Emergence of haematopoietic stem cells during development

Self-renewable haematopoietic stem cells (HSCs) become segregated during development into a finite pool, from which they are mobilized upon physiological requirement. A central feature characterizing developmental haematopoiesis is that definitive organs become colonized by HSCs originating from a central source. The emission of HSCs occurs more or less continuously during a protracted period in parallel or successive sites. The most recently discovered of these sites is the placenta. The allantois, which is one of the components of the placenta, probed before it becomes vascularised, turns out to be a location where clonogenic precursors become committed. The placenta is thus a site of intrinsic haematopoiesis. Until this finding, the aorta and periaortic tissues were held to be the sites of definitive HSC commitment. The haematopoietic process in the aorta is prominent, particularly in avian embryos, and displays striking anatomical relationships between endothelial and haematopoietic cells. This made it possible to investigate the cytological and molecular relationship between the two types of cells. Somite exchanges between quail and chicken disclosed two distinct lineages, a dorsal one, purely endothelial, and a ventral one, hemangioblastic. The latter, also termed hemogenic endothelium, builds at first the whole inside lining of the aorta, and is then progressively replaced by cells of somitic origin, beginning with the aortic roof; it emits haematopoietic cells when located in the floor of the aorta and disappears. These events involve a changing molecular pattern, with expressions of transcription factor Runx1 and receptor VEGF-R2 as faithful markers of the lineage switch. Taking advantage of the stereotyped anatomical arrangement at the aortic level, which is favourable to dissect the mechanisms of HSC commitment, the analysis of developmental haematopoiesis should progress still further. To cite this article: F. Dieterlen-Lièvre, C. R. Biologies 330 (2007).

RésuméLes organes hématopoïétiques doivent être colonisés au cours du développement par des cellules souches extrinsèques (cellules souches hématopoïétiques = CSH). Ces CSH autorenouvelables se ségrègent pour constituer une réserve, d'où elles se mobilisent lors des besoins physiologiques. L'émission de CSH se produit plus ou moins continûment pendant une certaine période du développement, dans des sites parallèles ou successifs. Le plus récemment découvert de ces sites est le placenta. L'ébauche de l'allantoïde donne la partie fœtale de l'arbre vasculaire du placenta. Testée avant vascularisation, cette annexe de l'embryon contient des progéniteurs clonogéniques, qui se sont donc formées in situ. On peut en conclure que le placenta est un site de détermination de CSH, rôle jusqu'à présent considéré comme dévolu à l'aorte ou aux tissus péri-aortiques à cette période du développement. Par ailleurs, les relations de développement entre lignages hématopoïétique et endothélial ont été analysées au niveau de l'hématopoïèse aortique dans le modèle aviaire. L'échange de somites entre caille et poulet a révélé l'existence de deux lignages distincts, l'un dorsal et purement endothélial, l'autre ventral, qui constitue le revêtement primitif de l'aorte, émet des cellules hématopoïétiques, puis disparaît, remplacé par des angioblastes d'origine somitique. Le processus hématopoïétique, qui a lieu dans le plancher de l'aorte, est précédé d'une évolution moléculaire, qui met en jeu notamment le facteur de transcription Runx1 et le récepteur VEGF-R2. Pour citer cet article : F. Dieterlen-Lièvre, C. R. Biologies 330 (2007).