造血幹細胞は,ホメオスタシスと修復の間,休眠状態から自己再生状態に逆転的に切り替わります

科学分野:

• 血液学 ヘマトロジ
• 幹細胞生物学 幹細胞生物学
• 細胞サイクル規制について

背景:

• 造血幹細胞 (HSC) は,生涯の血液細胞生産に不可欠です.
• ホメオスタシスとストレス中のHSC分裂と自己更新の動態は,完全に理解されていません.
• 以前の仮定では,HSCの頻繁な周回が示唆され,細胞周期の定期的な入出を暗示していました.

研究 の 目的:

• ネズミの休眠血液形成性幹細胞 (HSC) を特定し,特徴づけること.
• ホメオスタティックおよびストレス条件下で,HSCの細胞サイクル行動を調査する.
• 休眠状態にあるHSCの自己再生能力と役割を決定する.

主な方法:

• フローサイトメトリーは,特定の細胞集団を隔離するために使用されました.
• BrdUとヒストンH2B-GFPを含むラベル保持アッセイは,細胞分裂を追跡するために使用されました.
• 細胞分裂頻度を推定するために計算モデルが使用されました.

主要な成果:

• 眠っているマウスHSC (d-HSC) の独特の集団は,lin(-) Sca1+cKit+CD150+CD48(-) CD34(-) 分数内で特定されました.
• 計算モデリングは,d-HSCsが約145日ごとに分裂することを示しました.
• d-HSCは,多系統の長期的な自己更新活動の大部分を有し,骨髄損傷またはG-CSF刺激の間に活性化され,ストレス後の休眠状態に戻ります.

結論:

• 血液形成性幹細胞 (HSC) は休眠状態で存在し,強力な幹細胞の貯蔵庫を形成します.
• HSCは,細胞サイクルにストカスティックに突入するのではなく,血液形成的ストレスに反応して,休眠状態と自己再生の間で可逆的に切り替わります.
• この可逆的な休眠メカニズムは,生涯にわたってHSCプールの長期的な維持を保証します.