Les mécanismes immunitaires impliqués dans le maintien de l’homéostasie pulmonaire sont finement régulés étant donné l’exposition constante des voies aériennes aux bioaérosols. Plusieurs cellules participent au maintien de l’homéostasie pulmonaire, telles les cellules dendritiques. Un sous-type de cellules dendritiques pulmonaires attire particulièrement l’attention dans l’homéostasie pulmonaire, les cellules dendritiques CD103+, étant donné qu’il a été démontré qu’elles participent dans la tolérance immune. Toutefois, ce rôle reste controversé, car des études démontrent qu’elles participent plutôt au développement de réponses inflammatoires pulmonaires. De plus, le CD103 (une intégrine exprimée par des sous-types de cellules dendritiques et de lymphocytes T), est surtout utilisé comme marqueur cellulaire et le rôle spécifique joué par l’expression du CD103 sur ces cellules reste inconnu. L’homéostasie pulmonaire n’est pas toujours maintenue. Chez des individus susceptibles, l’exposition aux bioaérosols peut mener au développement de réponses inflammatoires. C’est le cas pour l’asthme et l’alvéolite allergique extrinsèque, deux réponses d’hypersensibilités pulmonaires, de type I et de type mixte III/IV respectivement. Récemment, des espèces d’archées, Methanosphaera stadtmanae (MSS) et Methanobrevibacter smithii (MBS), ont été retrouvées en grande concentration dans les bioaérosols d’environnements agricoles et il a été démontré que l’exposition pulmonaire à leur extrait mène au développement d’une réponse immune chez la souris. Toutefois, le type de réponse d’hypersensibilité pulmonaire qu’elles induisent reste méconnu, une information cruciale qui permettra la poursuite de la recherche sur leur potentiel d’induire une réponse pulmonaire chez l’humain. De plus, même si plusieurs thérapies contre les maladies d’hypersensibilité pulmonaires existent, ce ne sont pas tous les sous-groupes de patients qui répondent à la médication, menant à des conséquences socio-économiques importantes pour le système de santé et pour les patients. Ainsi, il demeure important de poursuivre la recherche sur de potentielles cibles thérapeutiques, telles les cellules impliquées dans le maintien de l’homéostasie pulmonaire. Cette thèse vise donc à évaluer le rôle de l’expression du CD103 dans le maintien de l’homéostasie pulmonaire dans le contexte de maladies d’hypersensibilité pulmonaires induites par des antigènes retrouvés dans les bioaérosols. Le rôle de l’expression du CD103 dans l’hypersensibilité de type I induite par l’ovalbumine ou l’extrait d’acariens (modèles d’asthme) a d’abord été a évalué via l’utilisation de souris Cd103-/-. Nous démontrons que l’expression du CD103 est cruciale pour le contrôle de la sévérité de l’inflammation pulmonaire et qu’elle pourrait être impliquée dans l’initiation de la phase de résolution de la réponse inflammatoire. De plus, l’expression du CD103 sur les cellules dendritiques joue un rôle dans leur migration aux ganglions lymphatiques. Ensuite, nous avons évalué le rôle de l’expression du CD103 dans la réponse d’hypersensibilité de type mixte III/IV en réponse à Saccharopolyspora rectivirgula (SR; modèle d’alvéolite allergique extrinsèque) en utilisant des souris Cd103-/-. De plus, en utilisant des modèles de transfert de cellules, nous avons évalué le rôle de l’expression du CD103 dans la réponse au SR lorsque seulement exprimé par les cellules dendritiques ou seulement par les lymphocytes T CD4. Nous démontrons que c’est l’expression du CD103 sur les cellules dendritiques spécifiquement qui est impliquée dans la régulation de l’initiation de la réponse inflammatoire. Après avoir déterminé le type de réponse d’hypersensibilité induite par l’extrait de MSS ou MBS, nous avons étudié le rôle de l’expression du CD103 en réponse à ces archées. Nous démontrons que l’exposition à MSS induit une réponse immune typique d’une hypersensibilité pulmonaire de type IV. Les résultats obtenus après l’exposition à MBS indiquent aussi que la réponse développée est une hypersensibilité de type IV, même si cela reste à confirmer. Finalement, étant donné une grande variabilité entre nos expériences chez les souris Cd103-/-, nous n’avons pu obtenir de conclusion sur le rôle de l’expression du CD103 dans les réponses d’hypersensibilités induites par les archées. Ces résultats démontrent que l’expression du CD103 sur les cellules dendritiques joue un rôle dans le contrôle de l’homéostasie pulmonaire en réponse à des bioaérosols spécifiques qui induisent une hypersensibilité pulmonaire. Les mécanismes exacts régulés par le CD103 sur les cellules dendritiques menant au maintien de l’homéostasie pulmonaire restent à être élucidé. De plus, nos résultats confirment que les espèces d’archées MSS et MBS induisent chacune une réponse d’hypersensibilité pulmonaire qui lui est spécifique, des résultats qui contribueront à déterminer si ces microorganismes induisent une pathologie chez l’Homme. / As we breathe, the lungs are constantly exposed to bioaerosols that challenge the maintenance of airway homeostasis. Many cells are involved in the maintenance of lung homeostasis, such as airway dendritic cells (DCs). A subset of airway DCs has gained special interest in the past years for its role in immune tolerance: CD103+ DCs. Yet, this role remains controversial as there are also reports that they induce airway inflammatory responses. Furthermore, CD103 (an integrin expressed by subsets of DCs and T cells) is mostly used as a marker and whether CD103 expression on these cells plays a specific role remains unknown. Airway homeostasis is not always maintained. Exposure to bioaerosols can elicit an immune response in susceptible individuals, such as in asthma and hypersensitivity pneumonitis, two common airway hypersensitivity diseases of type I and mixed type III/IV hypersensitivity, respectively. Recently, archaea species Methanosphaera stadtmanae (MSS) and Methanobrevibacter smithii (MBS) were identified in high concentrations in bioaerosols from agricultural environments and their extracts were shown to induce an immune response in the airways of mice. However, the type of airway hypersensitivity response they induce remains unknown, a key information that is required if research is pursued on whether they elicit an airway hypersensitivity response in humans. Furthermore, although many therapies for airway hypersensitivity diseases exist, not all subsets of patients respond to the current medication, resulting in high social and economic impacts on the health system and patients. Therefore, research on potential therapy targets for airway hypersensitivity diseases, such as those involved in the maintenance of airway homeostasis, remains important. This thesis focuses on the role of CD103 expression in the maintenance of lung homeostasis in the context of airway hypersensitivity responses induced by antigens found in bioaerosols. We first assessed the role of CD103 expression in type I hypersensitivity in response to ovalbumin or house dust mite extract (models of experimental asthma) using Cd103-/- mice. We found that CD103 expression is crucial in controlling the severity of airway inflammation and could be involved in initiating the resolution of the inflammatory response. Furthermore, CD103 expression on DCs regulates DC trafficking to the draining lymph nodes. We then assessed the role for CD103 expression in mixed type III/IV hypersensitivity in response to Saccharopolyspora rectivirgula extract (SR; model of experimental hypersensitivity pneumonitis) using Cd103-/- mice. Furthermore, using models of cell transfers, we evaluated the role for CD103 expression in the response to SR when specifically expressed by dendritic cells or specifically by CD4 T cells. We demonstrate that CD103 expression on DCs specifically is involved in regulating the onset of the inflammatory response. We finally studied the role for CD103 expression in response to the airway exposure of MSS and MBS extracts, after elucidating the type of hypersensitivity response they induce. We demonstrate that exposure to MSS induces a typical type IV hypersensitivity response. The results obtained after exposure to MBS also indicate development of a type IV hypersensitivity response, although it remains to be confirmed. Finally, due to high variability in the results using Cd103-/- mice, we were unable to reach a conclusion on the role for CD103 expression in response to archaea species. These results demonstrate that CD103 expression by DCs is involved in the control of airway homeostasis to specific airway hypersensitivity-inducing bioaerosols. The exact mechanisms regulated by CD103 on DCs leading to the maintenance of airway homeostasis remain to be elucidated. Furthermore, our results confirm that archaea species MSS and MBS induce a specific type of hypersensitivity response, which will contribute to the elucidation of whether they induce an airway pathology in humans.

L'asthme est une maladie chronique des voies respiratoires caractérisée par une infiltration de cellules inflammatoires activées comprenant des éosinophiles mais également des cellules T, des mastocytes et des neutrophiles au niveau de la muqueuse bronchique. Cette inflammation est associée à des changements structuraux des bronches appelés remodelage qui contribue à l'obstruction bronchique ainsi qu'à l'apparition des symptômes d'asthme. En effet, l'inflammation dans les voies aériennes implique des interactions cellulaire et moléculaire complexes entre les cellules résidentes de la muqueuse bronchique et les cellules inflammatoires infiltrées. Ces interactions peuvent se faire soit par contact direct et/ou par des médiateurs sécrétés. De plus, l'identité des molécules impliquées dans ces interactions ainsi que leurs effets sur le devenir de la réponse inflammatoire et sur le remodelage ne sont pas très bien connus. Ainsi, mieux définir et comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans cette interaction est crucial afin de pouvoir développer de nouvelles cibles thérapeutiques. La présente thèse a pour but d'étudier l'impact de l'interaction entre les fibroblastes bronchiques et les lymphocytes T sur le devenir de la réponse inflammatoire et sur le remodelage, de même que de comparer l'impact de différentes stratégies d'ajustement des doses des corticostéroïdes, basée sur le compte d'éosinophiles dans le sputum à une autre basée sur les critères cliniques sur l'inflammation et le remodelage bronchique. Tout d'abord, nous avons montré que l'interaction entre les fibroblastes et les lymphocytes T induit l'augmentation de la production d'IL-6 et que ce processus est médié par l'interaction moléculaire α5β1/CD40L chez les asthmatiques. De plus, cette interaction induit également l'augmentation de l'expression de TGF-β, d'LL-β et d'IL̀-17 favorisant ainsi une réponse immunitaire de type Thl7 en plus d'induire la survie des cellules T CD4+. En outre, nous avons montré que l'utilisation du compte d'éosinophiles comme stratégie d'ajustement du traitement des patients a le même impact sur l'éosinophilie qu'une stratégie basée sur des critères cliniques. Ces résultats soulignent l'importance de l'interaction entre les cellules inflammatoires et les cellules résidentes dans la régulation de l'inflammation et dans la pathogenèse de l'asthme.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

L'écoulement gazeux inspiratoire dans les Voies Aériennes Supérieures (VAS) nasales est étudié en condition stationnaire numériquement et expérimentalement dans trois géométries choisies pour leur caractère particulièrement réaliste : une géométrie nasale post mortem issue d'un modèle de tête plastinée, et deux géométries VAS (l'une « saine », l'autre « pathologique ») obtenues in vivo à partir de données tomodensitométriques de patients. Le modèle de « nez plastiné » est lui aussi scannographié et sa géométrie est numériquement reconstruite en 3D. L'étude numérique (calcul CFD) consiste à résoudre les équations de Navier-Stokes dans chaque géométrie reconstruite en 3D après facétisation (sur Amira) puis génération de différents maillages volumiques (Amira ou Gambit TGrid), en régime laminaire et/ou turbulent et des débits inspiratoires jusqu'à 1 L/s. L'étude expérimentale consiste à mesurer les relations chute de pression - débit (jusqu'à 1,5 L/s) entre la région d'entrée du nez et la sortie des VAS, sur le modèle de nez plastiné et sur le modèle physique des VAS saines obtenu par stéréolithographie. Après définition des sections d'intérêt de chaque modèle sur des critères anatomiques et mécaniques, l'axe central est défini par tronçon comme la ligne joignant les points médians des sections et leur validation est faite à l'aide de la méthode de réflexion acoustique sur le modèle de nez plastiné. Les résultats concernent: (i) la comparaison expérimentale-numérique conduite sur la chute de pression globale dans deux modèles qui montre un écart inférieur à 10% jusqu'à un débit de 0,4 L/s ; (ii) la caractérisation comparée des trois géométries à partir de l'évolution sur l'axe du nez des valeurs d'aire, de diamètre hydraulique et du nombre de Reynolds local ; (iii) l'importance relative, au demeurant très variable en fonction de la géométrie de chaque modèle, des trois courants délimités par les cornets inférieur, moyen et supérieur ; (iv) les pertes de charge et les variations d'énergie cinétique en fonction du nombre de Reynolds, définis globalement ou par tronçon. Dans l'ensemble, les résultats révèlent le caractère complexe de l'écoulement nasal : essentiellement laminaire mais perturbé par la succession des changements géométriques le long de l'axe nasal, présentant une similitude entre narines gauche et droite dans la géométrie de nez plastiné mais non observée dans la géométrie in vivo, probablement en raison des phénomènes vaso-moteurs. Cette étude confirme l'intérêt d'utiliser la CFD dans la géométrie nasale propre à chaque patient.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

L'air que nous respirons au travers des voies aériennes supérieures est essentiel pour la vie et pour la communication orale. Dans les études de production de parole humaine, l'écoulement d'air est en général extrêmement simplifié. Or cet écoulement est complexe car turbulent et fortement sensible aux conditions limites. Dans le cas de la production de fricatives non voisées, une description plus fine de l'écoulement s'avère nécessaire pour pouvoir modéliser correctement les mécanismes aéroacoustiques sous-jacents. A l'aide d'expériences in-vitro et de simulations numériques, l'objectif de cette thèse est de contribuer à la modélisation et la caractérisation aéroacoustique d'écoulements dans des configurations de type canal avec obstacle(s), avec application à la production de fricatives non voisées. Une attention toute particulière est portée à l'influence des conditions limites et à la turbulence. / Airflow through the human upper airways is essential for life and for oral communication. In studies dealing with human speech production, airflow is mostly severely simplified. Nevertheless, this airflow is complex owing to turbulence and extreme sensitivity to boundary conditions. Recently, deeper attention has been given to characterize the airflow in the case of unvoiced fricative production and the necessity of obtaining a more detailed flow description has been outlined. With the aid of in-vitro experiments and numerical simulations, the aim of the current PhD research is to contribute to the aeroacoustic modeling and characterization of airflows through various configurations of ducts with obstacle(s), relevant for unvoiced fricative speech production. Special interest is given to the influence of boundary conditions and to turbulence.

L’asthme est un désordre respiratoire caractérisé par une prévalence élevée dans laquelle une proportion des individus ne répondent pas bien aux traitements actuels. Afin de développer des traitements plus efficaces, il est nécessaire de mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques de l’asthme. Le muscle lisse des voies aériennes joue un rôle central dans ce désordre respiratoire puisque son activation intense et sa contraction excessive contribuent à l’obstruction des voies aériennes donnant lieu aux symptômes de l’asthme. Les deux projets présentés dans ce mémoire étudient les effets de l’administration répétée d’un activateur du muscle lisse des voies aériennes, soit la métacholine, chez la souris. L’hypothèse du premier projet stipule que des bronchoconstrictions induites par la métacholine favoriseraient le développement de changements structuraux dans les parois aériennes des sujets exposés. Néanmoins, les résultats démontrent que des bronchoconstrictions répétées ne sont pas suffisantes pour induire plusieurs aspects du remodelage des voies aériennes, pour altérer la mécanique respiratoire et pour modifier la capacité contractile du muscle lisse trachéal. L’hypothèse du deuxième projet stipule que l’activation répétée des récepteurs muscariniques du muscle lisse des voies aériennes donne lieu à un phénomène d’adaptation des récepteurs. Ce phénomène se répercuterait en une diminution de l’effet de la métacholine sur la force générée par le muscle lisse des voies aériennes et, conséquemment, en une diminution de l’obstruction des voies respiratoires. Les résultats confirment que l’activation répétée des récepteurs muscariniques par l’administration de métacholine à des souris in vivo diminue leur réactivité bronchique à la métacholine, et ce, en diminuant la capacité contractile du muscle lisse des voies aériennes en réponse à la métacholine. De façon encore plus impressionnante, dans un modèle murin d’asthme, ce traitement permet de renverser complètement l’hyperréactivité bronchique à la métacholine. Les mécanismes moléculaires sous-jacents restent à être élucidés. / Asthma is a prevalent respiratory disorder for which a proportion of patients responds poorly to actual treatment, which highlights the necessity to study the physiopathology of asthma and to develop more efficient drugs. The airway smooth muscle plays a chief role in asthma. This is because the excessive activation of airway smooth muscle that characterizes asthma, and the exaggerated contraction that ensues, leads to respiratory symptoms by obstructing the airway lumen. The two projects presented in this Master’s thesis focus on the effects of repeated inhalations of methacholine, an activator of airway smooth muscle, in mice. The hypothesis of the first project postulated that the mechanical stress the airway wall undergoes during repeated methacholine-induced constrictions leads to structural changes in the airway wall. The results demonstrated that repeated constrictions by themselves are not sufficient to induce key features of airway wall remodeling, to alter respiratory mechanics and to change the contractile capacity of airway smooth muscle. The hypothesis of the second project postulated that repeated inhalations of methacholine trigger adaptation of the muscarinic receptors, which leads to a decreased effect of muscarinic agonists over time. In turn, this would decrease the force generated by airway smooth muscle and thereby relieves airway obstruction. The results confirmed that repeated activations of the muscarinic receptors by inhaled methacholine decrease airway responsiveness to methacholine in vivo, as well as the force generated by the airway smooth muscle in response to methacholine ex vivo. Interestingly, in a murine model of asthma, repeated activations of the muscarinic receptors completely reverse airway hyperresponsiveness to methacholine. The molecular mechanisms underlying this phenomenon remain to be determined.

Des techniques d’exploration de la fonction respiratoire nécessitant une coopération minimale, réalisables en ventilation spontanée, sans anesthésie, sont nécessaires chez les jeunes enfants asthmatiques. De telles méthodes sont la mesure de l’impédance respiratoire par la technique des oscillations forcées, la mesure de la résistance spécifique des voies aériennes par pléthysmographie ou la capnographie qui mesure la concentration de CO2 dans le gaz expiré. L’objectif principal de travail a été l’amélioration du diagnostic de l’asthme infantile en utilisant des études cliniques et fondamentales. Une étude clinique incluant des enfants asthmatiques et témoins a montré que la spécificité de la résistance est améliorée en expiration par rapport à l’inspiration du au fait que la fermeture de la glotte à l’expiration est proportionnelle au degré de l’obstruction bronchique. Une autre étude a démontré que le diagnostic de l’asthme est amélioré par le calcul des variations d’admittance respiratoire à un bronchodilatateur, ce calcul n’étant pas influencé par l’artefact des voies aériennes supérieures. Une étude a montré que la mesure de la résistance spécifique des voies aériennes en ventilation spontanée est surestimée par rapport à la mesure en halètement. La capnographie est une méthode noninvasive qui donne des renseignements sur l’inhomogénéité de la ventilation pendant une obstruction bronchique aigue. Toutefois, elle peut être limitée chez le jeune enfant par une fréquence ventilatoire élevée. Une étude expérimentale a été menée chez le lapin pour valider les indices capnographiques à différentes fréquences ventilatoires pour identifier la présence d’une obstruction aigue / Shorter lung function testing methods are needed in young asthmatic children, requiring minimal cooperation, performed in spontaneous breathing, without anaesthesia. Such methods are measurement of respiratory impedance by forced oscillations technique, measurement of specific airway resistance by plethysmography or capnography, measurement of CO2 concentration in expired air. The main objective of this work was to improve pediatric asthma diagnosis by using clinical and experimental studies. A study including asthmatic and control children showed that the specificity of resistance was improved in expiration compared to inspiration due to the fact that the glottis closure during expiration was proportional to the degree of airway obstruction. Another clinical study demonstrated that asthma diagnosis was improved by computation of respiratory admittance response to a bronchodilator because this computation is not affected by upper airways artifact. A study showed that specific airway resistance measured during spontaneous breathing was overestimated compared to panting metthod. Capnography is a non invasive technique. The shape of the expired CO2 time course is altered by the non homogenous distribution of ventilation resulting from bronchoconstriction. But its clinical usefulness in young children may be limited by the relatively high respiratory rate. An experimental study was conducted in rabbits to validate capnogram shape indices at different rates of breathing during airway constriction by methacholine. The indices have detected the acute airway obstruction even at high frequencies, frequencies usually presented by infants during an acute bronchoconstriction

Chez les patients mucoviscidosiques (CF), l'épithélium des voies aériennes est souvent lésé et remodelé. Que le remodelage soit lié à l'infection et/ou l'inflammation inhérentes à la pathologie ou à un processus de régénération dérégulée reste à déterminer. Le premier objectif de cette thèse a été de déterminer le rôle de l'inflammation dans le remodelage et la régénération de l'épithélium bronchique CF. Grâce à un modèle in vitro de culture en interface air-liquide, nous avons montré qu'en absence d'infection et d'inflammation exogènes, la régénération épithéliale CF est anormale et retardée, et que l'épithélium régénéré est remodelé, en comparaison d'un épithélium régénéré non-CF. En outre, en générant une inflammation chronique dans les cultures CF et non-CF, nous avons pu attribuer un rôle pour l'inflammation endogène (mémoire inflammatoire) des cellules CF dans l'augmentation de la hauteur épithéliale et dans le développement de l'hyperplasie des cellules basales, un rôle essentiel de l'inflammation exogène dans le développement de l'hyperplasie des cellules mucipares, et l'absence d'influence de l'inflammation dans le retard de différenciation des cellules ciliées épithéliales CF. Le second objectif de cette thèse a été d’identifier une molécule susceptible d’être anti-remodelage et/ou pro-régénératrice. Les résultats obtenus montrent qu’une molécule issue des agro-ressources régionales régule l'augmentation de la hauteur épithéliale et l'hyperplasie des cellules basales et sécrétoires, favorise la différenciation des cellules ciliées, et réduit l'inflammation et de synthèse de la mucine MUC-5AC, tant dans les cultures CF quand dans les cultures non-CF soumises à une inflammation chronique. Enfin, la molécule restaure la sécrétion des ions chlorure CFTR-dépendante dans les cultures CF. Cette molécule semble donc être un candidat médicament prometteur pour le traitement de la CF. / The airway epithelium of cystic fibrosis (CF) patients is frequently injured and remodeled. Whether these alterations are related to infection and/or inflammation or to a dysregulated regeneration process remains to be elucidated. The first objective of this study was to determine the involvement of inflammation in remodeling and regeneration of the CF airway epithelium. Using an in vitro model of airway epithelial cell culture at the air-liquid interface, we demonstrated that, in absence of exogenous infection and inflammation, the CF airway epithelium regeneration was abnormal, delayed, and led to the reconstitution of a remodeled epithelium, in comparison to a non-CF regenerated airway epithelium. Moreover, by inducing a chronic inflammation in non-CF and CF cultures, we were able to attribute a role of the endogenous inflammation of CF cells (inflammatory memory) in the airway epithelium height increase as well as in the basal cell hyperplasia development, an essential involvement of exogenous inflammation in the development of goblet cell hyperplasia, and the absence of implication of inflammation in the ciliated cell differentiation delay. The second objective of this study was to identify an anti-remodeling and/or pro-regenerative molecule. The results we obtained showed that a molecule derived agro-resources regulated the increase in the airway epithelium height as well as the basal and goblet cell hyperplasia development, favored the ciliated cell differentiation, decreased the inflammation and the production of the MUC5-AC mucin, in the CF cultures an in the chronically inflamed non-CF cultures. Finally, this molecule restored chloride secretion through CFTR in CF cultures. In conclusion, the chosen molecule seems to be a promising therapeutics for cystic fibrosis.

Dans la première partie de ma thèse, nous avons étudié le rôle de la TSLP, une cytokine produite par les kératinocytes, dans la mélanogenèse. Nous avons montré que l'expression de TSLP était induite dans l'épiderme de la peau atteinte de mélanome chez la souris et l'humain. Notre resulats indiquent que la TSLP murine joue un rôle dans la croissance de la tumeur et que ce rôle s'exerçait via les cellules immunitaires. Nos résultats suggèrent l'existence d'un dialogue entre les cellules du mélanome, les kératinocytes et les cellules immunitaires jouant un rôle important dans la croissance et la métastase du mélanome. Dans la seconde partie, nous avons exploré les cytokines produites dans le contexte de la dermatite atopique et leur rôle dans l'initiation de l'asthme. Nous avons trouvé que TSLP est différemment impliquée dans la sensibilisation allergique épicutanée et dermocutanée, et nous avons identifiée l'IL-1β comme un acteur majeur dans la marche atopique. Cette étude expose de nouvelles approches pour le développement de stratégies pour prévenir ou stopper la marche atopique. / My PhD thesis aimed at studying skin inflammatory responses under two pathogenic contexts, melanoma and atopic march. In the first part, we studied the role of keratinocyte-produced cytokine TSLP in melanomagenesis. We showed that TSLP expression was induced in skin epidermis of both mouse and human melanoma. We further provided evidence that TSLP played a tumor-promoting role by ablating or overexpressing TSLP in mouse melanoma, and that such role of TSLP was mediated through immune cells. Our results suggest that a crosstalk between melanoma cells, epidermal keratinocytes and immune cells plays an important role for melanoma growth and metastasis. In the second part, we explored the cytokine factors derived from atopic dermatitis (AD) in driving the asthma. By using an innovative laser-assistant microporation system, we established novel atopic march mouse models. We found that TSLP was differentially implicated in allergen epicutaneous or dermacutaneous sensitization, and further identified IL-1β as an important player in atopic march. This study adds new insight into the development of potential strategies for preventing or stopping the atopic march.