局部氧张力决定造血细胞的生长与潜能

造血干细胞和祖细胞支撑着终生的血液和免疫细胞供应，并构成了治疗血液疾病的强大细胞治疗平台。本研究定义了造血干细胞和祖细胞的氧依赖性活动。我们发现，来自脐带血、骨髓和动员外周血的谱系定型祖细胞在高氧条件下扩增增加，而原始细胞——包括具有体内潜能的脐带血来源细胞——在低生理氧（O2）条件下以更高的频率得以维持。在不同氧浓度下进行的造血单细胞转录组分析揭示了预期的分子低氧程序调控，包括HIF和MTORc信号通路。转录组学还鉴定出在氧依赖性背景下研究不足的基因，包括MDM4通路和PRSS2，我们发现后者是造血细胞潜能的一个mRNA生物标志物。转录变化结合生化验证表明，低氧通过将代谢活性较低、增殖状态较弱的细胞维持在较低的压力标志物积累水平来保存它们。这可能是通过多个分子程序的动态相互作用发生的，并可能导致细胞潜能的差异。总之，这些数据将氧感应通路确定为改善细胞治疗的目标，并表明局部氧合决定了解剖微环境中的造血潜能。