Characterization of tumor antigen specific CD8+ T cells and semi-invariant Vα24/Vβ11 NKT cells in tumor invaded liver

Summary: Detailed knowledge on tumor antigen expression and specific immune cells is required for a rational design of immunotherapy for patients with tumor invaded liver. In this study, we confirmed that Cancer/Testis (CT) tumor-associated antigens are frequently expressed in hepatocellular carcinoma (HCC) and searched for the presence of CD8+ T cells specific for these antigens. In 2/10 HLA-A2+ patients with HCC, we found that MAGE-A10 and/or SSX-2 specific CD8+ T cells naturally responded to the disease, since they were enriched in tumor lesions but not in non-tumoral liver. Isolated T cells specifically and strongly killed tumor cells in vitro, suggesting that these CTL were selected in vivo for high avidity antigen recognition, providing the rational for specific immunotherapy of HCC, based on immunization with CT antigens such as MAGE-Al 0 and SSX-2. Type 1 NKT cells express an invariant TCR α chain (Vα24.1α18, paired with Vβ11 in human) and share a specific reactivity to αGalactosylceramide (αGC) presented by CD1d. These cells can display paradoxical immuno-regulatory properties including strong anti-tumor effects upon αGC administration in murine models. To understand why NKT cells were not sufficiently protective against tumor development in patients with tumor invaded liver, we characterized the diversity of Vα24/Vβ11 NKT cells in healthy donors (HD) and cancer patients: NKT cells from HD and patients were generally diverse in terms of TCR β chain (Vβ11) variability and NKT cells from HD showed a variable recognition of αGC loaded CD 1 d multimers. Vα24/ Vβ11 NKT cells can be divided in 3 populations, the CD4, DN (CD4-/CD8-) and CD8 NKT cell subsets that show distinct ability of cytokine production. In addition, our functional analysis revealed that DN and CD8 subsets displayed a higher cytolytic potential and a weaker IFNγ release than the CD4 NKT cell subset. NKT cell subsets were variably represented in the blood of HD and cancer patients. However, HD with high NKT cell frequencies displayed an enrichment of the DN and CD8 subsets, and few of them were suggestive of an oligoclonal expansion in vivo. Comparable NKT cell frequencies were found between blood, non-tumoral liver and tumor of patients. In contrast, we identified a gradual enrichment of CD4 NKT cells from blood to the liver and to the tumor, together with a decrease of DN and CD8 NKT cell subsets. Most patient derived NKT cells were unresponsive upon αGalactosylceramide stimulation ex vivo; NKT cells from few patients displayed a weak responsiveness with different cytokine polarization. The NKT cell repertoire was thus different in tumor tissue, suggesting that CD4 NKT cells infiltrating tumors may be detrimental for protection against tumors and instead may favour the tumor growth/recurrence as recently reported in mice. Résumé en français scientifique : Afin de développer le traitement des patients porteurs d'une tumeur dans le foie par immunothérapie, de nouvelles connaissances sont requises concernant l'expression d'antigènes par les tumeurs et les cellules immunitaires spécifiques de ces antigènes. Nous avons vérifié que des antigènes associés aux tumeurs, tels que les antigènes « Cancer-Testis » (CT), sont fréquemment exprimés par le carcinome hepatocéllulaire (CHC). La recherche de lymphocytes T CD8+ spécifiques (CTL) de ces antigènes a révélé que des CTL spécifiques de MAGE-A10 et/ou SSX-2 ont répondu naturellement à la tumeur chez 2/10 patients étudiés. Ces cellules étaient présentes dans les lésions tumorales mais pas dans le foie adjacent. De plus, ces CTL ont démontré une activité cytolytique forte et spécifique contre les cellules tumorales in vitro, ce qui suggère que ces CTL ont été sélectionnés pour une haute avidité de reconnaissance de l'antigène in vivo. Ces données fournissent une base pour l'immunothérapie spécifique du CHC, en proposant de cibler les antigènes CT tels que MAGE-A10 ou SSX-2. Les cellules NKT de type 1 ont une chaîne α de TCR qui est invariante (chez l'homme, Vα24Jα18, apparié avec Vβ11) et reconnaissent spécifiquement l'αGalactosylceramide (αGC) présenté par CD1d. Ces cellules ont des propriétés immuno¬régulatrices qui peuvent être parfois contradictoires et leur activation par l'αGC induit une forte protection anti-tumorale chez la souris: Afin de comprendre pourquoi ces cellules ne sont pas assez protectrices contre le développement des tumeurs dans le foie chez l'homme, nous avons étudié la diversité des cellules NKT Vα24/Vβ11 d'individus sains (IS) et de patients cancéreux. Les cellules NKT peuvent être sous-divisées en 3 populations : Les CD4, DN (CD4- /CD8-) ou CDS, qui ont la capacité de produire des cytokines différentes. Nos analyses fonctionnelles ont aussi révélé que les sous-populations DN et CD8 ont un potentiel cytolytique plus élevé et une production d'IFNγ plus faible que la sous-population CD4. Ces sous-populations sont représentées de manière variable dans le sang des IS ou des patients. Cependant, les IS avec un taux élevé de cellules NKT ont un enrichissement des sous- populations DN ou CDS, et certains suggèrent qu'il s'agit d'une expansion oligo-clonale in vivo. Les patients avaient des fréquences comparables de cellules NKT entre le sang, le foie et la tumeur. Par contre, la sous-population CD4 était progressivement enrichie du sang vers le foie et la tumeur, tandis que les sous-populations DN ou CD8 était perdues. La plupart des cellules NKT des patients ne réagissaient pas lors de stimulation avec l'αGC ex vivo et les cellules NKT de quelques patients répondaient faiblement et avec des polarisations de cytokines différentes. Ces données suggèrent que les cellules NKT CD4, prédominantes dans les tumeurs, sont inefficaces pour la lutte anti-tumorale et pourraient même favoriser la croissance ou la récurrence tumorale. Donc, une mobilisation spécifique des cellules NKT CD4 négatives par immunothérapie pourrait favoriser l'immunité contre des tumeurs chez l'homme. Résumé en français pour un large public Au sein des globules blancs, les lymphocytes T expriment un récepteur (le TCR), qui est propre à chacun d'entre eux et leur permet d'accrocher de manière très spécifique une molécule appelée antigène. Ce TCR est employé par les lymphocytes pour inspecter les antigènes associés avec des molécules présentatrices à la surface des autres cellules. Les lymphocytes T CD8 reconnaissent un fragment de protéine (ou peptide), qui est présenté par une des molécules du Complexe Majeur d'Histocompatibilité de classe I et tuent la cellule qui présente ce peptide. Ils sont ainsi bien adaptés pour éliminer les cellules qui présentent un peptide issu d'un virus quand la cellule est infectée. D'autres cellules T CD8 reconnaissent des peptides comme les antigènes CT, qui sont produits anormalement par les cellules cancéreuses. Nous avons confirmé que les antigènes CT sont fréquemment exprimés par le cancer du foie. Nous avons également identifié des cellules T CD8 spécifiques d'antigènes CT dans la tumeur, mais pas dans le foie normal de 2 patients sur 10. Cela signifie que ces lymphocytes peuvent être naturellement activés contre la tumeur et sont capables de la trouver. De plus les lymphocytes issus d'un patient ont démontré une forte sensibilité pour reconnaître l'antigène et tuent spécifiquement les cellules tumorales. Les antigènes CT représentent donc des cibles intéressantes qui pourront être intégrés dans des vaccins thérapeutiques du cancer du foie. De cette manière, les cellules T CD8 du patient lui-même pourront être induites à détruire de manière spécifique les cellules cancéreuses. Un nouveau type de lymphocytes T a été récemment découvert: les lymphocytes NKT. Quand ils reconnaissent un glycolipide présenté par la molécule CD1d, ils sont capables, de manière encore incomprise, d'initier, d'augmenter, ou à l'inverse d'inhiber la défense immunitaire. Ces cellules NKT ont démontré qu'elles jouent un rôle important dans la défense contre les tumeurs et particulièrement dans le foie des souris. Nous avons étudié les cellules NKT de patients atteints d'une tumeur dans le foie, afin de comprendre pourquoi elles ne sont pas assez protectrice chez l'homme. Les lymphocytes NKT peuvent être sous-divisés en 3 populations: Les CD4, les DN (CD4-/CD8-) et les CD8. Ces 3 classes de NKT peuvent produire différents signaux chimiques appelés cytokines. Contrairement aux cellules NKT DN ou CDS, seules les cellules NKT CD4 sont capables de produire des cytokines qui sont défavorables pour la défense anti-tumorale. Par ailleurs nous avons trouvé que les cellules NKT CD4 tuent moins bien les cellules cancéreuses que les cellules NKT DN ou CD8. L'analyse des cellules NKT, fraîchement extraites du sang, du foie et de la tumeur de patients a révélé que les cellules NKT CD4 sont progressivement enrichies du sang vers le foie et la tumeur. La large prédominance des NKT CD4 à l'intérieur des tumeurs suggère que, chez l'homme, ces cellules sont inappropriées pour la lutte anti-tumorale. Par ailleurs, la plupart des cellules NKT de patients n'étaient pas capables de produire des cytokines après stimulation avec un antigène. Cela explique également pourquoi ces cellules ne protègent pas contre les tumeurs dans le foie.

The alpha v beta 3 integrin as a tumor homing ligand for lymphocytes.

Despite the presence of tumor-specific effector cells in the circulation of cancer patients, the immune response of the majority of these patients is not sufficient to prevent the growth and spread of their tumors. That tumor cells can be killed in vitro by tumor-reactive cytotoxic T cells is testimony to the fact that the tumors are not inherently resistant to T cell killing, but rather that there is a failure in immune recognition and effector cell activation. Many reasons for this failure of the body's defense system have been suggested, including the inability of tumor-reactive lymphocytes to migrate to tumor tissue. Here we designed a strategy to improve homing of primary lymphocytes into vascularized tumors. As a homing molecule we selected the integrin alpha v beta 3 since it is expressed by angiogenic vascular endothelium in tumors. To promote lymphocyte adhesion to alpha v beta 3 we "painted" primary lymphocytes with a recombinant, glycosylphosphatidylinositol-linked high-affinity ligand for alpha v beta 3. These painted lymphocytes specifically bound to alpha v beta 3 in vitro and homed to vascularized, solid tumors in vivo. This novel strategy may provide a significant advance in anti-tumor treatment such as adoptive immune therapy.

Volemic status influences the response of plasma atrial natriuretic factor to positive airway pressure.

STUDY OBJECTIVE; To evaluate interactive effects of volemic status and positive end-expiratory pressure (PEEP) on the plasma levels of atrial natriuretic factor (ANF) in assist-controlled mechanical ventilation (MV). DESIGN: Three successive protocols applied in randomized order to each participant. SETTING: Clinical investigation laboratory. PARTICIPANTS: Twenty-one young, healthy adults. INTERVENTIONS: The three protocols were as follows: (1) MV+PEEP, normovolemia; (2) MV+PEEP, hypervolemia; and (3) spontaneous breathing (SB), hypervolemia. In protocols 1 and 2, a preliminary period of SB lasting 2 h was followed by MV alone (0.5 h), MV+20 cm H2O PEEP (1 h), and a recovery period of SB (1.5 h). Hypervolemia was induced by the continuous i.v. infusion of 3 L of 0.9% NaCl in 5 h (protocols 2 and 3). MEASUREMENTS AND RESULTS: Heart rate, BP, and the plasma levels of immunoreactive ANF and catecholamines were measured serially. During hypervolemia, ANF significantly decreased when PEEP was added to MV (protocol 2: from 31.1 +/- 2.7 to 20.7 +/- 1.5 fmol/mL; p < 0.01). This did not occur in normovolemia (protocol 1: from 20.0 +/- to 16.7 +/- 1.2 fmol/mL; p = NS). The different effects of MV+PEEP in normovolemia and hypervolemia were not related to differences in circulating catecholamine levels. CONCLUSIONS: These results demonstrate for the first time (to our knowledge) that volemic status modulates the response of plasma ANF to PEEP in humans. The role of ANF in the water and salt retention induced by MV with PEEP might be limited to hypervolemic conditions.

IL-4 rapidly produced by V beta 4 V alpha 8 CD4+ T cells instructs Th2 development and susceptibility to Leishmania major in BALB/c mice.

BALB/c mice develop aberrant T helper 2 (Th2) responses and suffer progressive disease after infection with Leishmania major. These outcomes depend on the production of interleukin-4 (IL-4) early after infection. Here we demonstrate that the burst of IL-4 mRNA, peaking in draining lymph nodes of BALB/c mice 16 hr after infection, occurs within CD4+ T cells that express V beta 4 V alpha 8 T cell receptors. In contrast to control and V beta 6-deficient BALB/c mice, V beta 4-deficient BALB/c mice were resistant to infection, demonstrating the role of these cells in Th2 development. The early IL-4 response was absent in these mice, and T helper 1 responses occurred following infection. Recombinant LACK antigen from L. major induced comparable IL-4 production in V beta 4 V alpha 8 CD4+ cells. Thus, the IL-4 required for Th2 development and susceptibility to L. major is produced by a restricted population of V beta 4 V alpha 8 CD4+ T cells after cognate interaction with a single antigen from this complex organism.

Die loutrophóros im Hochzeits-und Begräbnisritual des 5. Jahrhunderts v. Chr. in Athen

ZUSAMMENFASSUNG Gegenstand dieser Arbeit sind rund hundert rotfigurige Darstellungen von den beiden als Lutrophoren bezeichneten Tongefässen, der dreihenkligen Lutrophoros-Hydria (LH) und der zweihenkligen Lutrophoros-Amphora (LA). Die Untersuchung geht von der Prämisse aus, dass Darstellungen der Lutrophoros einen gewissen Variantenreichtum des Brauchtums widerspiegeln können, sonst aber verbindlichen, in sich schlüssigen Vorstellungen entsprechen, die sich die Gemeinschaft von diesem Ritualobjekt macht. In Anlehnung an die herrschende Meinung wird zudem vorausgesetzt, dass LA und LH ausschliesslich im nuptialen und funeralen Bereich vorkommen, doch ist bisher in der archäologischen Forschung ihre Rolle im einzelnen ungeldärt. Anhand von literarischen Quellen und ikonographischem Material wird untersucht, inwiefern sich LA und LH in ihrer Verwendung und Bedeutung in bezug auf Hochzeit und Begräbnis unterscheiden und inwieweit der Begrifif loutrophóros auf sie zutrifft. KAPITEL I Nach frühen Quellentexten muss die Bezeichnung loutrophóros im Hochzeitsritual für eine Person und beim Begräbnis eines ehelos verstorbenen Mannes für ein Objekt verwendet worden sein. In späteren Zeugnissen wird ergänzend die Lutrophoros für die Hochzeit als hydria-ähnliches Gefäss bezeichnet, ebenso die Lutrophoros auf dem Grab; für letztere wird zusätzlich eine Kinderfigur mit Wassergefäss vorgeschlagen, was archäologisch bislang nicht bezeugt ist. Die Aussagen der Texte zum Begriff loutrophóros stimmen trotz verschiedener Widersprüche im Gesamten darin überein, dass die Aufstellung der Lutrophoros auf dem Grab von ehelos Verstorbenen eine Entsprechung zum Ritual für Hochzeitsleute darstellt; die rituelle Verwendung der Lutrophoros auf dem Grab muss also eine nuptiale Bedeutung haben. Die Untersuchung des Begriffs loutrá (,,Hoch- zeitsba") im nuptialen Bereich zeigt, dass die Lutrophoros in engem Zusammenhang mit der Quellnymphe Kallirrhoë, der Braut - nýmphè genannt - und dem Heiligtum der Nymphe, dem Hauptfundort der Lutrophoren, gesehen werden muss; allerdings bleibt die spezifische Bedeutung der loutrá ungewiss. Am ehesten werden sie dem Gedeihen der neu entstandenen Verbindung gedient haben, die sich in Anlehnung an Hesiods Werke und Tage als Neugründung eines oíkos oder als Weiteiterführung des väterlichen oíkos durch den Bräutigam umschreiben lässt. Für die bislang immer wieder vorgeschlagenen Deutungen der loutrá als Ritual für Fruchtbarkeit oder zur Reinigung gibt es frühestens ab dem 4. ]h. v. Chr. Hinweise. Die Untersuchung des Begriffs loutrá für die Waschung vor der Bestattung und ein Vergleich zwischen verschiedenen Bezeichnungen für Grab- spenden (choaí, loibaí, loutrá) und der aufgestellten Lutrophoros auf dem Grab führen entgegen bisheriger Auffassungen zum Schluss, dass die Lutrophoros auf dem Grab als Entsprechung zum Hochzeitsritual gesehen wurde und dass diesem Brauch die für Athen bekannte Vorstellung zugrunde liegt, die Verstorbenen zufrieden zu stellen. Die aufgestellte Lutrophoros könnte zum Ausdruck bringen, dass die Hinterbliebenen das der verstorbenen Person zustehende Recht auf Verehelichung gebilligt hätten. Kapitel II Beim ikonographischen Material, das sich hauptsächlich aus Vasenbildern zusammensetzt, stehen die dargestellten Gefässvarianten LA und LH im Zentrum. Nach dem ikonographischen Modell von C. Bérard fassen wir die dargestellten LA und LH im linguistischen Sinn als ikonische Zeichen auf, die nicht weiter zerlegbar sind; LA und LH stellen je eine ,,unité formelle minimale " dar. Die zentrale Frage lautet, ob Bedeutung und Verwendung der beiden ,,unités formelles minimales" LH und LA - trotz ihrer unterschiedlichen Form -in bezug auf die Funktion der loutrophóros bei der Hochzeit und beim Begräbnis ehelos Verstorbener übereinstimmen oder ob die unterschiedliche Form von LA und LH zum Ausdruck bringen soll, dass sie eben gerade nicht die gleiche Funktion haben. Beide Auffassungen sind in der bisherigen Forschung stark vertreten: R Wolters und seine Anhänger gehen davon aus, dass LA und LH gleichwertig sind; G. Kokula und mit ihr andere nehmen eine unterschiedliche, geschlechtsspezifische Verwendung an. In einer ersten formalen Analyse werden Darstellungen von LA und LH auf Lutrophoren, Lebetes gamikoi und Hydrien untersucht. Folgende Skizze zeigt die bekannten Kombinationen von dargestellten Lutrophoren: Aus der formalen Analyse lassen sich vier Schlüsse ziehen: - (ia.b) In der Regel entsprechen sich Bildträger und Bildelement; dieser Kombination muss eine Absicht zugrunde liegen, sie kann nicht willkürlich sein. - (2) Zwei LA mit Darstellungen einer LH (49 Abb. 4oa.b; 50 Abb. 4ia.b) sprechen dafür, dass im Verwendungsbereich der LA auch die LH vorkommen kann; im Gegensatz dazu fehlen aber Darstellungen einer LA auf einer LH, was vermuten lässt, dass im Verwendungsbereich der LH keine LA gebraucht wurden. - (3a.b) Zwei Darstellungen zeigen jede Variante für sich in zwei Exemplaren in der Funktion als Wasserbehälter: zwei LH (I7 Abb. 61b.c; 6za. b); zwei LA (12 Abb. 46. 47a.b); im Gegensatz dazu kommen aber beide Varianten gemeinsam in der Funktion als Wasserbehälter nicht vor, vermutlich hat sich der Anwendungsbereich der beiden Varianten unterschieden. (4a.b) Zwei Darstellungen, die beide Varianten gemeinsam zeigen, einmal im Miniaturformat (50 Abb. 41a.b), das andere Mai in monumentaler Grösse (I Abb. 1) - also nicht als Wasserbehälter -, lassen den Schluss zu, dass beide Varianten ein gemeinsames Merkmal haben müssen. Allein die formale Analyse zeigt, dass die von P Wolters angenommene Gleichwertigkeit nicht zutreffen kann. Es muss eine unterschiedliche Verwendung gegeben haben, wie bereits G. Kokula vermutet. In einer zweiten Analyse werden die Darstellungen nach der von P Bruneau vorgeschlagenen Methode in fünf Gruppen mit gleichem Schema aufgelisret. Hier wird die dargestellte LA oder LH im Vergleich zur Gesamtdarstellung ausgewertet, ohne die inhaltliche Klassifizierung vorauszusetzen. In einer Gruppe gesondert werden alle Lutrophorendarstellungen untersucht, die thematisch eindeutig zum funeralen Bereich gehören. Die aus der ersten Analyse gewonnene Annahme, dass sich LA und LH in der Verwendung unterscheiden, wird durch die zweite Analyse bestätigt und präzisiert. Für die LA kann keine eindeutige hochzeitliche Verwendung nachgewiesen werden; die LH ist das eigentliche Hochzeitsgefäss. Darüber hinaus zeigt die Untersuchung, dass alle Darstellungen einer LH oder LA inhaltlich dem nuptialen oder funeralen Kontext zugeordnet werden können; gemäss den Darstellungen wurden LA und LH nur bei Hochzeit oder Begräbnis verwendet. Nach dem hier vorgestellten Modell machen LA und LH als ikonische Zeichen eine doppelte Aussage. Sie verweisen einerseits auf den Inhalt, das hochzeitliche Wasser, und darin sind sie bedeutungsgleich. Andererseits beziehen sie sich auf die Adressaten: die LA kommt für Hochzeitsleute nicht in Frage, ihre Verwendung ist auf ehelos Verstorbene beschränkt. Die LH, das Ritualobjekt der Hochzeitsleute, kann vereinzelt auch für Verstorbene gebraucht werden. Diese zunächst irritierende Beobachtung stimmt mit den Texten gut überein, aus denen hervorgeht, dass im Ritual für ehelos Verstorbene eine Entsprechung zum Hochzeitsritual liegt; seine Bedeutung muss daher ebenfalls nuptial sein. Die Kombination von hochzeitlichen und funeralen Elementen ist daher nach dem hier vorgeschlagenen Modell im Funeralbereich - und zwar nur dort - möglich. Ebenfalls in Übereinstimmung mit den Texten lassen sich die beiden Darstellungen erklären, die LA und LH gemeinsam im Miniaturformat oder in monumentaler Grösse zeigen. Da nämlich die Mitgabe der Lutrophoros für ehelos Verstorbene auf die hochzeitlichen loutrá verweist, haben beide Gefässvarianten trotz der unterschiedlichen Verwendung eine gleichwertige Bedeutung, und daraus erklärt sich die gemeinsame Darstellung beider Varianten in einem Format, das die rituelle Verwendung ausschliesst. Durch die zweíte Analyse wird die Auffassung der geschlechtsspezifischen Verwendung von G. Kokula entkräftet. LA und LH unterscheiden sich zwar in der Verwendung, diese ist jedoch entgegen bisheriger Annahmen nicht symmetrisch. KAPITEL III Der Vergleich zwischen literarischer und ikonographischer Überlieferung zeigt einerseits das bekannte Problem, dass beide Bildelemente LA und LH nicht zweifelsfrei dem Begriff loutrophóros zugewiesen werden können. Andererseits aber stimmen Bilder und Texte in bezug auf die rituelle Funktion der loutrophóros bei Hochzeit und Begräbnis in einem hohen Mass überein, so dass widersprüchliche Aussagen nicht mehr so stark ins Gewicht fallen wie bislang. Die von einigen Lexikographen - entgegen der íkonographisch dokumentierten LA - vorgeschlagene Kinderstatue als loutrophóros auf dem Grab ehelos Verstorbener beruht vermutlich auf der Auffassung, dass sich das Erscheinungsbild der loutrophóros als Person beziehungsweise Gestalt im Hochzeíts- und Begräbnisritual entspreche. Bei dieser erst in späterer Zeit auftretenden Meinung wird deutlich, dass der ursprünglich adjektivischen Verwendung von loutrophóros, gemäss welcher bei Hochzeit und Begräbnis völlig verschiedene Wasserträger möglich sind, nicht mehr Rechnung getragen wird. KAPITEL IV Die aus den literarischen Quellen und der ikonographischen Überlieferung gezogenen Schlussfolgerungen können auch gegenüber weiteren archäologischen Gesichtspunkten, wie Gefässentwieklung und Fundorte, aufrecht erhalten bleiben. Damit würde das hier vertretene Modell unserer Forderung Rechnung tragen, dass die mit einem Ritualobjekt (hier LH und LA) verbundenen Vorstellungen kohärent sein müssen, aber eine gewisse Bandbreite von rituellen Ausführungsmodalitäten zulassen.

Stringent V beta requirement for the development of NK1.1+ T cell receptor-alpha/beta+ cells in mouse liver.

The liver of C57BL/6 mice contains a major subset of CD4+8- and CD4-8- T cell receptor (TCR)-alpha/beta+ cells expressing the polymorphic natural killer NK1.1 surface marker. Liver NK1.1+TCR-alpha/beta+ (NK1+ T) cells require interaction with beta2-microglobulin-associated, major histocompatibility complex I-like molecules on hematopoietic cells for their development and have a TCR repertoire that is highly skewed to Vbeta8.2, Vbeta7, and Vbeta2. We show here that congenic C57BL/6.Vbeta(a) mice, which lack Vbeta8- expressing T cells owing to a genomic deletion at the Vbeta locus, maintain normal levels of liver NK1+ T cells owing to a dramatic increase in the proportion of cells expressing Vbeta7 and Vbeta2 (but not other Vbetas). Moreover, in C57BL/6 congenic TCR-V Vbeta3 and -Vbeta8.1 transgenic mice (which in theory should not express other Vbeta, owing to allelic exclusion at the TCR-beta locus), endogenous TCR-Vbeta8.2, Vbeta7, and Vbeta2 (but not other Vbetas) are frequently expressed on liver NK1+T cells but absent on lymph node T cells. Finally, when endogenous V beta expression is prevented in TCR-Vbeta3 and Vbeta8.1 transgenic mice (by introduction of a null allele at the C beta locus), the development of liver NK1+T cells is totally abrogated. Collectively, our data indicate that liver NK1+T cells have a stringent requirement for expression of TCR-Vbeta8.2, Vbeta7, or Vbeta2 for their development.

The Ca(V)3.3 calcium channel is the major sleep spindle pacemaker in thalamus.

Low-threshold (T-type) Ca(2+) channels encoded by the Ca(V)3 genes endow neurons with oscillatory properties that underlie slow waves characteristic of the non-rapid eye movement (NREM) sleep EEG. Three Ca(V)3 channel subtypes are expressed in the thalamocortical (TC) system, but their respective roles for the sleep EEG are unclear. Ca(V)3.3 protein is expressed abundantly in the nucleus reticularis thalami (nRt), an essential oscillatory burst generator. We report the characterization of a transgenic Ca(V)3.3(-/-) mouse line and demonstrate that Ca(V)3.3 channels are indispensable for nRt function and for sleep spindles, a hallmark of natural sleep. The absence of Ca(V)3.3 channels prevented oscillatory bursting in the low-frequency (4-10 Hz) range in nRt cells but spared tonic discharge. In contrast, adjacent TC neurons expressing Ca(V)3.1 channels retained low-threshold bursts. Nevertheless, the generation of synchronized thalamic network oscillations underlying sleep-spindle waves was weakened markedly because of the reduced inhibition of TC neurons via nRt cells. T currents in Ca(V)3.3(-/-) mice were <30% compared with those in WT mice, and the remaining current, carried by Ca(V)3.2 channels, generated dendritic [Ca(2+)](i) signals insufficient to provoke oscillatory bursting that arises from interplay with Ca(2+)-dependent small conductance-type 2 K(+) channels. Finally, naturally sleeping Ca(V)3.3(-/-) mice showed a selective reduction in the power density of the σ frequency band (10-12 Hz) at transitions from NREM to REM sleep, with other EEG waves remaining unaltered. Together, these data identify a central role for Ca(V)3.3 channels in the rhythmogenic properties of the sleep-spindle generator and provide a molecular target to elucidate the roles of sleep spindles for brain function and development.

Identification of key amino acids of the mouse mammary tumor virus superantigen involved in the specific interaction with T-cell receptor V(beta) domains.

Mouse mammary tumor virus (MMTV) is a retrovirus encoding a superantigen that is recognized in association with major histocompatibility complex class II by the variable region of the beta chain (V(beta)) of the T-cell receptor. The C-terminal 30 to 40 amino acids of the superantigen of different MMTVs display high sequence variability that correlates with the recognition of particular T-cell receptor V(beta) chains. Interestingly, MMTV(SIM) and mtv-8 superantigens are highly homologous but have nonoverlapping T-cell receptor V(beta) specificities. To determine the importance of these few differences for specific V(beta) interaction, we studied superantigen responses in mice to chimeric and mutant MMTV(SIM) and mtv-8 superantigens expressed by recombinant vaccinia viruses. We show that only a few changes (two to six residues) within the C terminus are necessary to modify superantigen recognition by specific V(beta)s. Thus, the introduction of the MMTV(SIM) residues 314-315 into the mtv-8 superantigen greatly decreased its V(beta)12 reactivity without gain of MMTV(SIM)-specific function. The introduction of MMTV(SIM)-specific residues 289 to 295, however, induced a recognition pattern that was a mixture of MMTV(SIM)- and mtv-8-specific V(beta) reactivities: both weak MMTV(SIM)-specific V(beta)4 and full mtv-8-specific V(beta)11 recognition were observed while V(beta)12 interaction was lost. The combination of the two MMTV(SIM)-specific regions in the mtv-8 superantigen established normal MMTV(SIM)-specific V(beta)4 reactivity and completely abolished mtv-8-specific V(beta)5, -11, and -12 interactions. These new functional superantigens with mixed V(beta) recognition patterns allowed us to precisely delineate sites relevant for molecular interactions between the SIM or mtv-8 superantigen and the T-cell receptor V(beta) domain within the 30 C-terminal residues of the viral superantigen.