ABSTRACT Previous studies have shown that some respiratory virus infections leave local populations of tissue TRM cells in the lungs which disappear as heterosubtypic immunity declines. The location of these TRM cells and their contribution to the protective CTL response have not been clearly defined. Here, fluorescence microscopy is used to show that some CD103+ TRM cells remain embedded in the walls of the large airways long after pulmonary immunization but are absent from systemically primed mice. Viral clearance from the lungs of the locally immunized mice precedes the development of a robust Teff response in the lungs. Whereas large numbers of virus-specific CTLs collect around the bronchial tree during viral clearance, there is little involvement of the remaining lung tissue. Much larger numbers of TEM cells enter the lungs of the systemically immunized animals but do not prevent extensive viral replication or damage to the alveoli. Together, these experiments show that virus-specific antibodies and TRM cells are both required for optimal heterosubtypic immunity, whereas circulating memory CD8 T cells do not substantially alter the course of disease.

Tissue-resident memory T (Trm) cells provide enhanced protection against infection at mucosal sites. Here we found that CD4+ T cells are important for the formation of functional lung-resident CD8+ T cells after influenza virus infection. In the absence of CD4+ T cells, CD8+ T cells displayed reduced expression of CD103 (Itgae), were mislocalized away from airway epithelia, and demonstrated an impaired ability to recruit CD8+ T cells to the lung airways upon heterosubtypic challenge. CD4+ T cell-derived interferon-γ was necessary for generating lung-resident CD103+ CD8+ Trm cells. Furthermore, expression of the transcription factor T-bet was increased in “unhelped” lung Trm cells, and a reduction in T-bet rescued CD103 expression in the absence of CD4+ T cell help. Thus, CD4+ T cell-dependent signals are important to limit expression of T-bet and allow for the development of CD103+ CD8+ Trm cells in the lung airways following respiratory infection.