単細胞トランスクリプトームにより、CD44が内皮から造血への移行のマーカーと調節因子であることが明らかになった

Single-cell transcriptomics identifies CD44 as a marker and regulator of endothelial to haematopoietic transition.

• Morgan Oatley
• Özge Vargel Bölükbası
• Valentine Svensson
• Maya Shvartsman
• Kerstin Ganter
• Katharina Zirngibl
• Polina V Pavlovich
• Vladislava Milchevskaya
• Vladimira Foteva
• Kedar N Natarajan
• Bianka Baying
• Vladimir Benes
• Kiran R Patil
• Sarah A Teichmann
• Christophe Lancrin

抄録

内皮から造血への移行（EHT）は、造血性内皮が造血幹・前駆細胞（HSPC）に分化する過程である。この過程の中間段階は不明であり、特にHSPCを産生する内皮細胞の正体は不明である。単細胞トランスクリプトーム解析と抗体スクリーニングを用いて、CD44をEHTのマーカーとして同定し、大動脈-ゴナド-メソネフロー（AGM）領域におけるEHTの様々な段階を強固に分離することを可能にしました。これにより、CD44陽性の動脈内皮細胞の詳細な表現型および転写プロファイルを提供することができます。これらの細胞は、Notchシグナル、TGFbeta/BMPアンタゴニストに関連する遺伝子の高発現、解糖やTCAサイクルに関連する遺伝子のダウンレギュレーション、細胞周期の低下を特徴としています。さらに、CD44とそのリガンドであるヒアルロナンとの相互作用を阻害することで、EHTを阻害し、HSPCの発生の追加的な調節因子を同定することができることを実証している。

The endothelial to haematopoietic transition (EHT) is the process whereby haemogenic endothelium differentiates into haematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs). The intermediary steps of this process are unclear, in particular the identity of endothelial cells that give rise to HSPCs is unknown. Using single-cell transcriptome analysis and antibody screening, we identify CD44 as a marker of EHT enabling us to isolate robustly the different stages of EHT in the aorta-gonad-mesonephros (AGM) region. This allows us to provide a detailed phenotypical and transcriptional profile of CD44-positive arterial endothelial cells from which HSPCs emerge. They are characterized with high expression of genes related to Notch signalling, TGFbeta/BMP antagonists, a downregulation of genes related to glycolysis and the TCA cycle, and a lower rate of cell cycle. Moreover, we demonstrate that by inhibiting the interaction between CD44 and its ligand hyaluronan, we can block EHT, identifying an additional regulator of HSPC development.