早期の血液形成の祖先の多様で遺伝的な系統のインプリント
Shalin H Naik1, Leïla Perié, Erwin Swart
1Division of Immunology, The Netherlands Cancer Institute, 1066 CX Amsterdam, The Netherlands. naik.s@wehi.edu.au
Nature
|April 5, 2013
まとめ
血液形成性幹細胞 (HSC) とリンパ性原発性多能原始細胞 (LMPP) は,様々な in vivo 運命を現しています. 細胞バーコードは,以前考えられていたよりも早く血統のインプリントが発生することを明らかにし,血液形成の段階的なコミットメントモデルをサポートしています.
科学分野:
- ヘマトポエーシス (血液形成) とは
- 幹細胞生物学 幹細胞生物学とは
- 免疫学 免疫学とは
背景:
- 血液形成性幹細胞 (HSC) とその祖先による血液細胞生産の正確なメカニズムと運動学については,依然として議論されている.
- 既存のモデルは,しばしばin vitroアッセイに基づいているが,in vivo単細胞行動の複雑さを完全に捉えることはできない.
- リンパ性原始多能原始体 (LMPPs) の系統関係と差別化の可能性は,特に論争の的です.
研究 の 目的:
- 単細胞レベルでのHSCとLMPPのインビボの微分化可能性と運命を調査する.
- 祖先集団内の異質性と系統のコミットメントのダイナミクスを解決する.
- 血液形成の既存のモデルをテストし,経験的な単細胞データに基づいた代替案を提案する.
主な方法:
- HSCsとLMPPsの高解像度,単細胞追跡のための定量的なセルラーバーコード技術 in vivoを使用しました.
- 何百もの個々の祖先の子孫を分析して,その分化出力を決定した.
- 系統インプリントを評価するために,単一の祖先から派生した兄弟細胞の運命を調べました.
主要な成果:
- LMPPの間で有意な異質性が示され,リンパ性,骨髄性,またはデンドリト性細胞生産に偏った明確なサブ集団があります.
- ほとんどの血液細胞の出力は,すべての血液系統を生成できるHSCの小さなサブセットから発生することを明らかにしました.
- 個々のLMPPから派生した兄弟細胞は,しばしば共通の運命を共有し,遺伝的な系統のインプリントを指示することを観察した.
- dendritic 細胞バイアスの LMPP もインプリントングを示すことが判明し, dendritic 細胞の明確な祖先の起源を示唆しました.
結論:
- この発見は,血液形成の"段階的コミットメント"モデルを支持し,以前の線形または二進法分岐モデルに異議を唱える.
- 遺伝性系統のインプリントは,前もって認識されていたことよりも,祖先の発達において早期に発生します.
- デンドリット細胞は,別の祖先のコミットメントを持つ明確な系統を表す可能性があります.
- 単細胞分析は,血液細胞形成の複雑性と規制に関する重要な洞察を提供します.
関連する概念動画
Lineage Commitment
Commitment is the process whereby stem cells:
Multipotency of Hematopoietic Stem Cells
The hematopoietic stem cells or HSCs are multipotent, meaning they can differentiate and give rise to all blood and immune cells. HSCs are maintained in the quiescent stage until an external stimulus initiates their differentiation. The multipotent HSCs exist as two heterogeneous populations, long-term repopulating cells (LTRC) and short-term repopulating cells (STRC). The two HSC populations have different surface markers or receptors and are classified based on quiescence and long-term...
Hematopoiesis
The process of blood cell formation is called hematopoiesis. Hematopoiesis starts early during development, on the seventh day of embryogenesis. This phase of hematopoiesis is called the primitive wave, wherein the extraembryonic yolk sac allows the production of erythroid cells and endothelial cells from a common precursor called hemangioblast. The erythroid cells provide oxygen to support the growth of the rapidly dividing embryo. Hemangioblasts later develop into hematopoietic stem cells or...
Production of Formed Elements
Hemangioblasts are multipotent stem cells originating from the mesoderm. They give rise to hematopoietic stem cells (HSCs), which undergo hematopoiesis to produce all the formed elements of blood. This process is regulated by a complex network of hematopoietic growth factors, including transcription factors, growth factors, and cytokines. These factors stimulate the HSCs to divide and differentiate, though some HSCs remain undifferentiated to maintain a self-renewing pool.
Most HSCs commit to...
Most HSCs commit to...
Overview of Hematopoiesis
Hematopoiesis, or blood cell production, is a vital biological process that begins early in embryonic development and continues throughout life. This process generates the various types of cells found in blood, including red blood cells, white blood cells, and platelets from hematopoietic stem cells (HSCs).
Developmental Phases of Hematopoiesis
Initially, HSCs are formed in the embryonic yolk sac, a critical site for early blood cell production. These stem cells subsequently migrate to other...
Developmental Phases of Hematopoiesis
Initially, HSCs are formed in the embryonic yolk sac, a critical site for early blood cell production. These stem cells subsequently migrate to other...
Differentiation of Common Myeloid Progenitor Cells
Common myeloid progenitors (CMPs) are oligopotent cells that can differentiate into granulocytes and macrophages. Granulocytes and macrophages are essential for protecting the body against bacterial, viral, or fungal infections. They migrate from the bone marrow into the circulating blood to reach specific tissue sites where they differentiate and help in immune surveillance. However, they survive only for a few days and must be continuously made available to the organism to maintain a robust...


