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Enregistrement W4405044961 · doi:10.1182/blood-2024-206006

Resolving Human Hematopoietic Stem Cell Functional Heterogeneity with ATP2B1 Surface Expression

2024· article· en· W4405044961 sur OpenAlexaff
Angelica Varesi, Murtaza S. Nagree, Andy G.X. Zeng, Sayyam Shah, Hyerin Kim, John E. Dick, Stephanie Z. Xie

Notice bibliographique

RevueBlood · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueAdenosine and Purinergic Signaling
Établissements canadiensPrincess Margaret Cancer CentreUniversity of TorontoUniversity Health Network
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésStem cellHaematopoiesisBiologyHematopoietic stem cellCell biologyCancer researchImmunology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

A pool of human long-term hematopoietic stem cells (LT-HSC) maintains life-long hematopoiesis by generating shorter-living progenitors that ultimately replenish mature cells. Molecular (transcriptional, epigenetic) and functional analysis have revealed that highly purified CD49f+LT-HSC are heterogeneous, with inflammation response as one prominent driver of heterogeneity. To uncover putative surface markers to help untangle CD49f+ LT-HSC heterogeneity, we leveraged our recent discovery of two human HSC subsets following recovery from inflammatory challenge; one that does not respond and the other subset that retains memory of prior inflammation (Zeng et al, in revision). Among transcriptional candidates encoding surface proteins that were enriched in the HSC inflammatory memory subset, we identified ATPase plasma membrane Ca2+ transporting 1 (ATP2B1/PMCA1). ATP2B1was intriguing, because calcium flux was reported to impact embryonic stem cell and HSC function (MacDougall et al.,Cell Stem Cell 2019; Luchsinger et al., Cell Stem Cell, 2019). We analyzed ATP2B1 immunophenotypic expression in the human CD34+CD38-CD90+ HSC compartment and performed in vitro single cell differentiation assays and in vivo serial xenotransplantation assays to determine if CD49f LT-HSC could be functionally stratified. ATP2B1 and CD49f surface expression in human neonatal cord blood (CB) and adult mobilized peripheral blood (mPB) sources revealed three immunophenotypic subpopulations: CD49f+ATP2B1+ (P1 LT-HSC), CD49f+ATP2B1- (P2 LT-HSC), and CD49f- ATP2B1- (P3 HSC). The proportion of ATP2B1-expressing P1 LT-HSC is higher in neonatal than adult sources (10% in CB vs 3.5% in mPB) in the CD34+CD38-CD90+ compartment. Single-cell erythroid-myeloid differentiation assays on MS5-stroma following index sorting for ATP2B1 and CD49f expression in CB CD34+CD38-CD90+ HSC revealed increased total clonogenicity and CD34+ output from P1 LT-HSC relative to the other 2 subsets. Moreover, serial replating clonogenic assays showed increasing output from P1 LT-HSC>P2 LT-HSC>P3 HSC and increased maintenance of immunophenotypic CD34+ cells. Of note, P3 HSC and CD90-CD49f- ST-HSC showed similar limited serial clonogenic potential confirming previous reports that these subpopulations have limited self-renewal. We transplanted the three CD34+CD38-CD90+ HSC subsets into immunodeficient mice and found repopulating potential was similar at 4 weeks post-transplant. However, at 20 weeks post-transplantation, human CD45 repopulation as well as the proportion of CD34+CD19- cells was highest to lowest in mice transplanted with P1 LT-HSC>P2 LT-HSC>P3 HSC. As a surrogate for self-renewing LT-HSC (Garcia-Prat et al., Cell Stem Cell 2021), we undertook lysotracker flow cytometry analysis on P1 LT-HSC and P2 LT-HSC cultured for 16 hours. This assay showed that CB and mPB ATP2B1-expressing LT-HSC are significantly enriched for lysosomes, further supporting the notion that P1 LT-HSC may have superior self-renewal. Direct measurement of self-renewal by quantitative secondary limiting dilution transplantation of 20 week primary transplants of P1 LT-HSC and P2 LT-HSC demonstrated 6.9-fold increased stem cell frequency for P1 LT-HSC. Analysis of the combined single-cell transcriptional and epigenetic landscape from 10x Genomics Multiome profiling within P1 and P2 LT-HSC are ongoing. In conclusion, ATP2B1 surface protein expression bifurcates CD49f+ LT-HSC into two discrete functional LT-HSC subpopulations which will enable unprecedented mechanistic resolution into human HSC heterogeneity.

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 enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,005

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 recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,013
Tête enseignante GPT0,230
Écart entre enseignants0,216 · 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
Publié2024
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