Group 2 innate lymphoid cells are essential to the pathogenesis of atopic dermatitis–like disease in a TSLP-dependent, IL-33–independent manner.

Significance Mammalian barrier surfaces are exposed to environmental stimuli that can result in tissue damage. Interleukin (IL)-33–dependent group 2 innate lymphoid cells (ILC2s) are enriched at barrier sites, but the mechanisms underlying the tissue-protective roles of IL-33 or ILC2s in the intestine remain poorly defined. Here we use a model of murine intestinal inflammation and reveal a previously unrecognized pathway of innate immune cell-mediated tissue protection in which IL-33 ameliorated disease through induction of ILC2s and the growth factor amphiregulin (AREG). Collectively, these data highlight a critical dialogue between damaged epithelia and innate immune cells and indicate that manipulation of the IL-33–ILC2–AREG pathway could provide therapeutic benefit in treatment of intestinal inflammatory diseases.

Eosinophilic esophagitis (EoE) is characterized by esophageal eosinophilia, but the underlying mechanisms promoting eosinophil accumulation remain unclear. David Artis and his colleagues describe a new mouse model of EoE-like disease. The development of EoE-like disease is dependent on thymic stromal lymphopoietin (TSLP) and basophils, whereas inhibition of TSLP or depletion of basophils attenuates established disease. Moreover, individuals with EoE have increased TSLP expression and basophils in the esophagus, suggesting that the TSLP-basophil axis can be targeted in patients with EoE. Eosinophilic esophagitis (EoE) is a food allergy–associated inflammatory disease characterized by esophageal eosinophilia. Current management strategies for EoE are nonspecific, and thus there is a need to identify specific immunological pathways that could be targeted to treat this disease. EoE is associated with polymorphisms in the gene that encodes thymic stromal lymphopoietin (TSLP), a cytokine that promotes allergic inflammation, but how TSLP might contribute to EoE disease pathogenesis has been unclear. Here, we describe a new mouse model of EoE-like disease that developed independently of IgE, but was dependent on TSLP and basophils, as targeting TSLP or basophils during the sensitization phase limited disease. Notably, therapeutic TSLP neutralization or basophil depletion also ameliorated established EoE-like disease. In human subjects with EoE, we observed elevated TSLP expression and exaggerated basophil responses in esophageal biopsies, and a gain-of-function TSLP polymorphism was associated with increased basophil responses in patients with EoE. Together, these data suggest that the TSLP-basophil axis contributes to the pathogenesis of EoE and could be therapeutically targeted to treat this disease.

Type 2 inflammation underlies allergic diseases such as atopic dermatitis, which is characterized by the accumulation of basophils and group 2 innate lymphoid cells (ILC2s) in inflamed skin lesions. Although murine studies have demonstrated that cutaneous basophil and ILC2 responses are dependent on thymic stromal lymphopoietin, whether these cell populations interact to regulate the development of cutaneous type 2 inflammation is poorly defined. In this study, we identify that basophils and ILC2s significantly accumulate in inflamed human and murine skin and form clusters not observed in control skin. We demonstrate that murine basophil responses precede ILC2 responses and that basophils are the dominant IL-4-enhanced GFP-expressing cell type in inflamed skin. Furthermore, basophils and IL-4 were necessary for the optimal accumulation of ILC2s and induction of atopic dermatitis-like disease. We show that ILC2s express IL-4Rα and proliferate in an IL-4-dependent manner. Additionally, basophil-derived IL-4 was required for cutaneous ILC2 responses in vivo and directly regulated ILC2 proliferation ex vivo. Collectively, these data reveal a previously unrecognized role for basophil-derived IL-4 in promoting ILC2 responses during cutaneous inflammation.