Hoxa cluster genes determine the proliferative activity of adult mouse hematopoietic stem and progenitor cells

Determination of defined roles for endogenous homeobox (Hox) genes in adult hematopoietic stem and progenitor cell (HSPC) activity has been hampered by a combination of embryonic defects and functional redundancy. Here we show that conditional homozygous deletion of the Hoxa cluster (Hoxa−/−) results in a marked reduction of adult HSPC activity, both in vitro and in vivo. Specifically, proliferation of Hoxa−/− HSPCs is reduced compared with wild-type (WT) cells in vitro and they are less competitive in vivo. Notably, the loss of Hoxa genes had little impact on HSPC differentiation. Comparative RNA sequencing analyses of Hoxa−/− and WT hematopoietic stem cells (CD150+/CD48−/Lineage−/c-kit+/Sca-1+) identified a large number of differentially expressed genes, three of which (Nr4a3, Col1a1, and Hnf4a) showed >10-fold reduced levels. Engineered overexpression of Hoxa9 in Hoxa−/− HSPCs resulted in partial phenotypic rescue in vivo with associated recovery in expression of a large proportion of deregulated genes. Together, these results provide definitive evidence linking Hoxa gene expression to proliferation of adult HSPCs

La diversité culturelle sous l'égide de la Convention de l'Unesco, une analyse du rôle des États-nations et du marché

Ce mémoire traite de la diversité culturelle sous l’optique de la notion d’exception culturelle. Dans la Convention sur la protection et la promotion de la diversité des expressions culturelles, la diversité culturelle acquiert le statut de notion pivot entre les politiques culturelles promulguées à l’échelle nationale, européenne et internationale. L’objectif de ce mémoire a été de déterminer la conception de la diversité culturelle dans l’intention de montrer les tensions qui résultent de la formulation du rôle des États-nations et du pouvoir dévolu à la libre circulation des biens et produits culturels à l’échelle supranationale. D’où l’hypothèse que la notion de diversité culturelle est sujette à des glissements de sens afin de rallier les parties en présence. Selon ces constats et l’hypothèse de Bourdieu selon laquelle on assiste à l’homogénéisation des cultures, nous avons répondu aux questions suivantes : comment la Convention peut-elle concilier l’ouverture des marchés des biens et services culturels et la protection de la diversité culturelle ? Comment la diversité culturelle s’orchestre-t-elle sous l’égide de la Convention de l’UNESCO ? Sous la tutelle de l’État-nation chargé de défendre les couleurs de la culture nationale ? Ou par l’intermédiaire du marché capable de réguler l’offre et la demande en matière de culture ? La Convention a donc fait l’objet d’une analyse de discours dans l’intention d’exhiber les tensions sous-jacentes à la conception de la diversité culturelle. En effet, la diversité culturelle est sujette à des glissements de sens, car elle est orchestrée en partie par le droit souverain des États-nations qui sont en mesure de protéger et promouvoir la diversité des expressions culturelles sur leur territoire, mais aussi, elle est basée sur des principes de libre échange et de libre circulation des produits, activités, biens et services culturels découlant de la coopération régionale, bilatérale et internationale mise de l’avant par la Convention. La Convention permet jusqu’à un certain point une conciliation entre l’ouverture du marché des biens et services culturels et la protection de la diversité culturelle grâce à ces mécanismes et ces organes.This research treats about cultural diversity under the perspective of the “exception culturelle”. In this Convention on the Protection and Promotion of the Diversity of Cultural Expressions, cultural diversity gains a central position in regard to the cultural policies applied at the national, European and international levels. The objective of this research was to outline the meaning of cultural diversity in order to reveal the different tensions between the role of the nation-state and the power devolved to the open market of goods and cultural products on a supranational level. Thus, we hypothesize that the concept of cultural diversity takes different meanings in order to rally the different parties in the best interest of the Convention. Based on these evidences and Bourdieu’s hypothesis underlining the present homogenization of cultures, we ask ourselves : how can the Convention reconcile the open market of cultural goods and services and the protection of cultural diversity ? Who orchestrates cultural diversity in the Convention ? Is cultural diversity organized by the nation-state in charge of defending its own cultural expressions ? Or is cultural diversity organized by the open market that controls the market of cultural expressions based on the principle of supply and demand ? To answer those questions, we did a discourse analysis of the Convention in order to expose the underlying tensions in the concept of cultural diversity. We noticed that the concept of cultural diversity usually refers to the diversity of cultural expressions. Therefore, the concept of cultural diversity implies different perspectives. Nation-states do have the right to take measures and adopt cultural policies in order to protect their own cultural products and cultural expressions, but at the same time, the Convention promotes regional, bilateral and international cooperation between Parties. Cooperation is based on free trade, free movement and unlimited access of cultural activities, goods and services. Therefore, cultural diversity is directed at the same time by nation-states and relies upon the laws of the open market. The different mechanisms of the Convention try to ensure a certain balance between these dual perspectives of the Convention

Caractérisation du rôle et des mécanismes d’action des gènes Hoxa dans l’hématopoïèse adulte

Chez les humains, un large pourcentage de leucémies myéloïdes et lymphoïdes exprime des gènes Homéobox (Hox) de façon aberrante, principalement ceux du groupe des gènes Hoxa. Cette dérégulation de l’expression des gènes Hox peut provenir directement des translocations impliquant des gènes Hox ou indirectement par d’autres protéines ayant un potentiel oncogénique. De plus, plusieurs études indiquent que les gènes Hox jouent un rôle essentiel dans l'initiation de diverses leucémies. Comprendre le fonctionnement des gènes Hox dans l'hématopoïèse normale est donc une condition préalable pour élucider leurs fonctions dans les leucémies, ce qui pourrait éventuellement conduire à l’élaboration de nouveaux traitements contre cette maladie. Plusieurs études ont tenté d’élucider les rôles exacts des gènes Hox dans l'hématopoïèse via l’utilisation de souris mutantes pour un seul gène Hox. Or, en raison du phénomène de redondance fonctionnelle chez cette famille de gènes, ces études ont été peu concluantes. Il a été précédemment démontré que dans une population de cellules enrichies en cellules souches hématopoïétiques (CSH), les gènes du cluster Hoxa sont plus exprimés que les gènes Hox des autres clusters. Aussi, il a été établi que les gènes du cluster Hoxb sont non essentiels à l’hématopoïèse définitive puisque les CSH mutantes pour les gènes Hoxb1-9 conservent leur potentiel de reconstitution à long terme. En nous basant sur ces données, nous avons émis l'hypothèse suivante : les gènes Hoxa sont essentiels pour l'hématopoïèse normale adulte. Pour tester notre hypothèse, nous avons choisi d’utiliser un modèle de souris comportant une délétion pour l’ensemble des gènes Hoxa. Dans le cadre de cette recherche, nous avons démontré que les CSH, les progéniteurs primitifs et les progéniteurs des cellules B sont particulièrement sensibles au niveau d'expression des gènes Hoxa. Plus particulièrement, une baisse de la survie et une différenciation prématurée semblent être à l’origine de la perte des CSH Hoxa-/- dans la moelle osseuse. L’analyse du profil transcriptionnel des CSH par séquençage de l'ARN a révélé que les gènes Hoxa sont capables de réguler un vaste réseau de gènes impliqués dans divers processus biologiques. En effet, les gènes Hoxa régulent l’expression de plusieurs gènes codant pour des récepteurs de cytokine. De plus, les gènes Hoxa influencent l’expression de gènes jouant une fonction dans l’architecture de la niche hématopoïétique. L’expression de plusieurs molécules d’adhésion est aussi modulée par les gènes Hoxa, ce qui peut affecter la relation des CSH avec la niche hématopoïétique. L’ensemble de ces résultats démontre que les gènes Hoxa sont d'importants régulateurs de l'hématopoïèse adulte puisqu’ils sont nécessaires au maintien des CSH et des progéniteurs grâce à leurs effets sur plusieurs processus biologiques comme l'apoptose, le cycle cellulaire et les interactions avec la niche.In humans, a large percentage of myeloid and lymphoid leukemias exhibit aberrant Homeobox (Hox) genes expression, predominantly Hoxa genes. This aberrant expression is known to be caused by either translocations involving Hox genes or indirect activation of Hox genes. In addition, evidence now indicates a critical role for Hox genes in the initiation of leukemias. Clearly, understanding how Hox genes function in normal hematopoiesis is prerequisite to elucidate their involvement in leukemogenesis and this may eventually lead to new treatments for this disease. Attempts to determine the precise role(s) of Hox genes in normal hematopoiesis using single gene loss of function mutants have shown little success due to functional complementation by the remaining Hox genes. We previously showed that the Hoxa genes are much higher expressed in enriched hematopoietic stem cell (HSC) populations than the other members of the Hox gene family. Moreover, Hoxb cluster genes were found to be dispensable for HSCs long-term repopulation of irradiated mice. Thus, we hypothesize that Hoxa genes are critical for normal adult hematopoiesis. We have used a multi-gene knockout (KO for the entire Hoxa cluster) approach to thoroughly evaluate this issue. In this thesis, we showed that HSC, primitive progenitors and B cell progenitors are particularly sensitive to the levels of Hoxa gene expression. Furthermore, a lower survival and a premature differentiation account for the loss HSC Hoxa-/- in bone marrow. Differential expression profiling by RNASeq revealed that Hoxa genes are capable of regulating a broad array of genes involved in various biological processes. Indeed, Hoxa genes regulate the expression of several genes coding for cytokine receptors. Furthermore, Hoxa genes modulate the expression of genes implicated in the regulation and formation of the niche architecture. The expression of several adhesion molecules is also modulated by the Hoxa genes, which can affect the relationship of HSC with the hematopoietic niche. Through their action on several biological processes such as apoptosis, cell cycle and niche interactions, Hoxa genes are necessary for maintenance of HSC and progenitors. Taken together, these results demonstrate that Hoxa genes are important regulators of adult hematopoiesis

Hoxa9 collaborates with E2A-PBX1 in mouse B cell leukemia in association with Flt3 activation and decrease of B cell gene expression

Background: The fusion protein E2A-PBX1 induces pediatric B cell leukemia in human. Previously, we reported oncogenic interactions between homeobox (Hox) genes and E2A-PBX1 in murine T cell leukemia. A proviral insertional mutagenesis screen with our E2A-PBX1 B cell leukemia mouse model identified Hoxa genes as potential collaborators to E2A-PBX1. Here we studied whether Hoxa9 could enhance E2A-PBX1 leukemogenesis. Results: We show that Hoxa9 confers a proliferative advantage to E2A-PBX1 B cells. Transplantation experiments with E2A-PBX1 transgenic B cells overexpressing Hoxa9 isolated from bone marrow chimeras showed that Hoxa9 accelerates the generation of E2A-PBX1 B cell leukemia, but Hoxa9 is unable to transform B cells alone. Quantitative-reverse transcriptase polymerase chain reaction analysis demonstrated a strong repression of B cell specific genes in these E2A-PBX1/Hoxa9 leukemias in addition to Flt3 activation, indicating inhibition of B cell differentiation in combination with enhanced proliferation. Overexpression of Hoxa9 in established E2A-PBX1 mouse leukemic B cells resulted in a growth advantage in vitro, which was also characterized by an enhanced expression of Flt3. Conclusions: we show for the first time that Hoxa9 collaborates with E2A-PBX1 in the oncogenic transformation of B cells in a mouse model that involves Flt3 signaling, which is potentially relevant to human disease

c-Met inhibition in aHOXA9/Meis1model of CN-AML

Background: Hematopoiesis is a paradigm for developmental processes, hierarchically organized, with stem cells at its origin. Hematopoietic stem cells (HSCs) replenish progenitor and precursor cells of multiple lineages, which normally differentiate into short-lived mature circulating cells. Hematopoiesis has provided insight into the molecular basis of tissue homeostasis and malignancy. Malignant hematopoiesis, in particular acute myeloid leukemia (AML), results from impaired development or differentiation of HSCs and progenitors. Co-overexpression of HOX and TALE genes, particularly the HOXA cluster and MEIS1, is associated with AML. Clinically relevant models of AML are required to advance drug development for an aging patient cohort. Results: Molecular analysis identified altered gene, microRNA, and protein expression in HOXA9/Meis1 leukemic bone marrow compared to normal controls. A candidate drug screen identified the c-Met inhibitor SU11274 for further analysis. Altered cell cycle status, apoptosis, differentiation, and impaired colony formation were shown for SU11274 in AML cell lines and primary leukemic bone marrow. Conclusions: The clonal HOXA9/Meis1 AML model is amenable to drug screening analysis. The data presented indicate that human AML cells respond in a similar manner to the HOXA9/Meis1 cells, indicating pre-clinical relevance of the mouse model

La diversité culturelle sous l'égide de la Convention de l'Unesco, une analyse du rôle des États-nations et du marché

Ce mémoire traite de la diversité culturelle sous l’optique de la notion d’exception culturelle. Dans la Convention sur la protection et la promotion de la diversité des expressions culturelles, la diversité culturelle acquiert le statut de notion pivot entre les politiques culturelles promulguées à l’échelle nationale, européenne et internationale. L’objectif de ce mémoire a été de déterminer la conception de la diversité culturelle dans l’intention de montrer les tensions qui résultent de la formulation du rôle des États-nations et du pouvoir dévolu à la libre circulation des biens et produits culturels à l’échelle supranationale. D’où l’hypothèse que la notion de diversité culturelle est sujette à des glissements de sens afin de rallier les parties en présence. Selon ces constats et l’hypothèse de Bourdieu selon laquelle on assiste à l’homogénéisation des cultures, nous avons répondu aux questions suivantes : comment la Convention peut-elle concilier l’ouverture des marchés des biens et services culturels et la protection de la diversité culturelle ? Comment la diversité culturelle s’orchestre-t-elle sous l’égide de la Convention de l’UNESCO ? Sous la tutelle de l’État-nation chargé de défendre les couleurs de la culture nationale ? Ou par l’intermédiaire du marché capable de réguler l’offre et la demande en matière de culture ? La Convention a donc fait l’objet d’une analyse de discours dans l’intention d’exhiber les tensions sous-jacentes à la conception de la diversité culturelle. En effet, la diversité culturelle est sujette à des glissements de sens, car elle est orchestrée en partie par le droit souverain des États-nations qui sont en mesure de protéger et promouvoir la diversité des expressions culturelles sur leur territoire, mais aussi, elle est basée sur des principes de libre échange et de libre circulation des produits, activités, biens et services culturels découlant de la coopération régionale, bilatérale et internationale mise de l’avant par la Convention. La Convention permet jusqu’à un certain point une conciliation entre l’ouverture du marché des biens et services culturels et la protection de la diversité culturelle grâce à ces mécanismes et ces organes.This research treats about cultural diversity under the perspective of the “exception culturelle”. In this Convention on the Protection and Promotion of the Diversity of Cultural Expressions, cultural diversity gains a central position in regard to the cultural policies applied at the national, European and international levels. The objective of this research was to outline the meaning of cultural diversity in order to reveal the different tensions between the role of the nation-state and the power devolved to the open market of goods and cultural products on a supranational level. Thus, we hypothesize that the concept of cultural diversity takes different meanings in order to rally the different parties in the best interest of the Convention. Based on these evidences and Bourdieu’s hypothesis underlining the present homogenization of cultures, we ask ourselves : how can the Convention reconcile the open market of cultural goods and services and the protection of cultural diversity ? Who orchestrates cultural diversity in the Convention ? Is cultural diversity organized by the nation-state in charge of defending its own cultural expressions ? Or is cultural diversity organized by the open market that controls the market of cultural expressions based on the principle of supply and demand ? To answer those questions, we did a discourse analysis of the Convention in order to expose the underlying tensions in the concept of cultural diversity. We noticed that the concept of cultural diversity usually refers to the diversity of cultural expressions. Therefore, the concept of cultural diversity implies different perspectives. Nation-states do have the right to take measures and adopt cultural policies in order to protect their own cultural products and cultural expressions, but at the same time, the Convention promotes regional, bilateral and international cooperation between Parties. Cooperation is based on free trade, free movement and unlimited access of cultural activities, goods and services. Therefore, cultural diversity is directed at the same time by nation-states and relies upon the laws of the open market. The different mechanisms of the Convention try to ensure a certain balance between these dual perspectives of the Convention

Caractérisation du rôle et des mécanismes d’action des gènes Hoxa dans l’hématopoïèse adulte

Chez les humains, un large pourcentage de leucémies myéloïdes et lymphoïdes exprime des gènes Homéobox (Hox) de façon aberrante, principalement ceux du groupe des gènes Hoxa. Cette dérégulation de l’expression des gènes Hox peut provenir directement des translocations impliquant des gènes Hox ou indirectement par d’autres protéines ayant un potentiel oncogénique. De plus, plusieurs études indiquent que les gènes Hox jouent un rôle essentiel dans l'initiation de diverses leucémies. Comprendre le fonctionnement des gènes Hox dans l'hématopoïèse normale est donc une condition préalable pour élucider leurs fonctions dans les leucémies, ce qui pourrait éventuellement conduire à l’élaboration de nouveaux traitements contre cette maladie. Plusieurs études ont tenté d’élucider les rôles exacts des gènes Hox dans l'hématopoïèse via l’utilisation de souris mutantes pour un seul gène Hox. Or, en raison du phénomène de redondance fonctionnelle chez cette famille de gènes, ces études ont été peu concluantes. Il a été précédemment démontré que dans une population de cellules enrichies en cellules souches hématopoïétiques (CSH), les gènes du cluster Hoxa sont plus exprimés que les gènes Hox des autres clusters. Aussi, il a été établi que les gènes du cluster Hoxb sont non essentiels à l’hématopoïèse définitive puisque les CSH mutantes pour les gènes Hoxb1-9 conservent leur potentiel de reconstitution à long terme. En nous basant sur ces données, nous avons émis l'hypothèse suivante : les gènes Hoxa sont essentiels pour l'hématopoïèse normale adulte. Pour tester notre hypothèse, nous avons choisi d’utiliser un modèle de souris comportant une délétion pour l’ensemble des gènes Hoxa. Dans le cadre de cette recherche, nous avons démontré que les CSH, les progéniteurs primitifs et les progéniteurs des cellules B sont particulièrement sensibles au niveau d'expression des gènes Hoxa. Plus particulièrement, une baisse de la survie et une différenciation prématurée semblent être à l’origine de la perte des CSH Hoxa-/- dans la moelle osseuse. L’analyse du profil transcriptionnel des CSH par séquençage de l'ARN a révélé que les gènes Hoxa sont capables de réguler un vaste réseau de gènes impliqués dans divers processus biologiques. En effet, les gènes Hoxa régulent l’expression de plusieurs gènes codant pour des récepteurs de cytokine. De plus, les gènes Hoxa influencent l’expression de gènes jouant une fonction dans l’architecture de la niche hématopoïétique. L’expression de plusieurs molécules d’adhésion est aussi modulée par les gènes Hoxa, ce qui peut affecter la relation des CSH avec la niche hématopoïétique. L’ensemble de ces résultats démontre que les gènes Hoxa sont d'importants régulateurs de l'hématopoïèse adulte puisqu’ils sont nécessaires au maintien des CSH et des progéniteurs grâce à leurs effets sur plusieurs processus biologiques comme l'apoptose, le cycle cellulaire et les interactions avec la niche.In humans, a large percentage of myeloid and lymphoid leukemias exhibit aberrant Homeobox (Hox) genes expression, predominantly Hoxa genes. This aberrant expression is known to be caused by either translocations involving Hox genes or indirect activation of Hox genes. In addition, evidence now indicates a critical role for Hox genes in the initiation of leukemias. Clearly, understanding how Hox genes function in normal hematopoiesis is prerequisite to elucidate their involvement in leukemogenesis and this may eventually lead to new treatments for this disease. Attempts to determine the precise role(s) of Hox genes in normal hematopoiesis using single gene loss of function mutants have shown little success due to functional complementation by the remaining Hox genes. We previously showed that the Hoxa genes are much higher expressed in enriched hematopoietic stem cell (HSC) populations than the other members of the Hox gene family. Moreover, Hoxb cluster genes were found to be dispensable for HSCs long-term repopulation of irradiated mice. Thus, we hypothesize that Hoxa genes are critical for normal adult hematopoiesis. We have used a multi-gene knockout (KO for the entire Hoxa cluster) approach to thoroughly evaluate this issue. In this thesis, we showed that HSC, primitive progenitors and B cell progenitors are particularly sensitive to the levels of Hoxa gene expression. Furthermore, a lower survival and a premature differentiation account for the loss HSC Hoxa-/- in bone marrow. Differential expression profiling by RNASeq revealed that Hoxa genes are capable of regulating a broad array of genes involved in various biological processes. Indeed, Hoxa genes regulate the expression of several genes coding for cytokine receptors. Furthermore, Hoxa genes modulate the expression of genes implicated in the regulation and formation of the niche architecture. The expression of several adhesion molecules is also modulated by the Hoxa genes, which can affect the relationship of HSC with the hematopoietic niche. Through their action on several biological processes such as apoptosis, cell cycle and niche interactions, Hoxa genes are necessary for maintenance of HSC and progenitors. Taken together, these results demonstrate that Hoxa genes are important regulators of adult hematopoiesis.Chez les humains, un large pourcentage de leucémies myéloïdes et lymphoïdes exprime des gènes Homéobox (Hox) de façon aberrante, principalement ceux du groupe des gènes Hoxa. Cette dérégulation de l’expression des gènes Hox peut provenir directement des translocations impliquant des gènes Hox ou indirectement par d’autres protéines ayant un potentiel oncogénique. De plus, plusieurs études indiquent que les gènes Hox jouent un rôle essentiel dans l'initiation de diverses leucémies. Comprendre le fonctionnement des gènes Hox dans l'hématopoïèse normale est donc une condition préalable pour élucider leurs fonctions dans les leucémies, ce qui pourrait éventuellement conduire à l’élaboration de nouveaux traitements contre cette maladie. Plusieurs études ont tenté d’élucider les rôles exacts des gènes Hox dans l'hématopoïèse via l’utilisation de souris mutantes pour un seul gène Hox. Or, en raison du phénomène de redondance fonctionnelle chez cette famille de gènes, ces études ont été peu concluantes. Il a été précédemment démontré que dans une population de cellules enrichies en cellules souches hématopoïétiques (CSH), les gènes du cluster Hoxa sont plus exprimés que les gènes Hox des autres clusters. Aussi, il a été établi que les gènes du cluster Hoxb sont non essentiels à l’hématopoïèse définitive puisque les CSH mutantes pour les gènes Hoxb1-9 conservent leur potentiel de reconstitution à long terme. En nous basant sur ces données, nous avons émis l'hypothèse suivante : les gènes Hoxa sont essentiels pour l'hématopoïèse normale adulte. Pour tester notre hypothèse, nous avons choisi d’utiliser un modèle de souris comportant une délétion pour l’ensemble des gènes Hoxa. Dans le cadre de cette recherche, nous avons démontré que les CSH, les progéniteurs primitifs et les progéniteurs des cellules B sont particulièrement sensibles au niveau d'expression des gènes Hoxa. Plus particulièrement, une baisse de la survie et une différenciation prématurée semblent être à l’origine de la perte des CSH Hoxa-/- dans la moelle osseuse. L’analyse du profil transcriptionnel des CSH par séquençage de l'ARN a révélé que les gènes Hoxa sont capables de réguler un vaste réseau de gènes impliqués dans divers processus biologiques. En effet, les gènes Hoxa régulent l’expression de plusieurs gènes codant pour des récepteurs de cytokine. De plus, les gènes Hoxa influencent l’expression de gènes jouant une fonction dans l’architecture de la niche hématopoïétique. L’expression de plusieurs molécules d’adhésion est aussi modulée par les gènes Hoxa, ce qui peut affecter la relation des CSH avec la niche hématopoïétique. L’ensemble de ces résultats démontre que les gènes Hoxa sont d'importants régulateurs de l'hématopoïèse adulte puisqu’ils sont nécessaires au maintien des CSH et des progéniteurs grâce à leurs effets sur plusieurs processus biologiques comme l'apoptose, le cycle cellulaire et les interactions avec la niche.In humans, a large percentage of myeloid and lymphoid leukemias exhibit aberrant Homeobox (Hox) genes expression, predominantly Hoxa genes. This aberrant expression is known to be caused by either translocations involving Hox genes or indirect activation of Hox genes. In addition, evidence now indicates a critical role for Hox genes in the initiation of leukemias. Clearly, understanding how Hox genes function in normal hematopoiesis is prerequisite to elucidate their involvement in leukemogenesis and this may eventually lead to new treatments for this disease. Attempts to determine the precise role(s) of Hox genes in normal hematopoiesis using single gene loss of function mutants have shown little success due to functional complementation by the remaining Hox genes. We previously showed that the Hoxa genes are much higher expressed in enriched hematopoietic stem cell (HSC) populations than the other members of the Hox gene family. Moreover, Hoxb cluster genes were found to be dispensable for HSCs long-term repopulation of irradiated mice. Thus, we hypothesize that Hoxa genes are critical for normal adult hematopoiesis. We have used a multi-gene knockout (KO for the entire Hoxa cluster) approach to thoroughly evaluate this issue. In this thesis, we showed that HSC, primitive progenitors and B cell progenitors are particularly sensitive to the levels of Hoxa gene expression. Furthermore, a lower survival and a premature differentiation account for the loss HSC Hoxa-/- in bone marrow. Differential expression profiling by RNASeq revealed that Hoxa genes are capable of regulating a broad array of genes involved in various biological processes. Indeed, Hoxa genes regulate the expression of several genes coding for cytokine receptors. Furthermore, Hoxa genes modulate the expression of genes implicated in the regulation and formation of the niche architecture. The expression of several adhesion molecules is also modulated by the Hoxa genes, which can affect the relationship of HSC with the hematopoietic niche. Through their action on several biological processes such as apoptosis, cell cycle and niche interactions, Hoxa genes are necessary for maintenance of HSC and progenitors. Taken together, these results demonstrate that Hoxa genes are important regulators of adult hematopoiesis

Deletion of Hoxa Genes in Adult Mice Affects Hematopoietic Stem Cell and B Cell Progenitors

Abstract Abstract 2359 BACKGROUND AND OBJECTIVE: Functional compensation between homeodomain proteins has hindered the ability to unravel their role in hematopoiesis using single gene knock-outs. Although several Hox genes can expand hematopoietic stem cells (HSC) when overexpressed, it remains unclear whether these genes are required for proper adult hematopoiesis. Moreover, it has been shown that HoxB genes are dispensable for hematopoiesis, and that expression of most HoxA genes is ten-fold superior to genes from other Hox clusters in HSC enriched fetal liver populations (Bijl, 2006). Using a haploinsufficient mice for the entire HoxA cluster (HoxA+/−), we have shown that adult HSCs and progenitors are particularly sensitive to HoxA gene levels (Lebert-Ghali, 2010). Thus, we hypothesize that HoxA genes have a crucial function in definitive hematopoiesis. MATERIALS AND METHODS: To assess the role of HoxA genes in definitive hematopoiesis, we used a conditional mutant mouse model for the entire HoxA cluster in combination with an inducible Mx-Cre model. The functional effect of HoxA cluster deletion on hematopoietic cells was analysed by culture and repopulation assays. RESULTS: Highly efficient excision of HoxA cluster was achieved by 7 doses of poly(I):poly(C) treatment (91–100%). Mice (control, n=3 and Mx-CreHoxAflox/flox, n=3) were sacrificed and analysed three days after the last injection. Immunophenotyping showed a 3 to 4 fold increase of CD150+/CD48-/CD244-/Sca+/c-kit+/Lin- hematopoietic stem cells. Despite the enhancement of the HoxA−/− HSC population, single cell cultures showed that their proliferative potential in response to growth factors was significantly reduced (p=0.036) as growth was observed only for 16.6 ± 14.4% of HoxA−/− compared to 42.4 ±10.3% of control HSCs after 3-weeks of culturing. In contrast, the number of multipotent progenitor (MPP) cells (CD34+/CD135+/Sca+/c-kit+/Lin-) was reduced, indicating a partial block from the short-term HSC (CD34+/CD135-/Sca+/c-kit+/Lin-) to the MPP transition. Colony forming cell assays showed a dramatic decrease of B-cell progenitors in the bone marrow (BM) (10-fold, p=0.0079), while myeloid progenitors were not affected by the deletion. Transplantation assays demonstrated that grafts composed of &gt; 91% HoxA−/− HSCs have slower repopulation kinetics compared to control HSCs and strongly reduced long-term engraftment (37 ± 28% and 92 ± 6% for HoxA−/− and control, respectively, 20 weeks post-transplantation). Genotyping of engrafted donor cells is currently analyzed to confirm repopulation by HoxA−/− cells. Consistent with the observations in primary mice, peripheral blood analysis revealed also a dramatic reduction of B220+ B-cell population in mice transplanted with HoxA−/− BM cells compared to control (7.1 ± 8.5% and 56.2 ±4.8% respectively p=0,000002) Altogether, in vitro assays and transplantation assays revealed that the functions of HoxA−/− HSC seem to be impaired. CONCLUSION: Together, these results show that HoxA cluster genes are required for both HSC function and B cell development, indicating that these genes are important regulators of adult hematopoiesis. Disclosures: No relevant conflicts of interest to declare. </jats:sec