore, eosinophils recruited by ILC2s were required for the maximal production of IgA in the TI pathway. Moreover, IL-5 increased the frequency of TI IgA-binding intestinal bacteria and was involved in the maintenance of intestinal bacterial composition. These findings indicate that IL-5-producing ILC2s together with eosinophils contribute to TI IgA production. In addition to their role in TI IgA production, IL-5-producing ILC2s may contribute to the homeostasis of intestinal commensal bacteria.