Biomechanical forces promote embryonic haematopoiesis.
Biomechanical forces promote embryonic haematopoiesis.
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DOI：
10.1038/nature08073
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发表时间：
2009-06-25
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Daley, George Q.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Adamo, Luigi;Naveiras, Olaia;Wenzel, Pamela L.;McKinney-Freeman, Shannon;Mack, Peter J.;Gracia-Sancho, Jorge;Suchy-Dicey, Astrid;Yoshimoto, Momoko;Lensch, M. William;Yoder, Mervin C.;Garcia-Cardena, Guillermo;Daley, George Q.
生物力学力量正在成为胚胎发生的关键调节因素，特别是在发育中的心血管系统中。在脊椎动物的心跳开始后，背主动脉腹侧、胎盘血管、脐动脉和卵黄动脉内的细胞开始表达转录因子Runx1（参考文献3-5），Runx1是造血的主要调节因子，并产生造血细胞。目前尚不清楚在这一发育阶段施加在血管壁上的生物力学力是否作为造血潜能的决定因素。在这里，我们使用体外分化的小鼠胚胎干细胞，我们发现流体剪切应力增加了Runx1在CD41+c-Kit+造血祖细胞中的表达，同时增强了它们的造血集落形成潜力。此外，我们发现剪切应力增加了小鼠胚胎的主动脉旁胸膜/主动脉-性腺-中肾的造血集落形成潜力和造血标志物的表达，而一氧化氮（剪切应力诱导信号的介质）的消除，损害了体外和体内的造血潜力。总的来说，这些数据揭示了生物力学力在造血发育中的关键作用。
Biomechanical forces are emerging as critical regulators of embryogenesis, particularly in the developing cardiovascular system. After initiation of the heartbeat in vertebrates, cells lining the ventral aspect of the dorsal aorta, the placental vessels, and the umbilical and vitelline arteries initiate expression of the transcription factor Runx1 (refs 3–5), a master regulator of haematopoiesis, and give rise to haematopoietic cells. It remains unknown whether the biomechanical forces imposed on the vascular wall at this developmental stage act as a determinant of haematopoietic potential. Here, using mouse embryonic stem cells differentiated in vitro, we show that fluid shear stress increases the expression of Runx1 in CD41+c-Kit+ haematopoietic progenitor cells,concomitantly augmenting their haematopoietic colony-forming potential. Moreover, we find that shear stress increases haematopoietic colony-forming potential and expression of haematopoietic markers in the paraaortic splanchnopleura/aorta–gonads–mesonephros of mouse embryos and that abrogation of nitric oxide, a mediator of shear-stress-induced signalling, compromises haematopoietic potential in vitro and in vivo. Collectively, these data reveal a critical role for biomechanical forces in haematopoietic development.
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