USP10是長期造血幹細胞造血和抑制細胞凋亡必需的去泛素化酶

Masaya Higuchi, et al.

Stem Cell Reports. 2016; 7(6):1116-1129.

講者: 陳奕如                           時間: 14:00~15:00, 2017-05-10

講評者:徐麗君老師                地點: 601階梯教室

摘要:

造血幹細胞（HSC）是透過造血過程產生所有其他血細胞的細胞，具有自我更新和分化的能力。從小鼠的發育的研究發現，造血幹細胞最先出現在胚胎第11天的主動脈-性腺-中腎和胎盤中，然後移動到肝臟，直到出生[1]。一般來說，出生後，造血幹細胞會存在於骨髓隔間，一個特化的微環境，稱為利基(niche)。這個環境裡的細胞可以分泌支持造血幹細胞特性的細胞因子。然而，造血幹細胞需要克服從一個位置遷移到另一個位置時細胞因子波動引起的凋亡，例如從胎盤到肝臟。在某些條件下，泛素特異性肽酶10（USP10）可去幫助造血幹細胞抵抗這些細胞因子的刺激[2]。在這項研究中，作者產生了USP10基因剔除（KO）小鼠，以研究USP10和造血幹細胞發育之間的相關性。他們觀察到USP10基因剔除小鼠與造血幹/前驅細胞（HSPC），特別是會去增強長期造血幹細胞的細胞凋亡，造成骨髓衰竭伴隨全血細胞減少症。為了瞭解在USP10基因剔除小鼠中，造血幹細胞的活性是由造血幹細胞本身的缺陷引起的或是由其所在的周遭環境造成的，故作者將帶有功能健全的USP10的骨髓細胞移植到USP10基因剔除小鼠中。研究結果顯示，移植的細胞在USP10基因剔除小鼠中有效地重建多譜系的造血細胞。另外，也有文獻指出造血幹細胞可以在含有造血幹細胞生長促進細胞因子的培養基中生長和擴增[3]，所以作者將從USP10基因剔除小鼠取出的造血幹細胞，放入細胞因子含量低的培養基中培養，檢測細胞因子的缺乏是否可誘導細胞死亡。數據顯示，細胞因子缺乏會導致USP10基因剔除小鼠的造血幹細胞有較嚴重的細胞凋亡，但通過轉殖USP10功能健全的基因可以克服此現象。綜合以上結果，USP10是造血功能中必需的去泛素酶，並通過抑制造血幹/前驅細胞（特別是長期造血幹細胞）的凋亡發揮其功能。

參考文獻:

1.    Mikkola, H.K. and S.H. Orkin, The journey of developing hematopoietic stem cells. Development, 2006. 133(19): p. 3733-44.

2.    Takahashi, M., et al., HTLV-1 Tax oncoprotein stimulates ROS production and apoptosis in T cells by interacting with USP10. Blood, 2013. 122(5): p. 715-725.

3.    Sauvageau, G., N.N. Iscove, and R.K. Humphries, In vitro and in vivo expansion of hematopoietic stem cells. Oncogene, 2004. 23(43): p. 7223-7232.