Summary Loss of hematopoietic stem cell (HSC) quiescence and resulting clonal expansion are common initiating events in the development of hematological malignancy. Likewise, chronic inflammation related to aging, disease and/or tissue damage is associated with leukemia progression, though its role in oncogenesis is not clearly defined. Here, we show that PU.1-dependent repression of protein synthesis and cell cycle genes in HSC enforces homeostatic protein synthesis levels and HSC quiescence in response to IL-1 stimulation. These genes are constitutively de-repressed in PU.1-deficient HSC, leading to activation of protein synthesis, loss of quiescence and aberrant expansion of HSC. Taken together, our data identify a mechanism whereby HSC regulate their cell cycle activity and pool size in response to chronic inflammatory stress.

The early events that drive hematologic disorders like clonal hematopoiesis, myelodysplastic syndrome, myeloproliferative neoplasm, and acute myeloid leukemia are not well understood. Most studies focus on the cell-intrinsic genetic changes that occur in these disorders and how they impact cell fate decisions. We consider how chronic exposure to the pro-inflammatory cytokine, interleukin-1; (IL-1), impacts Cebpa-deficient hematopoietic stem and progenitor cells (HSPC) in competitive settings. We surprisingly found that Cebpa-deficient HSPC did not have a hematopoietic cell intrinsic competitive advantage; rather chronic IL-1; exposure engendered potent selection for Cebpa loss. Chronic IL-1; augments myeloid lineage output by activating differentiation and repressing stem cell gene expression programs in a Cebpa-dependent manner. As a result, Cebpa-deficient HSPC are resistant to the pro-differentiative effects of chronic IL-1, and competitively expand. These findings have important implications for the earliest events that drive hematologic disorders, suggesting that chronic inflammation could be an important driver of leukemogenesis and a potential target for intervention.