Dysfunctional Clusterin-Positive Hematopoietic Stem Cells Expand with Aging
Shuhei KoideMotohiko OshimaAkira NishiyamaKoichi MurakamiNaoki ItokawaYaeko Nakajima‐TakagiZhiqian ZhengNozomi YusaKazuaki YokoyamaArinobu TojoTomohiko TamuraAtsushi Iwama
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Dysfunctional family
Clusterin
The haematopoietic system is a classical stem cell hierarchy that maintains all the blood cells in the body. Haematopoietic stem cells (HSCs) are rare, highly potent cells that reside at the apex of this hierarchy and are historically some of the most well studied stem cells in humans and laboratory models, with haematopoiesis being the original system to define functional cell types by cell surface markers. Whilst it is possible to isolate HSCs to near purity, we know very little about the functional activity of markers to purify HSCs. This review will focus on the historical efforts to purify HSCs in humans based on cell surface markers, their putative functions and recent advances in finding functional markers on HSCs.
Stem cell marker
Identification
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Haematopoietic stem cells (HSCs) can supply all blood cells throughout the adult life of individuals. Based on this property, HSCs have been used for bone marrow and cord blood transplantation. Among various stem cells, HSCs were recognized earliest and were studied most extensively, providing a model for other stem cells. Knowledge of HSC regulation has rapidly accumulated of late. Contributions of scientists in Japan to progress HSC biology are here briefly overviewed. Focusing on the original work accomplished in Japan in the last two decades, people who have led such activities are introduced and their relationships with one another are sketched.
Cord blood
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clusterin은 모든 포유류의 체액에 존재하는 이종 이량성 당단백질이며, 지금까지 연구된 거의 모든 종류의 세포에서 유도 및 발현된다. 또한 다기능성 단백질로 면역계, 남성생식계, 중추신경계에 관여하며, 보체, 지방수송, 분비 등의 기능에도 관여하는 것으로 알려져 있다. 특히 clusterin이 구강 내에 유리되면 구강 내 세균을 응집시켜 여러 가지 구강병소 발현에 영향을 미칠 수 있다. 이에 스트레스, 임신, 당뇨, 간염과 같은 전신질환자의 타액 내 clusterin의 발현유무를 확인하여, clusterin의 역할을 구명함으로써, 전신질환과 구강질환 간의 상호관계를 보다 과학적으로 확인하는데 기초를 마련하고자 본 실험을 시행하였다. 먼저 타액에서 clusterin의 발현유무를 확인하기 위하여, 스트레스, 임신, 당뇨, 간염과 같은 전신증상을 가지고 있는 실험군과 정상군을 설정한 후 각각의 전 타액 및 이하선의 순수 타액을 채취하고, clusterin의 양성 표식자로사용하기 위하여 정상인의 혈청을 채취하였다. 스트레스군은 발치 직전의 환자와 평소 스트레스를 호소하는 본과에 내원 환자를 선택하였다. 채취한 표본을 가열군과 비가열군으로 분류한 후 원심 분리하여 상층액 만을 분리한 후 각각의 표본에 western blot분석법을 시행하여 전신 질환과 관련된 타액 내 clusterin의 발현 유무를 관찰하였다. 1.타액과 혈청의 경우 비가열처리 군에서 단백질의 끌림 현상이 관찰되었으나,가열처리 군에서는 선명하게 관찰 되었다. 2. 가열처리한 사람의 전 타액에서 전신질환자군 및 정상군 중 스트레스군 일부와 임신군에서 clusterin이 관찰되었다. 3. 가열처리한 사람의 이하선 순수 타액에서는 전신질환자군 및 정상군 모두에서 clusterin이 발현되지 않았다. 사람의 타액 실험 중 스트레스, 임신, 당뇨, 간염과 같은 전신증상을 가지고 있는 실험군의 전 타액을 이용하여 clusterin의 변화를 관찰한 결과, 가열처리를 함에 따라 단백질의 끌림 현상이 해결되었던 것으로 보아 타액 중의 clusterin을 관찰하기 위해서는 가열처리가 필수적이라고 생각된다. 또한 통법에 의한 western blot을 통하여 실시하였을 때 clusterin이 발현되지 않았던 것은 전신질환과 관련된 타액 내의 clusterin의 분비가 매우 미약하거나 또는 다른 변수에 의하여 변성되는 것이 아닌가 생각하였다. 그러나 침전과정을 통하여 단백질의 양을 크게 늘려 관찰하였을 때, 일부 전 타액에서 clusterin의 발현을 관찰할 수 있었던 것으로 보아 전신상태의 변화에 따라 소량이나마 존재한다는 것을 확인하였고, 향후 구강 내로 분비된 clusterin이 구강 병소나 구강 내 미생물에 어떠한 영향을 미치는지의 연구가 수행되어야 할 것으로 생각된다.
Clusterin
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To produce the wide range of blood and immune cell types, haematopoietic stem cells can “choose” directly from the entire spectrum of blood cell fate-options. Affiliation to a single cell lineage can occur at the level of the haematopoietic stem cell and these cells are therefore a mixture of some pluripotent cells and many cells with lineage signatures. Even so, haematopoietic stem cells and their progeny that have chosen a particular fate can still “change their mind” and adopt a different developmental pathway. Many of the leukaemias arise in haematopoietic stem cells with the bulk of the often partially differentiated leukaemia cells belonging to just one cell type. We argue that the reason for this is that an oncogenic insult to the genome “hard wires” leukaemia stem cells, either through development or at some stage, to one cell lineage. Unlike normal haematopoietic stem cells, oncogene-transformed leukaemia stem cells and their progeny are unable to adopt an alternative pathway.
Lineage (genetic)
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Abstract Haematopoietic stem cell transplantation involves the infusion of blood progenitor cells (stem cells) into patients with damaged bone marrow in order to restore normal marrow function. Stem cells may be obtained from a healthy donor (allogeneic) or from the patients themselves (autologous).
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Multipotent Stem Cell
Blood cell
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