《Nature | MYCT1决定造血干细胞环境感知和干性衰退》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-06-06
  • 2024年6月5日,加州大学洛杉矶分校Hanna K. A. Mikkola、Júlia Aguadé-Gorgorió共同通讯在Nature发表题为MYCT1 controls environmental sensing in human haematopoietic stem cells的文章,鉴定MYC靶标1(MYC target 1, MYCT1,又名MTLC)确定为一种关键的调控人HSC的环境感知能力的调节因子。MYCT1决定造血干细胞在培养过程中能否保持其自我更新和移植潜力。MYCT1在未分化的人类造血干细胞和祖细胞(HSPC)和内皮细胞中选择性表达,但在HSC培养过程中显著下调。值得注意的是,慢病毒介导的MYCT1敲低完全消除了人胎肝和脐带血(CB)HSPC的扩增和植入能力。

    利用单细胞RNA测序,作者解析了MYCT1关键作用的分子机制。MYCT1控制关键HSC干性基因的表达,如MLLT3、HOXA9和PROM1,同时抑制与HSC激活和分化相关的基因。值得注意的是,MYCT1的缺失触发了线粒体呼吸复合物和氧化磷酸化的上调——已知这会损害HSC的自我更新。此外,MYCT1耗竭失调了关键的HSC命运调节程序,包括纺锤体/M期基因、剪接、核糖体和蛋白稳定途径,加剧了HSC培养过程中观察到的有害影响。

    值得注意的是,在培养过程中恢复MYCT1的表达有效地提高了CB HSPC的扩增和植入能力。MYCT1过表达不仅延长了免疫表型长期HSC的维持和扩增,而且在移植到免疫缺陷小鼠中后,甚至在延长培养期后,也提高了可移植优质HSC的频率。作者发现MYCT1定位于HSPC的内体膜,并与囊泡运输调节因子和信号机制相互作用。MYCT1缺失导致过多的内吞作用和过度活跃的信号传导反应,同时恢复MYCT1表达平衡的培养诱导的内吞和失调的信号传导。作者基于最低的内吞率对培养的CB HSPC进行分选,得到了具有保留的MYCT1表达和MYCT1调节的HSC干性程序的细胞。

    作者将他们的发现扩展到内皮细胞,作者证明MYCT1敲低触发了磷酸化蛋白质组的整体变化,包括参与EGFR、胰岛素和Rho-GTPase信号传导的蛋白质的磷酸化增加,以及膜运输和网格蛋白介导的内吞作用。MYCT1缺失导致了细胞对环境信号的超敏反应,即使在没有外源刺激的情况下,也会导致受体介导的激酶信号通路,如AKT和ERK的过度激活。

    总之,这项开创性的工作鉴定了MYCT1作为人类HSC环境感知的关键调节因子,且解释其机制通过调节内吞作用实现。通过控制内吞速率,MYCT1微调信号反应,维持HSC的自我更新和植入能力。作者的发现强调了不仅要在培养环境中提供外在信号,还要保护负责环境感知的内在机制(包括MYCT1)的重要性。这一突破性发现为改善基于HSC的治疗应用的新策略铺平了道路,通过在离体扩增过程中维持MYCT1的表达和控制内吞作用,最终提高培养的人HSC的质量和功能。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-024-07478-x
相关报告
  • 《Nature | MYCT1决定造血干细胞环境感知和干性衰退》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-06-06
    • 2024年6月5日,加州大学洛杉矶分校Hanna K. A. Mikkola、Júlia Aguadé-Gorgorió共同通讯在Nature发表题为MYCT1 controls environmental sensing in human haematopoietic stem cells的文章,鉴定MYC靶标1(MYC target 1, MYCT1,又名MTLC)确定为一种关键的调控人HSC的环境感知能力的调节因子。MYCT1决定造血干细胞在培养过程中能否保持其自我更新和移植潜力。MYCT1在未分化的人类造血干细胞和祖细胞(HSPC)和内皮细胞中选择性表达,但在HSC培养过程中显著下调。值得注意的是,慢病毒介导的MYCT1敲低完全消除了人胎肝和脐带血(CB)HSPC的扩增和植入能力。 利用单细胞RNA测序,作者解析了MYCT1关键作用的分子机制。MYCT1控制关键HSC干性基因的表达,如MLLT3、HOXA9和PROM1,同时抑制与HSC激活和分化相关的基因。值得注意的是,MYCT1的缺失触发了线粒体呼吸复合物和氧化磷酸化的上调——已知这会损害HSC的自我更新。此外,MYCT1耗竭失调了关键的HSC命运调节程序,包括纺锤体/M期基因、剪接、核糖体和蛋白稳定途径,加剧了HSC培养过程中观察到的有害影响。 值得注意的是,在培养过程中恢复MYCT1的表达有效地提高了CB HSPC的扩增和植入能力。MYCT1过表达不仅延长了免疫表型长期HSC的维持和扩增,而且在移植到免疫缺陷小鼠中后,甚至在延长培养期后,也提高了可移植优质HSC的频率。作者发现MYCT1定位于HSPC的内体膜,并与囊泡运输调节因子和信号机制相互作用。MYCT1缺失导致过多的内吞作用和过度活跃的信号传导反应,同时恢复MYCT1表达平衡的培养诱导的内吞和失调的信号传导。作者基于最低的内吞率对培养的CB HSPC进行分选,得到了具有保留的MYCT1表达和MYCT1调节的HSC干性程序的细胞。 作者将他们的发现扩展到内皮细胞,作者证明MYCT1敲低触发了磷酸化蛋白质组的整体变化,包括参与EGFR、胰岛素和Rho-GTPase信号传导的蛋白质的磷酸化增加,以及膜运输和网格蛋白介导的内吞作用。MYCT1缺失导致了细胞对环境信号的超敏反应,即使在没有外源刺激的情况下,也会导致受体介导的激酶信号通路,如AKT和ERK的过度激活。 总之,这项开创性的工作鉴定了MYCT1作为人类HSC环境感知的关键调节因子,且解释其机制通过调节内吞作用实现。通过控制内吞速率,MYCT1微调信号反应,维持HSC的自我更新和植入能力。作者的发现强调了不仅要在培养环境中提供外在信号,还要保护负责环境感知的内在机制(包括MYCT1)的重要性。这一突破性发现为改善基于HSC的治疗应用的新策略铺平了道路,通过在离体扩增过程中维持MYCT1的表达和控制内吞作用,最终提高培养的人HSC的质量和功能。
  • 《Nature | 清除向髓样偏倚的造血干细胞可以恢复老化免疫》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-03-31
    • 2024年3月27日,斯坦福大学Jason B. Ross等人在Nature 在线发表题为Depleting myeloid-biased haematopoietic stem cells rejuvenates aged immunity的研究论文。 免疫系统老化的特征是淋巴生成和适应性免疫减少,炎症和骨髓病变增加。自我更新的造血干细胞(HSCs)群体的年龄相关变化被认为是这些现象的基础。在青年时期,淋巴样细胞和髓样细胞输出平衡的造血干细胞(bal-HSCs)比骨髓偏向输出的造血干细胞(my- HSCs)占优势,因此促进了启动适应性免疫反应所需的淋巴生成,同时限制了可促炎的髓样细胞的产生。 衰老与骨髓造血干细胞比例增加有关,导致淋巴生成减少,骨髓生成增加。bal-HSCs的移植产生丰富的淋巴细胞和髓细胞,这是一种稳定的表型,在继发性移植后保留,骨髓间充质干细胞在二次转移后仍保持其生成模式。这两个子集的起源和潜在的相互转换尚不清楚。如果它们在出生后是单独的亚群,那么可能通过消除老年小鼠中的my-HSCs来逆转衰老表型。 该研究证明了在老年小鼠中,抗体介导的my-HSCs的消耗可以恢复更年轻的免疫系统的特征,包括增加普通淋巴细胞祖细胞、幼稚T细胞和B细胞,同时减少与年龄相关的免疫衰退标志物。在老年小鼠中,my-HSCs的消耗改善了对病毒感染的原发性和继发性适应性免疫反应。这些发现可能与理解和干预因造血系统由造血干细胞主导而加重或引起的疾病有关。需要进一步的临床前和临床研究来确定这种疗法在人类中是否可行。重新平衡造血干细胞的安全方案的临床开发可能对许多与年龄相关的问题产生广泛影响。