Mechanism of zebrafish erythroid cell reprogramming

Abstract

Hematopoiesis is the process in which mature hematopoietic cells are generated by proliferation and differentiation of hematopoietic stem cells (HSCs). According to the hierarchical model of hematopoiesis, multipotent HSCs can undergo self-renewal and differentiation into erythroid, myeloid or lymphoid lineage. However, under certain conditions, already committedcells can transdifferentiate orreprogram into anothercell type. Here, we are using unique model of immortalized transgenic gata1:dsRedzebrafish erythroid burst (ZEB) progenitor cell line to reprogram erythroid cells into myeloid lineage. Our aim was to describe this reprogramming and propose the mechanism of this switch. ZEB cells have differentiation block and we tried to differentiate them into erythrocytes using some promising molecules. These cells are dependent only on erythropoietin (Epo), which is essential for erythroid cell development. However, after replacement of Epo by granulocyte colony-stimulating factor (Gcsf), important cytokine for granulocytes and stem cell production, the cells are able to undergo erythro-myeloid switch. We are able to observe changes in granularity, size and morphology betweenoriginal (erythroid) and reprogrammed (myeloid) cells. Based on morphology and expression profile, we concluded, that...

Hematopoéza je proces, ve kterém proliferací a diferenciací hematopoetických kmených buněk (HSCs) vznikají buňky zralé. Dle hierarchického modelu hematopoézy, multipotentní HSCs mohou podstoupit sebeobnovu a diferenciaci do erythroidní, myeloidní a lymphoidní linie. Buňky, které mají již předurčený osud, mohou za určitých podmínek transdiferencovat nebo se reprogramovat do jiných buněčných typů. V této práci používáme unikátní model rybí imortalizované transgenní gata1:dsRed linie erythroidních progenitorů (ZEB buňky), abychom reprogramovali erythroidní buňky do myeloidní linie. Naším cílem bylo popsat reprogramaci a navrhnout její mechanismus. ZEB buňky mají diferenciační blok a my jsme se je pokusili diferencovat do erytrocytů s použitím některých slibných molekul. Tyto buňky jsou závislé pouze na erytropoetinu (Epo), který je důležitý pro vývoj erythroidních buněk. Poté, co se vymění Epo za faktor stimulující kolonie granulocytů (Gcsf),což je cytokin důležitý pro granulocyty a produkci kmenových buněk,jsou buňkyschopné podstoupit změnuosudu z erythroidních buněkdo myeloidních. Jsme schopni pozorovat změny v granularitě, velikosti a morfologii mezi původními (erythroidními) a reprogramovanými (myeloidními) buňkami. Na základě morfologie a expresníhoprofilu jsme došli k závěru, že reprogramované...