Dokument: Neuroregenerative Wirkung von unrestringierten somatischen Stammzellen (USSC) durch parakrine Sekretion; Proteom- und Sekretomstudie von Stammzellen aus Nabelschnurblut
| Titel: | Neuroregenerative Wirkung von unrestringierten somatischen Stammzellen (USSC) durch parakrine Sekretion; Proteom- und Sekretomstudie von Stammzellen aus Nabelschnurblut | |||||||
| Weiterer Titel: | Proteome and secretome study on stem cells from umbilical cord blood | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=29758 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20140704-103652-9 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Falkenberg, Heiner [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Stühler, Kai [Betreuer/Doktorvater] Prof. Dr. Schmitt, Lutz [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie | |||||||
| Beschreibungen: | Menschliches Nabelschnurblut hat in der Embryonalentwicklung viele Funktionen. Unter anderem enthält es Stammzellen, die als Vorläuferzellen für verschiedene Zelltypen dienen können. Diese Nabelschnurblutstammzellen stellen für die regenerative Medizin eine wertvolle Alternative zu embryonalen Stammzellen dar. Diese Arbeit befasst sich primär mit der Charakterisierung der Proteine zweier Stammzelltypen aus dem Nabelschnurblut, den unrestringierten somatischen Stammzellen (USSC) und CD34+ hämatopoetische Stammzellen.
USSC sind multipotente Stammzellen mit einer steigenden Bedeutung in der regenerativen Medizin. Erst kürzlich konnte gezeigt werden (Schira et al., 2012), dass sie in der Lage sind, die Regeneration von neuronalen Zellen nach einer Rückenmarksläsion zu unterstützen. Diese Wirkung basiert nicht auf der Differenzierung von USSC, sondern auf parakrinen Mechanismen. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde daher das Sekretom dieser Zellen eingehend untersucht, um insbesondere Neuritenwachstumsfaktoren zu identifizieren, die von USSC an ihre Umgebung abgegeben werden. Durch Einsatz verschiedener Techniken konnten 1 608 Proteine innerhalb des USSC Sekretoms identifiziert werden, darunter auch potente Neuritenwachstumsfaktoren. Zusätzlich konnten mittels bioinformatischer Filtermethoden eine Reihe potentiell neuer Neuritenwachstumsfaktoren nachgewiesen werden. Weiterhin wurde im zweiten Teil der Einfluss der zellulären Umgebung in der Läsionsstelle auf transplantierte USSC untersucht. Dazu wurde in einer in vitro Studie durch markierungsfreie Quantifizerung das Proteom sowie das Sekretom von USSC analysiert, die mit Gewebelysat aus dem Rückenmark behandelt wurden. Es konnte sowohl ein Einfluss von intaktem Rückenmarksgewebe festgestellt werden, als auch eine spezielle Reaktion der Zellen auf die Behandlung mit Gewebe aus der Läsionsstelle. Auch konnte eine permanente Veränderung des Proteoms sowie des Sekretoms dieser Zellen beobachtet werden. Mehrere Proteine, deren Funktion in der Modifizierung des Zytoskelletes und der Extrazellularmatrix liegt, wurden durch eine Behandlung in ihrer Abundanz verändert. Der dritte Teil dieser Arbeit befasst sich mit der Charakterisierung von CD34+ hämatopoetischen Stammzellen aus Nabelschnurblut. Diese Zellen werden bereits bei allogenen Stammzelltransplantationen eingesetzt. Um eine ausreichende Zahl an Zellen für eine Transplantation zur Verfügung zu haben, werden CD34+ Zellen ex vivo expandiert. Hier wurden die intrazellulären Prozesse untersucht, die während der Expansion ablaufen. Dazu wurde das Proteom von unkultivierten Zellen mit dem Proteom von expandierten Zellen zu verschiedenen Zeitpunkten quantitativ miteinander verglichen. Das Ergebnis zeigt, dass der direkte Einfluss der Kulturbedingungen wie beispielsweise Cytokine nur gering ist, aber das Gesamtproteomsich über die Zeit verändert.Due to its multiple functions during embryogenesis, human umbilical cord blood contains a collection of cell types, especially stem cells. These umbilical cord blood derived stem cells are a valuable alternative to embryonic stem cells in regenerative medicine. This study primarily focusses on the proteomic characterisation of two cord blood derived cell types: unrestricted somatic stem cells (USSC) and CD34+ hematopoetic stem cells. USSC are multipotent stem cells with increasing importance for regenerative medicine. Recently, it was shown (Schira et al., 2012) that USSC induce regeneration of neuronal cells after acute spinal cord injury. The underlying mechanism of regeneration is not based on differentiation but involves the secretion of regulatory factors, notably proteins, or a direct interaction with cells within the lesion site. This study highlights the capability of USSC, especially with respect to their potential use in therapy of acute spinal cord injury. The goal of the first part of the study was the identification of potential neurite outgrowth factors within USSC-secreted proteins, termed the secretome. Using multiple techniques, 1 608 proteins were identified within the USSC secretome, among them known neurite outgrowth factors. Interestingly, several proteins were predicted and identified as new potential neurite outgrowth factors. In addition, the influence of proteins derived from the spinal cord lesion site on cultured USSC were investigated. Adaptions in the protein profile of transplanted cells were subject of a labelfree quantification proteomics approach, in which comparison of protein levels in the USSC secretome as well as in the whole cell were monitored. This approach revealed that both proteins derived from uninjured tissue and proteins derived from the lesion site result in changes in protein composition. Several proteins linked with a modification of cytoskeletal structures and the extracellular matrix were modified in their abundance. Within the third part of the present study CD34+ cord blood cells were characterised. These cells are an important source for usage in allogenic stem cell transplantations but due to limitations in cell number their clinical application remains challenging. Therefore, CD34+ cells isolated from cord blood were cultured ex vivo for up to seven days. Little is known about changes within the CD34+ proteome during expansion. This study aimed to determine differences in protein composition of expanding cells. The proteome of uncultured and expanded cells was compared at different time points. Protein abundances showed only minimal influence of cytokines used during culturing. However, the proteome of CD34+ cord blood cells undergoes multiple changes throughout the duration of expansion. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Biochemie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 04.07.2014 | |||||||
| Dateien geändert am: | 04.07.2014 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 07.01.2014 | |||||||
| Datum der Promotion: | 23.04.2014 |
