Cytopenias are key prognostic indicators of life-threatening infection, contributing to immunosuppression and mortality. Here we define a role for Caspase-1-dependent death, known as pyroptosis, in infection-induced cytopenias by studying inflammasome activation in hematopoietic progenitor cells. The NLRP1a inflammasome is expressed in hematopoietic progenitor cells and its activation triggers their pyroptotic death. Active NLRP1a induced a lethal systemic inflammatory disease that was driven by Caspase-1 and IL-1β but was independent of apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD (ASC) and ameliorated by IL-18. Surprisingly, in the absence of IL-1β-driven inflammation, active NLRP1a triggered pyroptosis of hematopoietic progenitor cells resulting in leukopenia at steady state. During periods of hematopoietic stress induced by chemotherapy or lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) infection, active NLRP1a caused prolonged cytopenia, bone marrow hypoplasia, and immunosuppression. Conversely, NLRP1-deficient mice showed enhanced recovery from chemotherapy and LCMV infection, demonstrating that NLRP1 acts as a cellular sentinel to alert Caspase-1 to hematopoietic and infectious stress.

Single-cell RNA sequencing (scRNA-Seq) has emerged as a powerful tool for understanding cellular heterogeneity and function. However the choice of sample multiplexing reagents can impact data quality and experimental outcomes. In this study, we compared various multiplexing reagents, including MULTI-Seq, Hashtag antibody, and CellPlex, across diverse sample types such as human peripheral blood mononuclear cells (PBMCs), mouse embryonic brain and patient-derived xenografts (PDXs). We found that all multiplexing reagents worked well in cell types robust to ex vivo manipulation but suffered from signal-to-noise issues in more delicate sample types. We compared multiple demultiplexing algorithms which differed in performance depending on data quality. We find that minor improvements to laboratory workflows such as titration and rapid processing are critical to optimal performance. We also compared the performance of fixed scRNA-Seq kits and highlight the advantages of the Parse Biosciences kit for fragile samples. Highly multiplexed scRNA-Seq experiments require more sequencing resources, therefore we evaluated CRISPR-based destruction of non-informative genes to enhance sequencing value. Our comprehensive analysis provides insights into the selection of appropriate sample multiplexing reagents and protocols for scRNASeq experiments, facilitating more accurate and cost-effective studies.

Thrombopoietin (TPO) acting via its receptor Mpl is the major cytokine regulator of platelet number. To precisely define the role of specific hematopoietic cells in TPO dependent hematopoiesis, we generated mice that express the Mpl receptor normally on stem/progenitor cells but lack expression on megakaryocytes and platelets (MplPF4cre/PF4cre. MplPF4cre/PF4cre mice displayed profound megakaryocytosis and thrombocytosis with a remarkable expansion of megakaryocyte-committed and multipotential progenitor cells, the latter displaying biological responses and a gene expression signature indicative of chronic TPO over-stimulation as the underlying causative mechanism, despite a normal circulating TPO level. Thus, TPO signaling in megakaryocytes is dispensable for platelet production; its key role in control of platelet number is via generation and stimulation of the bipotential megakaryocyte precursors. Nevertheless, Mpl expression on megakaryocytes and platelets is essential to prevent megakaryocytosis and myeloproliferation by restricting the amount of TPO available to stimulate the production of megakaryocytes from the progenitor cell pool.

Summary Extrinsic regulation of single haematopoietic stem and progenitor cell (HSPC) fate is crucial for immune cell development. Here, we examine the aetiology of Flt3 ligand (Flt3L)-mediated emergency development of type 1 conventional dendritic cells (cDC1s), which results in enhanced immunity against infections and cancer. Using cellular barcoding, we demonstrate a predominant role of enhanced clonal expansion and moderate contribution via recruitment of additional cDC1-generating HSPCs. The selective cDC1 expansion occurs primarily via multi-/oligo-potent clones, without compromising output to other lineages. To understand the molecular hallmarks early during a Flt3L response, we develop Divi-Seq to simultaneously profile cell division history, surface phenotype and transcriptional state of single HSPCs. We discover that Flt3L-responsive HSPCs maintain a proliferative ‘early progenitor’-like state, which leads to selective emergence of CD11c + cKit + transitional precursors with high cellular output to cDC1s. These findings inform the mechanistic action of Flt3L in natural immunity and immunotherapy at a clonal level.