Please wait a minute...
Shopping Cart Email List Chinese
Advanced Search Fig/Tab
Frontiers in Biology

ISSN 1674-7984

ISSN 1674-7992(Online)

CN 11-5892/Q

Featured Articles  |  Most Downloaded  |  Most Reading
Online Submission Subscribe to Our RSS Content Feed
Front. Biol.    2017, Vol. 12 Issue (2) : 103-115    https://doi.org/10.1007/s11515-017-1428-4
REVIEW
Crosstalk between catecholamines and erythropoiesis
Fakhredin Saba1, Najmaldin Saki3, Elahe Khodadi3, Masoud Soleimani2()
1. Department of Laboratory Science, Kermanshah University of Medical Sciences, Kermanshah, Iran
2. Department of Hematology, Faculty of Medical Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3. Health Research Institute, Research Center of Thalassemia & Hemoglobinopathy, Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran
 Download: PDF(635 KB)   HTML
 Export: BibTeX | EndNote | Reference Manager | ProCite | RefWorks
Abstract

BACKGROUND: Erythropoiesis is regulated by a range of intrinsic and extrinsic factors, including different cytokines. Recently, the role of catecholamines has been highlighted in the development of erythroid cell lineages.

OBJECTIVE: This study focuses on the biological links interconnecting erythroid development and the sympathetic nervous system. The emerging evidence that underscores the role of catecholamines in the regulation of erythropoietin and other erythropoiesis cytokines are thoroughly reviewed, in addition to elements such as iron and the leptin hormone that are involved in erythropoiesis.

METHODS: Relevant English-language studies were identified and retrieved from the PubMed search engine (1981–2017) using the following keywords: “Erythropoiesis”, “Catecholamines”, “Nervous system”, and “Cytokines.”

RESULTS: Chronic social stress alters and suppresses erythroid development. However, the physiological release of catecholamines is an additional stimulator of erythropoiesis in the setting of anemia. Therefore, the severity and timing of catecholamine secretion might distinctly regulate erythroid homeostasis.

CONCLUSION: Understanding the relationship of catecholamines with different elements of the erythroid islands will be essential to find the tightly regulated production of red blood cells (RBCs) in both chronic and physiological catecholamine activation.
Keywords erythropoiesis      cytokines      catecholamines      chronic social stress      nervous system     
Corresponding Author(s): Masoud Soleimani   
Online First Date: 24 March 2017    Issue Date: 14 April 2017
 Cite this article:   
Fakhredin Saba,Najmaldin Saki,Elahe Khodadi, et al. Crosstalk between catecholamines and erythropoiesis[J]. Front. Biol., 2017, 12(2): 103-115.
 URL:  
https://academic.hep.com.cn/fib/EN/10.1007/s11515-017-1428-4
https://academic.hep.com.cn/fib/EN/Y2017/V12/I2/103
Fig.1  The position of catecholamines in erhythroblastic islands. Catecholamines released from neural fiber can affect erythroid islands, including differentiation of HSCs toward erythropoiesis and the interaction of erythrocytes with macrophages. Moreover, catecholamine production from nerve fibers is shown. Abbreviations: DOPA (D-3,4-dihydroxyphenylalanine), DA (Dopamine), NA (norepinephrine).
Fig.2  Function of physiological and chronic stress in EPO release. In physiological stress, the secretion of EPO increases through systems RAS, glucocorticoids, and HIF. Chronic stress-inhibits EPO release through inflammatory cytokines and inhibition of sex hormones. Abbreviations: PGE2 (Prostaglandin E2), RAS (Renin angiotensin system), HIF (Hypoxia inducible factor), EPO (Erythropoietin), GnRH (Gonadotropin releasing hormone), GnIH (Gonadotropin-inhibitory hormone).
Tab.1  The effect of catecholamines on cytokines involved in erythropoiesis
Fig.3  Effect of catecholamines in conditions of physiological and chronic stress on erythropoiesis. Factors involved in physiological stress-stimulated erythropoiesis include glucocorticoid and direct effect of catecholamines. Chronic decreased erythropoiesis due to stress is mediated by the resistance of immune cells to glucocorticoids and increased levels of inflammatory cytokines that inhibit hepcidin and block testosterone-stimulated circulating iron in elevated erythropoiesis. The increase of catecholamines by leptin has a negative feedback effect for leptin release and insulin-stimulated leptin. This inhibits leptin-stimulated erythroid development. Abbreviation: ACTH (Adrenocorticotropic hormone).
1 An X, Mohandas  N (2011). Erythroblastic islands, terminal erythroid differentiation and reticulocyte maturation. Int J Hematol, 93(2): 139–143
https://doi.org/10.1007/s12185-011-0779-x pmid: 21293952
2 Antonijević N ,  Nesović M ,  Trbojević B ,  Milosević R  (1999). Anemia in hypothyroidism. Med Pregl, 52(3-5): 136–140
pmid: 10518398
3 Arranz L, Méndez-Ferrer  S(2013). Network anatomy and in vivo physiology of mesenchymal stem and stromal cells. Inflamm Regen, 33:038-04
4 Artico M, Bosco  S, Cavallotti C ,  Agostinelli E ,  Giuliani-Piccari G ,  Sciorio S ,  Cocco L ,  Vitale M  (2002). Noradrenergic and cholinergic innervation of the bone marrow. Int J Mol Med, 10(1): 77–80
pmid: 12060854
5 Baron M H, Vacaru  A, Nieves J  (2013). Erythroid development in the mammalian embryo. Blood Cells Mol Dis, 51(4): 213–219
https://doi.org/10.1016/j.bcmd.2013.07.006 pmid: 23932234
6 Bauer A, Tronche  F, Wessely O ,  Kellendonk C ,  Reichardt H M ,  Steinlein P ,  Schütz G ,  Beug H (1999). The glucocorticoid receptor is required for stress erythropoiesis. Genes Dev, 13(22): 2996–3002
https://doi.org/10.1101/gad.13.22.2996 pmid: 10580006
7 Beguin Y, Jaspers  A (2014). Iron sucrose- characteristics, efficacy and regulatory aspects of an established treatment of iron deficiency and iron-deficiency anemia in a broad range of therapeutic areas. Expert Opin Pharmacother, 15(14): 2087–2103
https://doi.org/10.1517/14656566.2014.953928 pmid: 25186219
8 Boer A K, Drayer  A L, Rui  H, Vellenga E  (2002). Prostaglandin-E2 enhances EPO-mediated STAT5 transcriptional activity by serine phosphorylation of CREB. Blood, 100(2): 467–473
https://doi.org/10.1182/blood.V100.2.467 pmid: 12091337
9 Boer A K, Drayer  A L, Vellenga  E (2003). cAMP/PKA-mediated regulation of erythropoiesis. Leuk Lymphoma, 44(11): 1893–1901
https://doi.org/10.1080/1042819031000116715 pmid: 14738140
10 Böhmer R M  (2004). IL-3-dependent early erythropoiesis is stimulated by autocrine transforming growth factor beta. Stem Cells, 22(2): 216–224
https://doi.org/10.1634/stemcells.22-2-216 pmid: 14990860
11 Brown S W, Meyers  R T, Brennan  K M, Rumble  J M, Narasimhachari  N, Perozzi E F ,  Ryan J J ,  Stewart J K ,  Fischer-Stenger K  (2003). Catecholamines in a macrophage cell line. J Neuroimmunol, 135(1-2): 47–55
https://doi.org/10.1016/S0165-5728(02)00435-6 pmid: 12576223
12 Burdach S E, Levitt  L J (1987). Receptor-specific inhibition of bone marrow erythropoiesis by recombinant DNA-derived interleukin-2. Blood, 69(5): 1368–1375
pmid: 3105620
13 Chasis J A, Mohandas  N (2008). Erythroblastic islands: niches for erythropoiesis. Blood, 112(3): 470–478
https://doi.org/10.1182/blood-2008-03-077883 pmid: 18650462
14 Chen D, Zhang  G (2001). Enforced expression of the GATA-3 transcription factor affects cell fate decisions in hematopoiesis. Exp Hematol, 29(8): 971–980
https://doi.org/10.1016/S0301-472X(01)00670-1 pmid: 11495703
15 Cheung J Y, Miller  B A (2001). Molecular mechanisms of erythropoietin signaling. Nephron, 87(3): 215–222
https://doi.org/10.1159/000045918 pmid: 11287756
16 Choobineh H, Dehghani  S, Alizadeh S ,  Dana V G ,  Saiepour N ,  Meshkani R ,  Einollahi N  (2009). Evaluation of Leptin Levels in Major beta-Thalassemic Patients. Int J Hematol Oncol Stem Cell Res, 3(4): 1–4
17 Chuang T T, Sallese  M, Ambrosini G ,  Parruti G ,  De Blasi A  (1992). High expression of beta-adrenergic receptor kinase in human peripheral blood leukocytes. Isoproterenol and platelet activating factor can induce kinase translocation. J Biol Chem, 267(10): 6886–6892
pmid: 1339451
18 Claycombe K, King  L E, Fraker  P J (2008). A role for leptin in sustaining lymphopoiesis and myelopoiesis. Proc Natl Acad Sci U S A, 105(6): 2017–2021
https://doi.org/10.1073/pnas.0712053105 pmid: 18250302
19 Cole S W, Sood  A K (2012). Molecular pathways: beta-adrenergic signaling in cancer. Clin Cancer Res, 18(5): 1201–1206
https://doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-11-0641 pmid: 22186256
20 Cosentino M, Bombelli  R, Ferrari M ,  Marino F ,  Rasini E ,  Maestroni G J M ,  Conti A ,  Boveri M ,  Lecchini S ,  Frigo G  (2000). HPLC-ED measurement of endogenous catecholamines in human immune cells and hematopoietic cell lines. Life Sci, 68(3): 283–295
https://doi.org/10.1016/S0024-3205(00)00937-1 pmid: 11191644
21 Cremaschi G A ,  Gorelik G ,  Klecha A J ,  Lysionek A E ,  Genaro A M  (2000). Chronic stress influences the immune system through the thyroid axis. Life Sci, 67(26): 3171–3179
https://doi.org/10.1016/S0024-3205(00)00909-7 pmid: 11191624
22 Dart A M, Du  X J, Kingwell,  B A (2002). Gender, sex hormones and autonomic nervous control of the cardiovascular system. Cardiovasc Res, 53(3):678–687
23 Donahue R E, Yang  Y C, Clark  S C (1990). Human P40 T-cell growth factor (interleukin-9) supports erythroid colony formation. Blood, 75(12): 2271–2275
pmid: 1693525
24 Elenkov I J, Chrousos  G P (1999). Stress hormones, Th1/Th2 patterns, pro/anti-inflammatory cytokines and susceptibility to disease. Trends Endocrinol Metab, 10(9): 359–368
https://doi.org/10.1016/S1043-2760(99)00188-5 pmid: 10511695
25 Elenkov I J, Chrousos  G P (2002). Stress hormones, proinflammatory and antiinflammatory cytokines, and autoimmunity. Ann N Y Acad Sci, 966(1): 290–303
https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2002.tb04229.x pmid: 12114286
26 Elhassan I O, Hannoush  E J, Sifri  Z C, Jones  E, Alzate W D ,  Rameshwar P ,  Livingston D H ,  Mohr A M  (2011). Beta-blockade prevents hematopoietic progenitor cell suppression after hemorrhagic shock. Surg Infect (Larchmt), 12(4): 273–278
https://doi.org/10.1089/sur.2010.043 pmid: 21790478
27 Farmer P, Pugin  J (2000). b-adrenergic agonists exert their “anti-inflammatory” effects in monocytic cells through the IkappaB/NF-kappaB pathway. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol, 279(4): L675–L682
pmid: 11000127
28 Fink G D, Paulo  L G, Fisher  J W (1975). Effects of beta adrenergic blocking agents on erythropoietin production in rabbits exposed to hypoxia. J Pharmacol Exp Ther, 193(1): 176–181
pmid: 237111
29 Fitch S R, Kimber  G M, Wilson  N K, Parker  A, Mirshekar-Syahkal B, Göttgens B ,  Medvinsky A ,  Dzierzak E ,  Ottersbach K  (2012). Signaling from the sympathetic nervous system regulates hematopoietic stem cell emergence during embryogenesis. Cell Stem Cell, 11(4): 554–566
https://doi.org/10.1016/j.stem.2012.07.002 pmid: 23040481
30 Flierl M A, Rittirsch  D, Nadeau B A ,  Sarma J V ,  Day D E ,  Lentsch A B ,  Huber-Lang M S ,  Ward P A  (2009). Upregulation of phagocyte-derived catecholamines augments the acute inflammatory response. PLoS One, 4(2): e4414
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0004414 pmid: 19212441
31 Fonseca R B, Mohr  A M, Wang  L, Sifri Z C ,  Rameshwar P ,  Livingston D H  (2005). The impact of a hypercatecholamine state on erythropoiesis following severe injury and the role of IL-6. J Trauma, 59(4): 884–889, discussion 889–890
https://doi.org/10.1097/01.ta.0000187653.64300.f5 pmid: 16374277
32 Francis K T (1981). The relationship between high and low trait psychological stress, serum testosterone, and serum cortisol. Experientia, 37(12): 1296–1297
https://doi.org/10.1007/BF01948370 pmid: 7327232
33 Freudenthaler S M ,  Schenck T ,  Lucht I ,  Gleiter C H  (1999). Fenoterol stimulates human erythropoietin production via activation of the renin angiotensin system. Br J Clin Pharmacol, 48(4): 631–634
https://doi.org/10.1046/j.1365-2125.1999.00059.x pmid: 10583037
34 Furmanski P, Johnson  C S (1990). Macrophage control of normal and leukemic erythropoiesis: identification of the macrophage-derived erythroid suppressing activity as interleukin-1 and the mediator of its in vivo action as tumor necrosis factor. Blood, 75(12): 2328–2334
pmid: 2350578
35 Ge X H, Zhu  G J, Geng  D Q, Zhang  Z J, Liu  C F (2012). Erythropoietin attenuates 6-hydroxydopamine-induced apoptosis via glycogen synthase kinase 3 b-mediated mitochondrial translocation of Bax in PC12 cells. Neurol Sci, 33(6): 1249–1256
https://doi.org/10.1007/s10072-012-0959-3 pmid: 22294054
36 Gebhard C, Petroktistis  F, Zhang H ,  Kammerer D ,  Köhle C ,  Klingel K ,  Albinus M ,  Gleiter C H ,  Osswald H ,  Grenz A  (2006). Role of renal nerves and salt intake on erythropoietin secretion in rats following carbon monoxide exposure. J Pharmacol Exp Ther, 319(1): 111–116
https://doi.org/10.1124/jpet.106.105973 pmid: 16815869
37 Glass N E, Kaltenbach  L A, Fleming  S B, Arbogast  P G, Cotton  B A (2012). The impact of beta-blocker therapy on anemia after traumatic brain injury. Transfusion, 52(10): 2155–2160
https://doi.org/10.1111/j.1537-2995.2012.03609.x pmid: 22420303
38 Guo W, Bachman  E, Li M ,  Roy C N ,  Blusztajn J ,  Wong S, Chan  S Y, Serra  C, Jasuja R ,  Travison T G ,  Muckenthaler M U ,  Nemeth E ,  Bhasin S  (2013). Testosterone administration inhibits hepcidin transcription and is associated with increased iron incorporation into red blood cells. Aging Cell, 12(2): 280–291
https://doi.org/10.1111/acel.12052 pmid: 23399021
39 Hajifathali A, Saba  F, Atashi A ,  Soleimani M ,  Mortaz E ,  Rasekhi M  (2014). The role of catecholamines in mesenchymal stem cell fate. Cell Tissue Res, 358(3): 651–665
pmid: 25173883
40 Hamill R W, Schroeder  B (1990). Hormonal regulation of adult sympathetic neurons: the effects of castration on neuropeptide Y, norepinephrine, and tyrosine hydroxylase activity. J Neurobiol, 21(5): 731–742
https://doi.org/10.1002/neu.480210507 pmid: 1975617
41 Hattangadi S M ,  Wong P, Zhang  L, Flygare J ,  Lodish H F (2011). From stem cell to red cell: regulation of erythropoiesis at multiple levels by multiple proteins, RNAs, and chromatin modifications. Blood, 118(24):6258–6268
42 Hetier E, Ayala  J 1, Bousseau A ,  Prochiantz A  1 (1991). Modulation of interleukin-1 and tumor necrosis factor expression by  b-adrenergic agonists in mouse ameboid microglial cells. Exp Brain Res, 86(2): 407–413
https://doi.org/10.1007/BF00228965 pmid: 1684549
43 Huntgeburth M, Tiemann  K, Shahverdyan R ,  Schlüter K D ,  Schreckenberg R ,  Gross M L ,  Mödersheim S ,  Caglayan E ,  Müller-Ehmsen J ,  Ghanem A ,  Vantler M ,  Zimmermann W H ,  Böhm M ,  Rosenkranz S  (2011). Transforming growth factor  b1 oppositely regulates the hypertrophic and contractile response to  b-adrenergic stimulation in the heart. PLoS One, 6(11): e26628
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0026628 pmid: 22125598
44 Ikuyama S (2005). Effects of thyroid hormone on hematopoiesis. Nihon Rinsho, 63(Suppl 10): 84–87
pmid: 16279608
45 Isern J, Méndez-Ferrer  S (2011). Stem cell interactions in a bone marrow niche. Curr Osteoporos Rep, 9(4): 210–218
https://doi.org/10.1007/s11914-011-0075-y pmid: 21932020
46 Jewell M, Breyer  R M, Currie  K P (2012). Bidirectional regulation of adrenal catecholamine release by prostaglandin E2. FASEB J, 26(1): 879.876
47 Kahn B B, Minokoshi  Y (2013). Leptin, GABA, and glucose control. Cell Metab, 18(3): 304–306
https://doi.org/10.1016/j.cmet.2013.08.015 pmid: 24011066
48 Kalinkovich A, Spiegel  A, Shivtiel S ,  Kollet O ,  Jordaney N ,  Piacibello W ,  Lapidot T  (2009). Blood-forming stem cells are nervous: direct and indirect regulation of immature human CD34+ cells by the nervous system. Brain Behav Immun, 23(8): 1059–1065
https://doi.org/10.1016/j.bbi.2009.03.008 pmid: 19341792
49 Kaneko K, Furuyama  K, Aburatani H ,  Shibahara S  (2009). Hypoxia induces erythroid-specific 5-aminolevulinate synthase expression in human erythroid cells through transforming growth factor- b signaling. FEBS J, 276(5): 1370–1382
https://doi.org/10.1111/j.1742-4658.2009.06878.x pmid: 19187226
50 Katayama Y, Battista  M, Kao W M ,  Hidalgo A ,  Peired A J ,  Thomas S A ,  Frenette P S  (2006). Signals from the sympathetic nervous system regulate hematopoietic stem cell egress from bone marrow. Cell, 124(2): 407–421
51 Kefaloyianni E, Gaitanaki  C, Beis I  (2006). ERK1/2 and p38-MAPK signalling pathways, through MSK1, are involved in NF-kappaB transactivation during oxidative stress in skeletal myoblasts. Cell Signal, 18(12): 2238–2251
https://doi.org/10.1016/j.cellsig.2006.05.004 pmid: 16806820
52 Kelesidis T, Kelesidis  I, Chou S ,  Mantzoros C S  (2010). Narrative review: the role of leptin in human physiology: emerging clinical applications. Ann Intern Med, 152(2): 93–100
https://doi.org/10.7326/0003-4819-152-2-201001190-00008 pmid: 20083828
53 Kilroy G E, Foster  S J, Wu  X, Ruiz J ,  Sherwood S ,  Heifetz A ,  Ludlow J W ,  Stricker D M ,  Potiny S ,  Green P ,  Halvorsen Y D C ,  Cheatham B ,  Storms R W ,  Gimble J M  (2007). Cytokine profile of human adipose-derived stem cells: expression of angiogenic, hematopoietic, and pro-inflammatory factors. J Cell Physiol, 212(3): 702–709
https://doi.org/10.1002/jcp.21068 pmid: 17477371
54 Kim Y J, Hur  E M, Park  T J, Kim  K T (2000). Nongenomic inhibition of catecholamine secretion by 17beta-estradiol in PC12 cells. J Neurochem, 74(6): 2490–2496
https://doi.org/10.1046/j.1471-4159.2000.0742490.x pmid: 10820210
55 Knutson K L, Spiegel  K, Penev P ,  Van Cauter E  (2007). The metabolic consequences of sleep deprivation. Sleep Med Rev, 11(3): 163–178
https://doi.org/10.1016/j.smrv.2007.01.002 pmid: 17442599
56 Kuçi Z, Seitz  G, Kuçi S ,  Kreyenberg H ,  Schumm M ,  Lang P, Niethammer  D, Handgretinger R ,  Bruchelt G  (2006). Pitfalls in detection of contaminating neuroblastoma cells by tyrosine hydroxylase RT-PCR due to catecholamine-producing hematopoietic cells. Anticancer Res, 26(3A): 2075–2080
pmid: 16827147
57 Laharrague P, Larrouy  D, Fontanilles A M ,  Truel N ,  Campfield A ,  Tenenbaum R ,  Galitzky J ,  Corberand J X ,  Pénicaud L ,  Casteilla L  (1998). High expression of leptin by human bone marrow adipocytes in primary culture. FASEB J, 12(9): 747–752
pmid: 9619453
58 Lambert L A, Perri  H, Halbrooks P J ,  Mason A B  (2005). Evolution of the transferrin family: conservation of residues associated with iron and anion binding. Comp Biochem Physiol B Biochem Mol Biol, 142(2): 129–141
https://doi.org/10.1016/j.cbpb.2005.07.007 pmid: 16111909
59 Leng H M J ,  Kidson S H ,  Keraan M M ,  Randall G W ,  Folb P I  (1996). Cytokine-mediated inhibition of erythropoietin synthesis by dexamethasone. J Pharm Pharmacol, 48(9): 971–974
https://doi.org/10.1111/j.2042-7158.1996.tb06015.x pmid: 8910866
60 Leung P, Gidari  A S, and the LEUNG (1981). Glucocorticoids inhibit erythroid colony formation by murine fetal liver erythroid progenitor cells in vitro. Endocrinology, 108(5): 1787–1794
https://doi.org/10.1210/endo-108-5-1787 pmid: 7215300
61 Maestroni G J ,  Cosentino M ,  Marino F ,  Togni M ,  Conti A ,  Lecchini S ,  Frigo G  (1998). Neural and endogenous catecholamines in the bone marrow. Circadian association of norepinephrine with hematopoiesis? Exp Hematol, 26(12): 1172–1177
pmid: 9808057
62 Magiakou M A, Smyrnaki  P, Chrousos G P  (2006). Hypertension in Cushing’s syndrome. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab, 20(3): 467–482
https://doi.org/10.1016/j.beem.2006.07.006 pmid: 16980206
63 Masuda S, Nagao  M, Takahata K ,  Konishi Y ,  Gallyas F  Jr,  Tabira T ,  Sasaki R  (1993). Functional erythropoietin receptor of the cells with neural characteristics. Comparison with receptor properties of erythroid cells. J Biol Chem, 268(15): 11208–11216
pmid: 7684373
64 McCranor B J, Kim  M J, Cruz  N M, Xue  Q L, Berger  A E, Walston  J D, Civin  C I, Roy  C N (2014). Interleukin-6 directly impairs the erythroid development of human TF-1 erythroleukemic cells. Blood Cells Mol Dis, 52(2-3): 126–133
https://doi.org/10.1016/j.bcmd.2013.09.004 pmid: 24119518
65 Mei Y, Yin  N, Jin X ,  He J, Yin  Z (2013). The regulatory role of the adrenergic agonists phenylephrine and isoproterenol on fetal hemoglobin expression and erythroid differentiation. Endocrinology, 154(12): 4640–4649
https://doi.org/10.1210/en.2013-1535 pmid: 24080366
66 Méndez-Ferrer S ,  Battista M ,  Frenette P S  (2010). Cooperation of beta(2)- and beta(3)-adrenergic receptors in hematopoietic progenitor cell mobilization. Ann N Y Acad Sci, 1192(1): 139–144
https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2010.05390.x pmid: 20392229
67 Méndez-Ferrer S ,  Michurina T V ,  Ferraro F ,  Mazloom A R ,  Macarthur B D ,  Lira S A ,  Scadden D T ,  Ma’ayan A ,  Enikolopov G N ,  Frenette P S  (2010). Mesenchymal and haematopoietic stem cells form a unique bone marrow niche. Nature, 466(7308): 829–834
https://doi.org/10.1038/nature09262 pmid: 20703299
68 Mikhail A A, Beck  E X, Shafer  A, Barut B ,  Smith Gbur J ,  Zupancic T J ,  Snodgrass H R  (1997). Leptin stimulates fetal and adult erythroid and myeloid development. Blood, 89(5):1507–1512
69 Miller A H, Maletic  V, Raison C L  (2009). Inflammation and its discontents: the role of cytokines in the pathophysiology of major depression. Biol Psychiatry, 65(9): 732–741
https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2008.11.029 pmid: 19150053
70 Mladenovic J, Adamson  J W (1984). Adrenergic modulation of erythropoiesis: in vitro studies of colony-forming cells in normal and polycythaemic man. Br J Haematol, 56(2): 323–332
https://doi.org/10.1111/j.1365-2141.1984.tb03959.x pmid: 6691924
71 Moura I C, Hermine  O, Lacombe C ,  Mayeux P  (2015). Erythropoiesis and transferrin receptors. Curr Opin Hematol, 22(3): 193–198
https://doi.org/10.1097/MOH.0000000000000133 pmid: 25767952
72 Muta K, Krantz  S, Bondurant M ,  Dai C (1995). Stem cell factor retards differentiation of normal human erythroid progenitor cells while stimulating proliferation. Blood, 86(2):572–580
73 Nardelli J, Thiesson  D, Fujiwara Y ,  Tsai F Y ,  Orkin S H  (1999). Expression and genetic interaction of transcription factors GATA-2 and GATA-3 during development of the mouse central nervous system. Dev Biol, 210(2): 305–321
https://doi.org/10.1006/dbio.1999.9278 pmid: 10357893
74 Nemeth E, Valore  E V, Territo  M, Schiller G ,  Lichtenstein A ,  Ganz T (2003). Hepcidin, a putative mediator of anemia of inflammation, is a type II acute-phase protein. Blood, 101(7): 2461–2463
https://doi.org/10.1182/blood-2002-10-3235 pmid: 12433676
75 Nezu M, Souma  T, Yamamoto M  (2014). Renal erythropoietin-producing cells and kidney disease. Nihon Rinsho, 72(9): 1691–1700 (Renal erythropoietin-producing cells and kidney disease)
pmid: 25518424
76 Obayashi K, Ando  Y, Terazaki H ,  Yamashita T ,  Nakamura M ,  Suga M, Uchino  M, Ando M  (2000). Mechanism of anemia associated with autonomic dysfunction in rats. Auton Neurosci, 82(3): 123–129
https://doi.org/10.1016/S0165-1838(00)00099-0 pmid: 11023618
77 Oddo M, Levine  J M, Kumar  M, Iglesias K ,  Frangos S ,  Maloney-Wilensky E ,  Le Roux P D  (2012). Anemia and brain oxygen after severe traumatic brain injury. Intensive Care Med, 38(9): 1497–1504
https://doi.org/10.1007/s00134-012-2593-1 pmid: 22584800
78 Oehler L, Kollars  M, Bohle B ,  Berer A ,  Reiter E ,  Lechner K ,  Geissler K  (1999). Interleukin-10 inhibits burst-forming unit-erythroid growth by suppression of endogenous granulocyte-macrophage colony-stimulating factor production from T cells. Exp Hematol, 27(2): 217–223
https://doi.org/10.1016/S0301-472X(98)00049-6 pmid: 10029159
79 Otero M, Lago  R, Lago F ,  Casanueva F F ,  Dieguez C ,  Gómez-Reino J J ,  Gualillo O  (2005). Leptin, from fat to inflammation: old questions and new insights. FEBS Lett, 579(2): 295–301
https://doi.org/10.1016/j.febslet.2004.11.024 pmid: 15642335
80 Pandolfi P P, Roth  M E, Karis  A, Leonard M W ,  Dzierzak E ,  Grosveld F G ,  Engel J D ,  Lindenbaum M H  (1995). Targeted disruption of the GATA3 gene causes severe abnormalities in the nervous system and in fetal liver haematopoiesis. Nat Genet, 11(1): 40–44
https://doi.org/10.1038/ng0995-40 pmid: 7550312
81 Pasupuleti L V ,  Cook K M ,  Sifri Z C ,  Alzate W D ,  Livingston D H ,  Mohr A M  (2014). Do all  b-blockers attenuate the excess hematopoietic progenitor cell mobilization from the bone marrow following trauma/hemorrhagic shock? J Trauma Acute Care Surg, 76(4): 970–975
https://doi.org/10.1097/TA.0000000000000181 pmid: 24662859
82 Peeling P, Dawson  B, Goodman C ,  Landers G ,  Trinder D  (2008). Athletic induced iron deficiency: new insights into the role of inflammation, cytokines and hormones. Eur J Appl Physiol, 103(4): 381–391
https://doi.org/10.1007/s00421-008-0726-6 pmid: 18365240
83 Penn A, Mohr  A M, Shah  S G, Sifri  Z C, Kaiser  V L, Rameshwar  P, Livingston D H  (2010). Dose-response relationship between norepinephrine and erythropoiesis: evidence for a critical threshold. J Surg Res, 163(2): e85–e90
https://doi.org/10.1016/j.jss.2010.03.051 pmid: 20605580
84 Peruzzo D C, Benatti  B B, Antunes  I B, Andersen  M L, Sallum  E A, Casati  M Z, Nociti  F H Jr, Nogueira-Filho  G R (2008). Chronic stress may modulate periodontal disease: a study in rats. J Periodontol, 79(4): 697–704
https://doi.org/10.1902/jop.2008.070369 pmid: 18380564
85 Popovic W J, Brown  J E, Adamson  J W (1977). The influence of thyroid hormones on in vitro erythropoiesis. Mediation by a receptor with beta adrenergic properties. J Clin Invest, 60(4): 907–913
https://doi.org/10.1172/JCI108845 pmid: 19501
86 Provalova N V ,  Skurikhin E G ,  Pershina O V ,  Minakova M Y ,  Suslov N I ,  Dygai A M  (2003). Possible mechanisms underlying the effect of natural preparations on erythropoiesis under conditions of conflict situation. Bull Exp Biol Med, 136(2): 165–169
https://doi.org/10.1023/A:1026371007993 pmid: 14631500
87 Provalova N V ,  Skurikhin E G ,  Pershina O V ,  Suslov N I ,  Minakova M Y ,  Dygai A M ,  Gol’dberg E D  (2002). Mechanisms underling the effects of adaptogens on erythropoiesis during paradoxical sleep deprivation. Bull Exp Biol Med, 133(5): 428–432
https://doi.org/10.1023/A:1019837015668 pmid: 12420051
88 Quesniaux V F ,  Clark S C ,  Turner K ,  Fagg B (1992). Interleukin-11 stimulates multiple phases of erythropoiesis in vitro. Blood, 80(5): 1218–1223
pmid: 1381240
89 Ricci M R, Lee  M J, Russell  C D, Wang  Y, Sullivan S ,  Schneider S H ,  Fried S K  (2005). Isoproterenol decreases leptin release from rat and human adipose tissue through posttranscriptional mechanisms. Am J Physiol Endocrinol Metab. 288(4): E798–804
90 Rivier C, Vale  W, Brown M  (1989). In the rat, interleukin-1  a and- b stimulate adrenocorticotropin and catecholamine release. Endocrinology, 125(6): 3096–3102
https://doi.org/10.1210/endo-125-6-3096 pmid: 2573510
91 Rosenbaum D M ,  Rasmussen S G ,  Kobilka B K  (2009). The structure and function of G-protein-coupled receptors. Nature, 459(7245): 356–363
https://doi.org/10.1038/nature08144 pmid: 19458711
92 Rubio-Perez J M ,  Morillas-Ruiz J M  (2012). A review: inflammatory process in Alzheimer’s disease, role of cytokines. ScientificWorldJournal, 2012: 756357
pmid: 22566778
93 Rusten L S, Jacobsen  S E (1995). Tumor necrosis factor (TNF)-alpha directly inhibits human erythropoiesis in vitro: role of p55 and p75 TNF receptors. Blood, 85(4): 989–996
pmid: 7849320
94 Saba F, Soleimani  M, Atashi A ,  Mortaz E ,  Shahjahani M ,  Roshandel E ,  Jaseb K ,  Saki N (2013). The role of the nervous system in hematopoietic stem cell mobilization. Lab Hematol, 19(3): 8–16
https://doi.org/10.1532/LH96.12013 pmid: 24165704
95 Sánchez-Aguilera A ,  Arranz L ,  Martín-Pérez D ,  García-García A ,  Stavropoulou V ,  Kubovcakova L ,  Isern J ,  Martín-Salamanca S ,  Langa X ,  Skoda R C ,  Schwaller J ,  Méndez-Ferrer S  (2014). Estrogen signaling selectively induces apoptosis of hematopoietic progenitors and myeloid neoplasms without harming steady-state hematopoiesis. Cell Stem Cell, 15(6): 791–804
https://doi.org/10.1016/j.stem.2014.11.002 pmid: 25479752
96 Sandrini S M, Shergill  R, Woodward J ,  Muralikuttan R ,  Haigh R D ,  Lyte M, Freestone  P P (2010). Elucidation of the mechanism by which catecholamine stress hormones liberate iron from the innate immune defense proteins transferrin and lactoferrin. J Bacteriol, 192(2): 587–594
https://doi.org/10.1128/JB.01028-09 pmid: 19820086
97 Schneider H, Chaovapong  W, Matthews DJ  ,  Karkaria C ,  Cass R T ,  Zhan H, Boyle  M, Lorenzini T ,  Elliott S G ,  Giebel L B .(1997). Homodimerization of erythropoietin receptor by a bivalent monoclonal antibody triggers cell proliferation and differentiation of erythroid precursors. Blood, 89(2):473–482
98 Scholz H, Schurek  H J, Eckardt  K U, Kurtz  A, Bauer C  (1991). Oxygen-dependent erythropoietin production by the isolated perfused rat kidney. Pflugers Arch, 418(3): 228–233
https://doi.org/10.1007/BF00370520 pmid: 1649989
99 Schraml E, Fuchs  R, Kotzbeck P ,  Grillari J ,  Schauenstein K  (2009). Acute adrenergic stress inhibits proliferation of murine hematopoietic progenitor cells via p38/MAPK signaling. Stem Cells Dev, 18(2): 215–227
https://doi.org/10.1089/scd.2008.0072 pmid: 18444787
100 Schulte H M, Bamberger  C M, Elsen  H, Herrmann G ,  Bamberger A M ,  Barth J  (1994). Systemic interleukin-1  a and interleukin-2 secretion in response to acute stress and to corticotropin-releasing hormone in humans. Eur J Clin Invest, 24(11): 773–777
https://doi.org/10.1111/j.1365-2362.1994.tb01075.x pmid: 7890016
101 Silva J E, Bianco  S D (2008). Thyroid-adrenergic interactions: physiological and clinical implications. Thyroid, 18(2): 157–165
https://doi.org/10.1089/thy.2007.0252 pmid: 18279016
102 Silverboard H, Aisiku  I, Martin G S ,  Adams M ,  Rozycki G ,  Moss M (2005). The role of acute blood transfusion in the development of acute respiratory distress syndrome in patients with severe trauma. J Trauma, 59(3): 717–723
pmid: 16361918
103 Skurikhin E G ,  Dygai A M ,  Provalova N V ,  Minakova M Y ,  Suslov N I  (2005). Mechanisms of regulation of erythropoiesis during experimental neuroses. Bull Exp Biol Med, 139(5): 543–549
https://doi.org/10.1007/s10517-005-0341-z pmid: 16224545
104 Skurikhin E G ,  Pershina O V ,  Minakova M Y ,  Ermakova N N ,  Firsova T V ,  Dygai A M ,  Gol’dberg E D  (2008). Adrenergic regulation of erythropoiesis during cytostatic-induced myelosuppressions. Bull Exp Biol Med, 146(4): 405–410
https://doi.org/10.1007/s10517-009-0310-z pmid: 19489307
105 Spiegel A, Shivtiel  S, Kalinkovich A ,  Ludin A ,  Netzer N ,  Goichberg P ,  Azaria Y ,  Resnick I ,  Hardan I ,  Ben-Hur H ,  Nagler A ,  Rubinstein M ,  Lapidot T  (2007). Catecholaminergic neurotransmitters regulate migration and repopulation of immature human CD34+ cells through Wnt signaling. Nat Immunol, 8(10): 1123–1131
https://doi.org/10.1038/ni1509 pmid: 17828268
106 Stark J L, Avitsur  R, Padgett D A ,  Campbell K A ,  Beck F M ,  Sheridan J F  (2001). Social stress induces glucocorticoid resistance in macrophages. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, 280(6): R1799–R1805
pmid: 11353685
107 Stellacci E, Di Noia  A, Di Baldassarre A, Migliaccio G ,  Battistini A ,  Migliaccio A R  (2009). Interaction between the glucocorticoid and erythropoietin receptors in human erythroid cells. Exp Hematol, 37(5): 559–572 PMID:19375647
https://doi.org/10.1016/j.exphem.2009.02.005
108 Tan K S, Nackley  A G, Satterfield  K, Maixner W ,  Diatchenko L ,  Flood P M  (2007). b2 adrenergic receptor activation stimulates pro-inflammatory cytokine production in macrophages via PKA- and NF-kappaB-independent mechanisms. Cell Signal, 19(2): 251–260
https://doi.org/10.1016/j.cellsig.2006.06.007 pmid: 16996249
109 Togo M, Tsukamoto  K, Satoh H ,  Hara M, Futamura  A, Nakarai H ,  Nakahara K ,  Hashimoto Y (1999). Relationship between levels of leptin and hemoglobin in Japanese men. Blood, 93(12): 4444–4445
110 Tsarovina K, Pattyn  A, Stubbusch J ,  Müller F ,  van der Wees J ,  Schneider C ,  Brunet J F ,  Rohrer H  (2004). Essential role of Gata transcription factors in sympathetic neuron development. Development, 131(19): 4775–4786
https://doi.org/10.1242/dev.01370 pmid: 15329349
111 Tsiftsoglou A S ,  Gusella J F ,  Volloch V ,  Housman D E  (1979). Inhibition by dexamethasone of commitment to erythroid differentiation in murine erythroleukemia cells. Cancer Res, 39(10): 3849–3855
pmid: 289436
112 Tsigos C, Chrousos  G P (2002). Hypothalamic-pituitary-adrenal axis, neuroendocrine factors and stress. J Psychosom Res, 53(4): 865–871
https://doi.org/10.1016/S0022-3999(02)00429-4 pmid: 12377295
113 Unlap T, Jope  R S (1995). Inhibition of NFkB DNA binding activity by glucocorticoids in rat brain. Neurosci Lett, 198(1): 41–44
https://doi.org/10.1016/0304-3940(95)11963-W pmid: 8570092
114 Vanasse G J, Jeong  J Y, Tate  J, Bathulapalli H ,  Anderson D ,  Steen H ,  Fleming M ,  Mattocks K ,  Telenti A ,  Fellay J ,  Justice A C ,  Berliner N  (2011). A polymorphism in the leptin gene promoter is associated with anemia in patients with HIV disease. Blood, 118(20): 5401–5408
115 Villanueva E C ,  Myers M G  Jr (2008). Leptin receptor signaling and the regulation of mammalian physiology. Int J Obes (Lond), 32(Suppl 7): S8–S12
https://doi.org/10.1038/ijo.2008.232 pmid: 19136996
116 von Lindern M ,  Zauner W ,  Mellitzer G ,  Steinlein P ,  Fritsch G ,  Huber K ,  Löwenberg B ,  Beug H(1999). The glucocorticoid receptor cooperates with the erythropoietin receptor and c-Kit to enhance and sustain proliferation of erythroid progenitors in vitro. Blood, 94(2):550–559
117 von Wussow U, Klaus  J, Pagel H  (2005). Is the renal production of erythropoietin controlled by the brain stem? Am J Physiol Endocrinol Metab, 289(1): E82–E86
https://doi.org/10.1152/ajpendo.00182.2004 pmid: 15727951
118 Voorhees J L, Powell  N D, Moldovan  L, Mo X ,  Eubank T D ,  Marsh C B  (2013). Chronic restraint stress upregulates erythropoiesis through glucocorticoid stimulation. PLoS One, 8(10): e77935
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0077935 pmid: 24205034
119 Walters M R, Sharma  R (2003). Cross-talk between beta-adrenergic stimulation and estrogen receptors: isoproterenol inhibits 17beta-estradiol-induced gene transcription in A7r5 cells. J Cardiovasc Pharmacol, 42(2): 266–274
https://doi.org/10.1097/00005344-200308000-00017 pmid: 12883332
120 Wei C, Zhou  J, Huang X ,  Li M (2008). Effects of psychological stress on serum iron and erythropoiesis. Int J Hematol, 88(1): 52–56
https://doi.org/10.1007/s12185-008-0105-4 pmid: 18543064
121 White L D, Lawson  E E (1997). Effects of chronic prenatal hypoxia on tyrosine hydroxylase and phenylethanolamine N-methyltransferase messenger RNA and protein levels in medulla oblongata of postnatal rat. Pediatr Res, 42(4): 455–462
https://doi.org/10.1203/00006450-199710000-00006 pmid: 9380436
122 Wohleb E S, Hanke  M L, Corona  A W, Powell  N D, Stiner  L M, Bailey  M T, Nelson  R J, Godbout  J P, Sheridan  J F (2011). b-Adrenergic receptor antagonism prevents anxiety-like behavior and microglial reactivity induced by repeated social defeat. J Neurosci, 31(17): 6277–6288
https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0450-11.2011 pmid: 21525267
123 Woiciechowsky C, Schöning  B, Lanksch W R ,  Volk H D ,  Döcke W D  (1999). Catecholamine-induced interleukin-10 release: a key mechanism in systemic immunodepression after brain injury. Crit Care, 3(6): R107
https://doi.org/10.1186/cc375
124 Yanagihara N, Toyohira  Y, Ueno S ,  Tsutsui M ,  Utsunomiya K ,  Liu M, Tanaka  K (2005). Stimulation of catecholamine synthesis by environmental estrogenic pollutants. Endocrinology, 146(1): 265–272
https://doi.org/10.1210/en.2004-0556 pmid: 15486222
125 Yang Q, Jian  J, Katz S ,  Abramson S B ,  Huang X  (2012). 17 b-Estradiol inhibits iron hormone hepcidin through an estrogen responsive element half-site. Endocrinology, 153(7): 3170–3178
https://doi.org/10.1210/en.2011-2045 pmid: 22535765
126 Yasuda Y, Masuda  S, Chikuma M ,  Inoue K ,  Nagao M ,  Sasaki R  (1998). Estrogen-dependent production of erythropoietin in uterus and its implication in uterine angiogenesis. J Biol Chem, 273(39): 25381–25387
https://doi.org/10.1074/jbc.273.39.25381 pmid: 9738005
127 Yokoyama T, Etoh  T, Kitagawa H ,  Tsukahara S ,  Kannan Y  (2003). Migration of erythroblastic islands toward the sinusoid as erythroid maturation proceeds in rat bone marrow. J Vet Med Sci, 65(4): 449–452
https://doi.org/10.1292/jvms.65.449 pmid: 12736425
128 Zhao M, Chen  J, Wang W ,  Wang L, Ma  L, Shen H ,  Li M (2008). Psychological stress induces hypoferremia through the IL-6-hepcidin axis in rats. Biochem Biophys Res Commun, 373(1): 90–93
https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2008.05.166 pmid: 18541141
129 Zouhal H, Lemoine-Morel  S, Mathieu M E ,  Casazza G A ,  Jabbour G  (2013). Catecholamines and obesity: effects of exercise and training. Sports Med, 43(7): 591–600
https://doi.org/10.1007/s40279-013-0039-8 pmid: 23613311
[1] Javad Mohammdai-asl,Abolfazl Ramezani,Fatemeh Norozi,Amal Saki Malehi,Ali Amin Asnafi,Mohammad Ali Jalali Far,Seyed Hadi Mousavi,Najmaldin Saki. MicroRNAs in erythropoiesis and red blood cell disorders[J]. Front. Biol., 2015, 10(4): 321-332.
[2] Alexandra K. SUCHOWERSKA,Thomas FATH. Cytoskeletal changes in diseases of the nervous system[J]. Front. Biol., 2014, 9(1): 5-17.
[3] Bin XING, Guoying BING. Microglia activation-induced mesencephalic dopaminergic neurodegeneration--- an in vitro model for Parkinson’s disease[J]. Front Biol, 2012, 7(5): 404-411.
[4] Afsar U. AHMED. An overview of inflammation: mechanism and consequences[J]. Front Biol, 2011, 6(4): 274-281.
[5] Yun-Bo GUO, Ya WEN, Wen-Xue GAO, Jing-Chao LI, Peng ZHOU, Zai-Ling BAI, Bo ZHANG, Shi-Qiang WANG, . The formation of Ca 2+ gradients at the cleavage furrows during cytokinesis of Zebrafish embryos[J]. Front. Biol., 2010, 5(4): 369-377.
[6] Qiumin LE, Zhaoyang HU, Lan MA. MicroRNAs in the neural system[J]. Front Biol, 2010, 5(3): 219-226.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed