Activation of OCT4 enhances ex vivo expansion of human cord blood hematopoietic stem and progenitor cells by regulating HOXB4 expression

Huang X, Lee MR, Cooper S, Hangoc G, Hong KS, Chung HM, Broxmeyer HE.

 Leukemia. 2015 Jul 23. doi: 10.1038/leu.2015.189.

Speaker: Tan Sia Seng (陳聲昇)                                   Time: 13:00~14:00, Dec. 16, 2015

Commentator: Ai-Li Shiau, Ph.D. (蕭璦莉 教授)       Place: Room 601

Abstract:

人類造血幹細胞（HSC）是一種可以透過造血作用生產周邊血球細胞的幹細胞。人類造血幹細胞擁有一種可以自我複製（self-renewal）的能力讓其可以一直維持其細胞特性，而這種能力被一個叫做Octamer-Binding protein 4（OCT4）所嚴格調控。先前的研究中發現一種小分子可以促進OCT4在胚胎卵細胞內的表現量，這個小分子稱為Oct4-activating compound 1 (OAC1) (1)。通過分離臍帶血內的人類造血幹細胞並將人類造血幹細胞用OAC1進行處理後進行培養，發現到處理過後的CD34+人類造血幹細胞增加了7.6倍。HOXB4作為另一種調控自我複製的重要轉錄因數，先前的研究中發現OCT4 會活化HOXB4的表現 (2)，並且在OAC1的處理下，HOXB4及OCT4的活化對於人類造血幹細胞的擴增是不可或缺的條件。把這些體外培養後的CD34+人類造血幹細胞用Colony forming assay（CFU-Assay）確認其功能性，可瞭解到經過OAC1處理過後的CD34+人類造血幹細胞依舊有潛力分化成各種血球細胞，說明這些體外擴增的CD34+人類造血幹細胞依然具有其作為造血幹細胞的特性。為了模擬造血幹細胞轉殖，將這些OAC1處理過後的CD34+人類造血幹細胞在轉殖到免疫缺陷鼠體內，瞭解到這些處理過的幹細胞在小鼠體內擁有長期存的能力，且不會造成原位癌的發生。OAC1的處理可以在體外擴增人類造血幹細胞的數量是改善目前人類造血幹細胞移植所面臨問題的一個重大發現。

References:

1.    Li W, Tian E, Chen ZX, Sun G, Ye P, Yang S, et al. Identification of Oct4-activating compounds that enhance reprogramming efficiency. Proc Natl Acad Sci U S A. 2012;109(51):20853-8.

2.    Forrester LM, Jackson M. Mechanism of action of HOXB4 on the hematopoietic differentiation of embryonic stem cells. Stem Cells. 2012;30(3):379-85.