クローンダイナミクスの普遍性は、幹細胞の自己複製戦略を特定するための基本的な限界をもたらしている

Universality of clonal dynamics poses fundamental limits to identify stem cell self-renewal strategies.

• Cristina Parigini
• Philip Greulich

抄録

成体幹細胞がどのようにして自己再生組織を維持しているかは、生体内では一般的に、細胞系統追跡アッセイから得られたクローンデータを分析することで評価される。幹細胞の自己再生戦略を明らかにするためには、幹細胞の運命選択のモデルが異なると、十分に異なるクローン統計量が予測されることが必要である。ここでは、細胞の運命選択のモデルが、恒常性組織において、2つの「普遍性クラス」に分類されることを示している。これらのクラスは、幹細胞の自己複製戦略の一般化に関連しており、保存則によって区別される。このことは、幹細胞の自己複製戦略を特定するための課題と機会の両方をもたらしている。

How adult stem cells maintain self-renewing tissues is in vivo commonly assessed by analysing clonal data from cell lineage tracing assays. To identify strategies of stem cell self-renewal requires that different models of stem cell fate choice predict sufficiently different clonal statistics. Here we show that models of cell fate choice can, in homeostatic tissues, be categorized by exactly two 'universality classes', whereby models of the same class predict, under asymptotic conditions, the same clonal statistics. Those classes relate to generalizations of the canonical asymmetric vs. symmetric stem cell self-renewal strategies and are distinguished by a conservation law. This poses both challenges and opportunities to identify stem cell self-renewal strategies: while under asymptotic conditions, self-renewal models of the same universality class cannot be distinguished by clonal data only, models of different classes can be distinguished by simple means.

© 2020, Parigini & Greulich.