Genetic modeling of the Hippo pathway in hematopoietic stem cells

Abstract

Hematopoiesis is the process of blood formation from a limited pool of hematopoietic stem cells (HSCs). These rare stem cells can both self-renew to maintain the HSC pool, and differentiate to continuously replenish lost blood cells. The mechanisms of HSC regulation are not fully known. The aim of this thesis was to study the role of the Hippo signaling pathway in HSCs. The Hippo pathway is a newly discovered signaling pathway, which regulates organ size in Drosophila. Hippo signaling has further been implicated in regulation of mammalian stem cells. In Article I we developed a new way of modeling genetic changes by combining genetic engineering of murine ES cells with blastocyst complementation. This approach avoids the cost and time constraints associated with the creation of standard transgenic mouse strains while taking advantage of the sophisticated site-directed manipulations that are possible in ES cells. In Article II we studied YAP1, the downstream effector in the Hippo pathway. We created a transgenic model with inducible YAP1 expression exclusively within the hematopoietic system using the blastocyst complementation approach developed in article I. When investigating the effect of overexpressing YAP1 in HSCs we detected no effect on HSC function during steady state or regenerative stress. This is contrast to effects seen in other tissue stem cells and suggests tissue specific functions of YAP1 in regulation of stem cells. In Article III we investigated a knockout model for the other Hippo effector Taz. Adult mice deficient in Taz display no changes in hematopoietic parameters but are born below mendelian ratios. Taz thus seems dispensable for adult hematopoiesis but may influence embryonic development.

Taken together, using both novel and traditional genetic engineering approaches in mice, we have taken the first steps to understand the role of the Hippo pathway in hematopoiesis.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

I vår kropp genereras konstant ett stort antal nya blodceller för att ersätta de som går förlorade. Olika sorters blodceller är ansvariga för att transportera syre till alla våra vävnader, hjälpa till med blodets koagulering vid skador och att slåss mot infektioner orsakade av bakterier och virus. All blodceller härstammar från en liten population med blodstamceller som finns i benmärgen. Dessa stamceller har kapaciteten att både dela sig och bilda nya dotterceller som även de är stamceller, samt att dela sig och bilda dotterceller som mognar till de specialiserade blodcellerna. Man vet idag inte riktigt hur blodstamcellerna instrueras att välja mellan att bli dessa två typer av dotterceller och inte heller vad för faktorer som gör att de är stamceller. I mitt projekt har jag tittat på en signalerings väg, kallad Hippo, som finns i celler och som ännu inte har undersökts i blodceller. För att göra det så började jag med att komma på ett system för hur man kan titta på vad som händer i blodstamceller när uttrycket av en gen ökar. I våra laboratorier använder vi mest möss för att göra våra studier eftersom de liknar oss människor ganska mycket. Så mitt system går ut på att skapa ett uttryck av en gen som kan slås av och på bara i blodceller genom att ge möss en antibiotika i deras dricksvatten. Efter att ha kontrollerat så att systemet fungerade så använde jag det för att titta på vad som händer med blodstamceller om en gen i min signalerings väg, YAP, har mycket högre uttryck än normalt. Jag testade funktionen hos stamcellerna genom att transplantera dem till möss som fått hela sitt blodsystem utslaget med strålning och kunde därmed visa att YAP-cellerna varken hade bättre eller sämre förmåga att ersätta det gamla blodsystemet. Eftersom det finns två gener i Hippo signaleringsvägen som kan täcka upp för varandra, YAP och Taz, så studerade jag sen också vad som händer om man tar bort allt genuttryck från Taz i blod celler. Att ta bort Taz i vuxna möss påverkar inte deras blodceller utan dessa förblir normala vilket indikerar att Taz inte behövs för blodbildning i vuxna. Sammantaget är detta de första studier som gjorts på Hippo signalering i blodsystemet och även om varken överuttryck av YAP eller borttagande av Taz verkar ha någon inverkan så måste man göra många fler studier för att se om Hippo signaleringsvägen reglerar stamcells processer i blodet.

• author: Jansson, Lina
• supervisor: Jonas Larsson; Stefan Karlsson
• opponent: Rossi, Derrick, Department of Stem Cell and Regenerative Biology, Harvard University, USA
• organization: Division of Molecular Medicine and Gene Therapy; StemTherapy: National Initiative on Stem Cells for Regenerative Therapy
• publishing date: 2012
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Hematology
• keywords: stem cells, hematopoiesis, Hippo pathway, hematopoietic stem cells
• in: Lund University Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series
• volume: 2012:23
• pages: 88 pages
• defense location: Lundmarksalen, Atronomihuset, Sölvegatan 27, Lund
• defense date: 2012-03-30 13:00:00
• ISSN: 1652-8220
• ISBN: 978-91-8687-85-7
• language: English
• LU publication?: yes
• id: 3abc9342-4173-4c06-8fd3-c4f528dd8727 (old id 2370099)
• date added to LUP: 2016-04-01 13:16:25
• date last changed: 2020-09-28 11:48:07