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Autophagy Proteins ATG5 and ATG7 Are Essential for the Maintenance of Human CD34(+) Hematopoietic Stem-Progenitor Cells

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  • Autor
  • Año de publicación 2016
  • Idioma Inglés
  • Publicado por Stem cells; Vol. 34, No. 6
Descripción
Abstract:Autophagy is a highly regulated catabolic process that involves sequestration and lysosomal degradation of cytosolic components such as damaged organelles and misfolded proteins. While autophagy can be considered to be a general cellular housekeeping process, it has become clear that it may also play cell type-dependent functional roles.In this study, we analyzed the functional importance of autophagy in human hematopoietic stem/progenitor cells (HSPCs), and how this is regulated during differentiation. Western blot-based analysis of LC3-II and p62 levels, as well as flow cytometry-based autophagic vesicle quantification, demonstrated that umbilical cord blood-derived CD34(+) /CD38(-) immature hematopoietic progenitors show a higher autophagic flux than CD34(+) /CD38(+) progenitors and more differentiated myeloid and erythroid cells.This high autophagic flux was critical for maintaining stem and progenitor function since knockdown of autophagy genes ATG5 or ATG7 resulted in reduced HSPC frequencies in vitro as well as in vivo. The reduction in HSPCs was not due to impaired differentiation, but at least in part due to reduced cell cycle progression and increased apoptosis.This is accompanied by increased expression of p53, proapoptotic genes BAX and PUMA, and the cell cycle inhibitor p21, as well as increased levels of cleaved caspase-3 and reactive oxygen species. Taken together, our data demonstrate that autophagy is an important regulatory mechanism for human HSCs and their progeny, reducing cellular stress and promoting survival.Resumen: La autofagia es un proceso lisosomal catabólico altamente regulado que implica el secuestro y degradación de componentes citosólicos: tales como proteínas mal plegadas y orgánelos deteriorados. Mientras que la autofagia puede ser considerada como un proceso general de limpieza celular, también juega un papel funcional dependiendo del tipo de célula.En el presente estudio, hemos analizado la importancia de la autofagia en las células madre hematopoyéticas y sus progenitores y cómo dicho proceso está regulado durante la diferenciación. El análisis de los niveles de LC3-II y p62, así como la cuantificación de la autofagia mediante citometría de flujo demostraron que los progenitores hematopoyéticos inmaduros CD34 (+) / CD38 (-) tienen un flujo de autofagia mayor que las células eritroides y mieloides. Este alto flujo de autofagia es crucial para las células madre y los progenitores hematopoyéticos inmaduros CD34 (+) / CD38 (-) ya que la disminución en los niveles de ATG7 y ATG5 resulta en una reducción de dichas células tanto in vitro como in vivo.Lo anterior es consecuencia de la inhibición parcial del ciclo celular y de un aumento en apoptosis. Adicionalmente, observamos un incremento en la expresión de p53, los genes pro-apoptosis BAX y PUMA, el inhibidor de ciclo celular p21, los niveles de caspasa-3 clivada y las especies reactivas del oxígeno.En conclusión, nuestros datos demuestran que la autofagia es un mecanismo de regulación importante para las células madre hematopoyéticas y sus progenitores reduciendo los niveles de estrés y promoviendo su supervivencia.
Citación recomendada (normas APA)
María Catalina; Folkerts Gómez Puerto, "Autophagy Proteins ATG5 and ATG7 Are Essential for the Maintenance of Human CD34(+) Hematopoietic Stem-Progenitor Cells", -:Stem cells; Vol. 34, No. 6, 2016. Consultado en línea en la Biblioteca Digital de Bogotá (https://www.bibliotecadigitaldebogota.gov.co/resources/2084785/), el día 2024-04-23.

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