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Enregistrement W3213024712 · doi:10.1182/blood-2021-149312

CXCR4 Drives Lympho-Myeloid Fate of Hematopoietic Progenitors <i>Via</i> mTOR and Mitochondrial Metabolic Pathways

2021· article· en· W3213024712 sur OpenAlexaff
Vincent Rondeau, Amélie Bonaud, Zeina Abou-Nader, Julia P. Lemos, Vanessa Gourhand, Marc Delord, Ghislain Bidaut, Adrienne Anginot, Nathalie M. Mazure, David H. McDermott, Véronique Parietti-Montcuquet, Niclas Setterblad, Nicolas Dulphy, Françoise Bachelerie, Daniel Stockholm, Michel Aurrand‐Lions, Philip M. Murphy, Marion Espéli, Stéphane J.C. Mancini, Karl Balabanian

Notice bibliographique

RevueBlood · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueAcute Myeloid Leukemia Research
Établissements canadiensPrincess Margaret Cancer CentreUniversity Health Network
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésBiologyMyeloidHaematopoiesisProgenitor cellCell biologyStem cellBone marrowPI3K/AKT/mTOR pathwayImmunologySignal transduction

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Blood production is a tightly regulated process that starts with hematopoietic stem cells (HSCs). In adults, HSCs are unique in their capacity to self-renew and replenish the entire blood system through production of a series of increasingly committed progenitor cells within the bone marrow (BM) microenvironment. HSCs form a rare, quiescent population that displays a metabolism skewed towards anaerobic glycolysis at the expense of mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) to preserve its quiescent state and long-term reconstitution capacity. However, when HSCs differentiate, they undergo a metabolic switch from anaerobic glycolysis to mitochondrial OXPHOS, a process that is in part mediated by the metabolic sensor mTOR. It is well-established that HSCs in the BM adapt the production of myeloid and lymphoid cells depending on the needs of the body and that metabolic plasticity is a critical driver of HSC fate decisions. This has never been assessed for multipotent progenitors (MPPs) which constitute the stage at which the major divergence of lymphoid and myeloid lineages occurs. In mice, common lymphoid progenitors (CLPs) and common myeloid progenitors (CMPs) are generated from phenotypically and functionally distinct subpopulations of lineage-biased MPPs, i.e. MPP2 and MPP3 are reported as distinct myeloid-biased MPP subsets that operate together with lymphoid-primed MPP4 to control blood leukocyte production. This question is thus of paramount importance to understand how the lympho-myeloid specification process is regulated. Signaling by the G protein-coupled receptor CXCR4 on MPPs in response to stimulation by its natural ligand, the chemokine CXCL12, produced by BM perivascular stromal cells constitutes a key pathway through which the niches and MPPs communicate. However, the mechanisms whereby CXCR4 signaling regulates MPP specification are still unknown. We addressed this point using BM samples of patients with WHIM Syndrome (WS), a rare immunodeficiency caused by inherited heterozygous autosomal gain-of-CXCR4-function mutations affecting desensitization of CXCR4 and characterized by chronic lympho-neutropenia, as well as a unique WS mouse model which phenocopies severe pan-leukopenia. We unraveled myeloid skewing of the hematopoietic stem and progenitor cell (HSPC) compartment in BM of patients with WS and of WS mice. This relied on CXCR4 signaling strength that controls the output of the lymphoid and myeloid lineages by coordinating the composition and molecular identity of the MPP compartment. The fate of the lymphoid-biased MPP4 subset was central in such a process. Indeed, CXCR4 signaling termination was required for efficient generation and maintenance of the MPP4 pool, while regulating intrinsically their cell cycle status and lymphoid-myeloid gene landscape. In fact, we demonstrated for the first time that enhanced mTOR signaling, accumulation of damaged mitochondria and overactive OXPHOS-driven metabolism promoted cell-autonomous molecular changes that reprogram mutant MPP4 away from lymphoid differentiation. Consistent with this, in vivo chronic treatment with the CXCR4 antagonist AMD3100/Plerixafor or the mTOR inhibitor Rapamycin normalized mitochondrial metabolism and MPP4 differentiation. Thus, our study shows that CXCR4 signaling acts through the mTOR pathway as an essential gatekeeper for integrity of the mitochondrial machinery, which in turn controls lymphoid potential of MPP4. Disclosures No relevant conflicts of interest to declare.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,011

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,014
Tête enseignante GPT0,249
Écart entre enseignants0,235 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2021
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