Role of αvβ3 – Integrin and TLR2 in the innate response to Herpes Simplex Virus infection and Delivery of retargeted oncolytic Herpes Simplex via carrier cells

In the first part of my thesis I studied the mechanism of initiation of the innate response to HSV-1. Innate immune response is the first line of defense set up by the cell to counteract pathogens infection and it is elicited by the activation of a number of membrane or intracellular receptors and sensors, collectively indicated as PRRs, Patter Recognition Receptors. We reported that the HSV pathogen-associated molecular patterns (PAMP) that activate Toll-like receptor 2 (TLR2) and lead to the initiation of innate response are the virion glycoproteins gH/gL and gB, which constitute the conserved fusion core apparatus across the Herpesvirus. Specifically gH/gL is sufficient to initiate a signaling cascade which leads to NF-κB activation. Then, by gain and loss-of-function approaches, we found that αvβ3-integrin is a sensor of and plays a crucial role in the innate defense against HSV-1. We showed that αvβ3-integrin signals through a pathway that concurs with TLR2, affects activation/induction of interferons type 1, NF-κB, and a polarized set of cytokines and receptors. Thus, we demonstrated that gH/gL is sufficient to induce IFN1 and NF-κB via this pathway. From these data, we proposed that αvβ3-integrin is considered a class of non-TLR pattern recognition receptors. In the second part of my thesis I studied the capacity of human mesenchymal stromal cells isolated by fetal membranes (FM-hMSCs) to be used as carrier cells for the delivery of retargeted R-LM249 virus. The use of systemically administrated carrier cells to deliver oncolytic viruses to tumoral targets is a promising strategy in oncolytic virotherapy. We observed that FM-hMSCs can be infected by R-LM249 and we optimized the infection condition; then we demonstrate that stromal cells sustain the replication of retargeted R-LM249 and spread it to target tumoral cells. From these preliminary data FM-hMSCs resulted suitable to be used as carrier cells

Antigenspezifische DNA-Immunisierung in Kombination mit IDO-kodierenden Plasmiden zur Therapie der experimentellen Typ I-Allergie

Derzeit stellt die allergenspezifische Immuntherapie die einzige nicht allein antisymptomatische Behandlungsform zur langfristigen Therapie von Typ I-Allergien dar, welche grundlegende Änderungen im immunologischen Geschehen induziert. Sie ist jedoch verbesserungswürdig in Bezug auf Behandlungsdauer, Erfolgschancen und Nebenwirkungen. Daher wurde in dieser Arbeit eine Strategie zur Therapie von Typ I-Allergien entwickelt und evaluiert, welche auf der Inhibition allergenspezifischer T-Zellen durch Dendritische Zellen (DC), die selektiv nach DNA-Immunisierung sowohl das relevante Allergen als auch Indolamin 2,3-dioxygenase (IDO) konstitutiv produzieren, basiert. IDO ist ein Enzym aus dem Tryptophan-Stoffwechsel, dessen Produktion durch DC einen lokalen immunsuppressiven Mechanismus induziert und in verschiedenen Situationen mit der Induktion peripherer Toleranz assoziiert ist. Zunächst wurden Plasmide hergestellt, die entweder IDO alleine oder IDO zusammen mit dem Antigen unter der Kontrolle des ubiquitär aktiven CMV- bzw. des DC-spezifischen Fascin-Promotors kodieren. Die Überprüfung der IDO-Expression durch die monocistronischen Plasmide anhand von Transfektionsexperimenten in vitro ergab, dass die IDO-Expression unter der Kontrolle des CMV-Promotors sehr viel stärker ausfiel als unter der Kontrolle des Fascin-Promotors. Nach Transfektion mit den bicistronischen Vektoren, in denen die Transgene für das Antigen und IDO durch eine IRES-Sequenz verbunden waren, war die IDO-Expression jedoch insgesamt sehr schwach. Im Rahmen der Überprüfung der Funktionalität der IDO-Expressionplasmide in vivo unter Verwendung der Genpistole wurden daher lediglich Plasmide getestet, die alleine IDO unter der Kontrolle des CMV-Promotors bzw. des Fascin-Promotors kodieren. Auch in vivo wurde eine stärkere IDO-Expression nach biolistischer Transfektion mit solchen Vektoren beobachtet, in denen der CMV-Promotor zur Expressionskontrolle verwendet wurde. Die Analyse des Einflusses einer Koexpression von IDO auf die durch biolistische Immunisierung mit einem antigenkodierenden Vektor induzierte systemische Immunantwort offenbarte einen inhibitorischer Effekt für den Fall, dass die Antigenproduktion mittels des Fascin-Promotors auf DC fokussiert war und die Expression des koapplizierten IDO-Transgens unter der Kontrolle des CMV-Promotors stand. In diesem Fall wurde eine Reduktion der antigenspezifischen IgG1- und IgG2a-Produktion, eine verringerte Sekretion von IFN-y durch restimulierte Milz- und Lymphknotenzellen sowie eine Reduktion der Zahl antigenspezifischer CD8+ Effektor-T-Zellen nachgewiesen. Im Mausmodell der IgE-vermittelten Typ I-Allergie wurde weiterhin gezeigt, dass nach prophylaktischer biolistischer Vakzinierung unter Verwendung dieser Vektorkombination eine Inhibition der durch die Vakzinierung bedingten antigenspezifischen Th1-Immunantwort ausgelöst wurde. Die Suppression der Th2-Antwort, welche durch Transfektion mit dem Antigenkodierenden Vektor unter Kontrolle des Fascin-Promotors bewirkt wurde, wurde durch Kotransfektion mit den IDO-kodierenden Vektoren aufrecht erhalten.

Mechanismen der Antigenpräsentation bei der Induktion der CD8-T-Zellantwort gegen das murine Cytomegalovirus

Die Kontrolle der Cytomegalovirus(CMV)-Infektion durch CD8 T-Zellen ist abhängig von der effizienten MHC-Klasse-I-Präsentation viraler Peptide auf der Zelloberfläche. Um die Erkennung infizierter Zellen zu unterdrücken, interferieren während der Early (E)-Phase der murinen CMV (mCMV)-Infektion virale Immunevasine mit dem intrazellulären Transport von Peptid-MHC-I (pMHC-I) Komplexen. Den Immunevasinen gelingt es allerdings nicht, ein Priming mCMV-spezifischer CD8 T-Zellen zu verhindern. Daher wurde angenommen, dass die Initiation der antiviralen CD8 T-Zellantwort primär auf der Cross-Präsentation viraler Peptide auf nicht-infizierten, professionellen Antigen-präsentierenden Zellen (profAPC) beruht und damit unabhängig von viralen Immunevasionsmechanismen ist.rnIm Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde mittels BAC-Mutagenese eine mCMV-Rekombinante generiert, um die direkte Präsentation viraler Peptide durch die zusätzliche Expression des zentralen Immunevasins m152 bereits in der Immediate Early (IE)-Phase verstärkt zu unterdrücken. Wie erwartet reduzierte die verstärkte m152-Expression sowohl in der IE- als auch in der E-Phase die pMHC-I-Präsentation in vitro. Dies führte überraschenderweise nach Infektion immunkompetenter BALB/c-Mäuse (Haplotyp H-2d) zu einer verminderten CD8 T-Zellantwort und damit zur Verschlechterung der Kontrolle der Infektion im drainierenden Lymphknoten. Diese Beobachtungen weisen erstmals auf einen wichtigen Beitrag der direkten Antigenpräsentation bei der Initiation der mCMV-spezifischen CD8 T-Zellantwort im immunkompetenten Wirt hin. Zusätzlich konnte auch nach mCMV-Infektion von Cross-Präsentations-defizienten Mäusen (Haplotyp H-2b) eine antivirale CD8 T-Zellantwort initiiert werden. Diese Beobachtung bestätigt, dass durch direkte Antigenpräsentation auf infizierten profAPC trotz viraler Immunevasionsmechanismen eine CD8 T-Zellantwort induziert werden kann. Allerdings wurde weder die antivirale CD8 T-Zellantwort noch die Kontrolle der Infektion im Haplotyp H-2b durch die verstärkte m152-Expression moduliert.rnIn einem weiteren Teil der Arbeit konnte im klinisch relevanten Modellsystem der mCMV-Infektion von Knochenmarktransplantations (KMT)-Rezipienten (Haplotyp H-2d) gezeigt werden, dass die verstärkte m152-Expression die Rekrutierung IE1-spezifischer CD8 T-Zellen in die infizierte Lunge unterdrückt. Dies konnte sowohl früh nach Infektion, als auch während der viralen Latenz nachgewiesen werden. Zusätzlich war die Rekrutierung IE1-spezifischer CD8 T-Zellen in die Lunge deutlich vermindert in Ld--Rezipienten von Ld+-hämatopoetischen Zellen, die das IE1-präsentierende MHC-I-Molekül Ld nicht auf den nicht-hämatopoetischen Gewebszellen exprimieren. Diese Beobachtungen zeigen, dass die Rekrutierung antiviraler CD8 T-Zellen in ein peripheres Organ von der direkten Antigenpräsentation auf nicht-hämatopoetischen, infizierten Gewebszellen bestimmt wird.rnIn der vorliegenden Arbeit konnte somit erstmals gezeigt werden, dass trotz viraler Immunevasionsmechanismen nach mCMV-Infektion des immunkompetenten Wirtes und des KMT-Rezipienten die antivirale CD8 T-Zellantwort von der direkten Antigenpräsentation bestimmt wird.

Erkennung der alpha-Kette des GM-CSF-Rezeptors (CSF2RA) durch einen HLA-unabhängigen alpha:beta-T-Zellrezeptor

Aus dem tumorreaktiven T-Zellrepertoire der Melanompatientin Ma-Mel-86/INTH, bei der im Verlauf Lymphknotenmetastasen HLA-Klasse I-negativer Tumorzellen auftraten, wurden durch Stimulation mit autologen Tumorzellen CD8+ T-Zellklone isoliert und expandiert, die auf Melanomzellen der Patientin CSF2RA (engl. GM-CSF receptor alpha chain) in HLA-unabhängiger Weise erkannten. Aus einem der T-Zellklone wurde ein CSF2RA-reaktiver α:β-T-Zellrezeptor (TCR, engl. T-cell receptor) kloniert (Bezeichnung: TCR-1A.3/46). Die α-Kette des TCR enthielt die Domänen TRAV14/DV4*01, TRAJ48*01 und TRAC*01, die β-Kette die Domänen TRBV10-3*01, TRBD2*01, TRBJ2-7*01 und TRBC2*01. Durch Austausch der humanen konstanten gegen die homologen murinen Domänen wurde der TCR optimiert (Bezeichnung: cTCR-1A.3/46) und hinsichtlich seiner Expression und Funktionalität nach retroviralem Transfer in humane PBMC (engl. peripheral blood mononuclear cells) im 51Chromfreisetzungstest, im IFN-γ-ELISpot-Assay und in einem Degranulations-Assay validiert. TCR-transgene T-Zellen lysierten nicht nur spezifisch die HLA-defizienten, CSF2RA+ Melanomlinien des Modells Ma-Mel-86, sondern erkannten auch Zelllinien verschiedener Spezies nach Transfektion von CSF2RA sowie Monozyten, Granulozyten, dendritische Zellen und ein breites Spektrum hämatologischer Malignome myeloiden Ursprungs ungeachtet deren HLA-Phänotypen. Lymphatische Zellen sowie CD34+ Blutstammzellen wurden in In vitro-Untersuchungen nicht erkannt. Der Zusatz von GM-CSF zu Zellen, die CSF2RA und CSF2RB exprimierten, inhibierte die Erkennung durch TCR-transgene PBMC, während die Koexpression der α- und der ß-Kette des GM-CSF-Rezeptors alleine keinen negativen Effekt auf die Erkennung hatte. Daraus war zu schließen, dass CSF2RA präferentiell freistehend und weniger nach Integration in den heteromultimerischen GM-CSF-Rezeptor-Komplex erkannt wurde. In der zweidimensionalen Collier-de-Perles-Visualisierung der IMGT-Datenbank (engl. International immunogenetics information system) wies der CSF2RA-reaktive TCR-1A.3/46 im Vergleich zu TCR von konventionellen, HLA-restringierten T-Zellen keine Besonderheiten auf. Darüber hinaus waren auch die von den HLA-unabhängigen T-Zellen exprimierten CD8-Moleküle identisch zu den CD8-Molekülen HLA-abhängiger CTL (engl. cytotoxic T lymphocytes). Die Präsenz von CD8-Molekülen förderte die HLA-unabhängige Erkennung von CSF2RA, schien aber dafür nicht zwingend erforderlich zu sein, da Antikörper gegen CD8 die Erkennung zu ca. 65 % blockierten und TCR-transgene CD4+ T-Zellen im Vergleich zu TCR-transduzierten CD8+ T-Zellen eine deutlich verringerte, aber noch erhaltene Funktionalität aufwiesen. Es ist derzeit nicht klar, ob HLA-unabhängige T-Zellen gegen CSF2RA im peripheren Blut der Patientin vorkamen, weil sie der im Tiermodell postulierten Thymusselektion MHC-unabhängiger TCR (Tikhonova et al., Immunity 36:79, 2012) entkommen waren, oder weil ein ursprünglich gegen einen HLA-Peptid-Komplex gerichteter TCR eine HLA-unabhängige Kreuzreaktivität aufwies. CSF2RA verbessert die Glucoseutilisation in malignen Zellen, und es wurden ihm embryotrophe Eigenschaften zugeschrieben (Spielholz et al., Blood 85:973, 1995; Sjöblom et al., Biol. Reprod. 67:1817, 2002). Damit kann CSF2RA malignes Wachstum fördern und ist somit ein potentielles Zielmolekül für die Immuntherapie. Seine HLA-unabhängige Erkennung würde sowohl die HLA-Vielfalt als auch den HLA-Verlust als typische Limitationen der T-Zellimmuntherapie umgehen. Zur Überprüfung der In vivo-Spezifität des HLA-unabhängigen TCR gegen CSF2RA und damit zum Ausschluss relevanter off-tumor-/on-target- bzw. off-tumor-/off-target-Effekte ist jedoch eine Testung in einem präklinischen Tiermodell erforderlich.

Pelvic lymph nodes: distribution and nodal tumour burden of urothelial bladder cancer

To evaluate the number of lymph nodes and the lymph node tumour burden in different anatomical pelvic regions to better asses the impact of variations in the extent of lymphadenectomy on reported LN parameters and pelvic tumour clearance.

Tumor lymphangiogenesis and metastasis to lymph nodes induced by cancer cell expression of podoplanin

The membrane glycoprotein podoplanin is expressed by several types of human cancers and might be associated with their malignant progression. Its exact biological function and molecular targets are unclear, however. Here, we assessed the relevance of tumor cell expression of podoplanin in cancer metastasis to lymph nodes, using a human MCF7 breast carcinoma xenograft model. We found that podoplanin expression promoted tumor cell motility in vitro and, unexpectedly, increased tumor lymphangiogenesis and metastasis to regional lymph nodes in vivo, without promoting primary tumor growth. Importantly, high cancer cell expression levels of podoplanin correlated with lymph node metastasis and reduced survival times in a large cohort of 252 oral squamous cell carcinoma patients. Based on comparative transcriptional profiling of tumor xenografts, we identified endothelin-1, villin-1, and tenascin-C as potential mediators of podoplanin-induced tumor lymphangiogenesis and metastasis. These unexpected findings identify a novel mechanism of tumor lymphangiogenesis and metastasis induced by cancer cell expression of podoplanin, suggesting that reagents designed to interfere with podoplanin function might be developed as therapeutics for patients with advanced cancer.

Immunophenotyping analysis in invasive micropapillary carcinoma of the breast: Role of CD24 and CD44 isoforms expression

We analyzed immunohistochemically the expression of CD24 and spliced variants of CD44v5 and v9 in invasive micropapillary carcinoma (IMPC) of the breast that is a rather aggressive tumor characterized by alteration of cells adhesion molecules, early lymph node metastases and poor prognosis. We analyzed 31 high-grade IMPCs and compared their expression to 22 high grade (G3) invasive ductal carcinomas of the breast (IDCs). We found a higher expression of CD24 in high-grade IMPCs with a peculiar inverted apical localization, compared to IDCs, showing a strong cytoplasmic staining; normal breast tissue resulted completely negative. IMPCs showed reduced expression of CD44v5 and CD44v9 compared with IDCs, but without a statistical significant difference. This study demonstrated that IMPC represents a distinct entity of breast carcinoma with high expression of CD24 with a typical inverted apical membrane pattern and reduction of CD44 isoforms v5 and v9, compared to IDCs. These features could explain the high lymph-vascular invasion propensity and higher metastatic capability of these tumors and could be a useful tool for a future targeted therapy.

Radio-guided surgery: advantages of a new portable γ-camera (Sentinella(®) ) for intraoperative real time imaging and detection of sentinel lymph nodes in cutaneous malignancies

The histological status of the sentinel lymph node (SLN) is one of the most relevant prognostic factors for the overall survival of patients with cutaneous malignancies, independent of tumour depth of the primary tumour.

Advantages of preoperative hybrid SPECT/CT in detection of sentinel lymph nodes in cutaneous head and neck malignancies

There is some controversy around the value of sentinel lymph node excision (SLNE). Especially SLNE of cutaneous head and neck malignancies has been debated intensively, in part because of the complexity of the lymphatic drainage in this region associated with potential high morbidity. In order to improve preoperative three-dimensional mapping of sentinel lymph nodes (SLN), in the head and neck region, by means of hybrid single photon emission computed tomography/computed tomography (SPECT/CT) is gaining significance. Our study seeks to identify the potential medical and economic advantages of preoperative SPECT/CT in direct comparison to standard SLNE without SPECT/CT in patients with cutaneous head and neck malignancies.

Long-term results of International Breast Cancer Study Group Trial VIII: adjuvant chemotherapy plus goserelin compared with either therapy alone for premenopausal patients with node-negative breast cancer

The International Breast Cancer Study Group Trial VIII compared long-term efficacy of endocrine therapy (goserelin), chemotherapy [cyclophosphamide, methotrexate and fluorouracil (CMF)], and chemoendocrine therapy (CMF followed by goserelin) for pre/perimenopausal women with lymph-node-negative breast cancer.

Does quantification of USPIO uptake-related signal loss allow differentiation of benign and malignant normal-sized pelvic lymph nodes?

Ultrasmall superparamagnetic iron oxide (USPIO) particles are promising contrast media, especially for molecular and cellular imaging besides lymph node staging owing to their superior NMR efficacy, macrophage uptake and lymphotropic properties. The goal of the present prospective clinical work was to validate quantification of signal decrease on high-resolution T(2)-weighted MR sequences before and 24-36 h after USPIO administration for accurate differentiation between benign and malignant normal-sized pelvic lymph nodes. Fifty-eight patients with bladder or prostate cancer were examined on a 3 T MR unit and their respective lymph node signal intensities (SI), signal-to-noise (SNR) and contrast-to-noise (CNR) were determined on pre- and post-contrast 3D T(2)-weighted turbo spin echo (TSE) images. Based on histology and/or localization, USPIO-uptake-related SI/SNR decrease of benign vs malignant and pelvic vs inguinal lymph nodes was compared. Out of 2182 resected lymph nodes 366 were selected for MRI post-processing. Benign pelvic lymph nodes showed a significantly higher SI/SNR decrease compared with malignant nodes (p < 0.0001). Inguinal lymph nodes in comparison to pelvic lymph nodes presented a reduced SI/SNR decrease (p < 0.0001). CNR did not differ significantly between benign and malignant lymph nodes. The receiver operating curve analysis yielded an area under the curve of 0.96, and the point with optimal accuracy was found at a threshold value of 13.5% SNR decrease. Overlap of SI and SNR changes between benign and malignant lymph nodes were attributed to partial voluming, lipomatosis, histiocytosis or focal lymphoreticular hyperplasia. USPIO-enhanced MRI improves the diagnostic ability of lymph node staging in normal-sized lymph nodes, although some overlap of SI/SNR-changes remained. Quantification of USPIO-dependent SNR decrease will enable the validation of this promising technique with the final goal of improving and individualizing patient care.

In vivo analysis of uropod function during physiological T cell trafficking

Migrating lymphocytes acquire a polarized phenotype with a leading and a trailing edge, or uropod. Although in vitro experiments in cell lines or activated primary cell cultures have established that Rho-p160 coiled-coil kinase (ROCK)-myosin II-mediated uropod contractility is required for integrin de-adhesion on two-dimensional surfaces and nuclear propulsion through narrow pores in three-dimensional matrices, less is known about the role of these two events during the recirculation of primary, nonactivated lymphocytes. Using pharmacological antagonists of ROCK and myosin II, we report that inhibition of uropod contractility blocked integrin-independent mouse T cell migration through narrow, but not large, pores in vitro. T cell crawling on chemokine-coated endothelial cells under shear was severely impaired by ROCK inhibition, whereas transendothelial migration was only reduced through endothelial cells with high, but not low, barrier properties. Using three-dimensional thick-tissue imaging and dynamic two-photon microscopy of T cell motility in lymphoid tissue, we demonstrated a significant role for uropod contractility in intraluminal crawling and transendothelial migration through lymph node, but not bone marrow, endothelial cells. Finally, we demonstrated that ICAM-1, but not anatomical constraints or integrin-independent interactions, reduced parenchymal motility of inhibitor-treated T cells within the dense lymphoid microenvironment, thus assigning context-dependent roles for uropod contraction during lymphocyte recirculation.

Characterization of antibodies specific for canine TLR4, 5 and 9 by ELISA, Western blotting and immunohistochemistry

Toll-like receptors recognize pathogen-associated molecular patterns of microbial origin, and ligand recognition results in the production of different immune mediators such as pro-inflammatory cytokines, interferon, reactive oxygen and nitrogen intermediates, and upregulation of costimmulatory molecules. As these receptors have a critical role in linking pathogen recognition to induction of inflammation and innate as well as adaptive immunity, there is tremendous interest in understanding how the tissue and cell-type expression of TLRs is regulated and its influence on the local innate immune response. While TLRs are well studied in humans and rodents, to date little is known about them in dogs. The purpose of this study was to develop canine specific antibodies against TLR2, 4, 5 and 9 that were used to measure relative expression of these TLRs in healthy and reactive canine mesenteric lymph nodes. All 8 rabbit sera (2 each for TLR2, 4, 5 and 9) were strongly positive in ELISA against the respective 2 peptides per TLR used for immunization. The purified antibodies selected specifically detected a protein band with an apparent size of approximately 70 kDa in lysates of canine PBMCs by Western blotting. Immunostaining was observed with purified antibodies against TLR4, 5 and 9, whereas for canine TLR2, staining was only observed with the unpurified antibodies. In the mesenteric lymph node of healthy dogs, the overall staining pattern was very similar for TLR4 and 5 with positive cells predominantly found in the internodular areas and lower part of the cortex. Compared to the TLR4 and 5, more cells stained positive for TLR9 especially in the lymphoid nodules. The reactive lymph nodes contained more TLR4 and 9 positive cells. Moreover, a shift of TLR-9 positive cells from the lymphoid follicles to the deep cortex and medullary cords was observed. Whereas TLR9 co-localized with CD79-positive areas, TLR4 and 5 antibodies stained cells primarily in the CD3-positive areas. All three TLR antibodies stained cells within the area that co-localized with lysozyme-positive cells. In conclusion, this study demonstrates that the antibodies generated against canine TLR 4, 5 and 9 identify the expression of these TLRs in formalin-fixed canine lymph nodes and demonstrate increased expression in reactive canine mesenteric lymph nodes.

Comparative analysis of four lipoproteins from Mycoplasma mycoides subsp. mycoides Small Colony identifies LppA as a major T-cell antigen

Control of contagious bovine pleuropneumonia (CBPP), caused by Mycoplasma mycoides subsp. mycoides Small Colony (MmmSC), remains an important goal in Africa. Subunit vaccines triggering B and T-cell responses could represent a promising approach. To this aim, the T-cell immunogenicity of four MmmSC lipoproteins (LppA, LppB, LppC and LppQ), present in African strains and able to elicit humoral response, was evaluated. In vitro assays revealed that only LppA was recognized by lymph node lymphocytes taken from three cattle, 3 weeks after MmmSC exposure. Maintenance of the LppA-specific response, relying on CD4 T-cells and IFN gamma production, was then demonstrated 1 year after infection. LppA is thus an important target for the CD4 T-cells generated early after MmmSC infection and persisting in the lymph nodes of recovered cattle. Its role as a protective antigen and ability to in vivo trigger both arms of the host immune response remain to be evaluated.

Negative regulation of NF-κB by the ING4 tumor suppressor in breast cancer

Nuclear Factor kappa B (NF-κB) is a key mediator of normal immune response but contributes to aggressive cancer cell phenotypes when aberrantly activated. Here we present evidence that the Inhibitor of Growth 4 (ING4) tumor suppressor negatively regulates NF-κB in breast cancer. We surveyed primary breast tumor samples for ING4 protein expression using tissue microarrays and a newly generated antibody. We found that 34% of tumors expressed undetectable to low levels of the ING4 protein (n = 227). Tumors with low ING4 expression were frequently large in size, high grade, and lymph node positive, suggesting that down-regulation of ING4 may contribute to breast cancer progression. In the same tumor set, we found that low ING4 expression correlated with high levels of nuclear phosphorylated p65/RelA (p-p65), an activated form of NF-κB (p = 0.018). Fifty seven percent of ING4-low/p-p65-high tumors were lymph node-positive, indicating a high metastatic tendency of these tumors. Conversely, ectopic expression of ING4 inhibited p65/RelA phosphorylation in T47D and MCF7 breast cancer cells. In addition, ING4 suppressed PMA-induced cell invasion and NF-κB-target gene expression in T47D cells, indicating that ING4 inhibited NF-κB activity in breast cancer cells. Supportive of the ING4 function in the regulation of NF-κB-target gene expression, we found that ING4 expression levels inversely correlated with the expression of NF-κB-target genes in primary breast tumors by analyzing public gene expression datasets. Moreover, low ING4 expression or high expression of the gene signature composed of a subset of ING4-repressed NF-κB-target genes was associated with reduced disease-free survival in breast cancer patients. Taken together, we conclude that ING4 negatively regulates NF-κB in breast cancer. Consequently, down-regulation of ING4 leads to activation of NF-κB, contributing to tumor progression and reduced disease-free patient survival in breast cancer.