Dokument: Untersuchung des Wnt-Signalweges in nicht-hämatopoetischen Stammzellen aus humanem Nabelschnurblut zur Charakterisierung von Subpopulationen: Analyse einzelner Signalmoleküle in in vitro Differenzierungen.
| Titel: | Untersuchung des Wnt-Signalweges in nicht-hämatopoetischen Stammzellen aus humanem Nabelschnurblut zur Charakterisierung von Subpopulationen: Analyse einzelner Signalmoleküle in in vitro Differenzierungen. | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=23115 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20121114-102200-6 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Houben, Amelie [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Wagner, Rolf [Gutachter] Dr. Kögler, Gesine [Betreuer/Doktorvater] | |||||||
| Stichwörter: | Stammzellen, Nabelschnurblut, USSC, Wnt, Hox | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Zusammenfassung
Humanes Nabelschnurblut (NSB) enthält morphologisch und immunphänotypisch nicht voneinander unterscheidbare, nicht-hämatopoetische Vorläuferzellpopulationen, wie unrestringierte somatische Stammzellen (USSC) und Cord blood-derived mesenchymal stromal cells (CB-MSC). Einhergehend mit der Expression des Adipogeneseinhibitors DLK1 zeigen USSC kein adipogenes Differenzierungspotential, wohingegen CB-MSC kaum DLK1 exprimieren und ein ähnlich starkes adipogenes Differenzierungspotential zeigen wie Bone marrow-derived mesenchymal stromal cells (KM-MSC). USSC exprimieren im Gegensatz zu CB-MSC keine HOX-Gene. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind weitgehend unbekannt. Für die Nutzung der Vorläuferzellen zur präklinischen und klinischen Anwendung müssen diese Zellen eingehender charakterisiert werden. Ein wichtiger Aspekt war die Rolle der Sauerstoffkonzentrationen während der Zellgenerierung und Kultivierung. Es besteht auch bei unter 5% O2 generierten Zelllinien aus NSB (CB-H Linien) eine inverse Korrelation zwischen DLK1 Expression und adipogenem Differenzierungspotential. USSC, CB-MSC, CB-H Linien und klonale Linien aus NSB wurden im Vergleich zu KM-MSC in vitro charakterisiert. Zellpopulationen aus NSB zeigten ein höheres Wachstumspotential und längere Telomere als KM-MSC, da es sich um jüngere Zellen handelt. Die direkte Ko-Kultur von HOX-negativen mit HOX-positiven Zellen hatte die Induktion der HOX Expression in gewöhnlich HOX-negativen USSC zur Folge. CB-H Linien exprimierten HOX-Gene, stellten dies aber unter 21% O2 teilweise ein. Die Beeinflussbarkeit der HOX-Genexpression stellt in Frage, ob Rückschlüsse auf den entwicklungsbiologischen oder anatomischen Ursprung der Zellen aufgrund ihres HOX-Codes, zulässig sind. Über die Kontrolle der Zielgenexpression kann der Wnt-Signalweg die Proliferation und Differenzierung regulieren. Die Analyse einzelner Signalmoleküle des Wnt-Signalweges basal und in in vitro Differenzierungen zeigte, dass beispielsweise die Gene DKK1, sFRP4, MSX2, PITX2, WISP1 und WIF1 in den verschiedenen Zellpopulationen unterschiedlich exprimiert werden. Die Expression von WNT5A, sFRP3, sFRP4, CTBP1 und MYC wird durch chondrogene und osteogene Differenzierung in vitro beeinflusst. Die Überexpression von WIF1, BMP4 oder WNT3A in den verschiedenen Zellpopulationen führte zu einer Veränderung der adipogenen, osteogenen und chondrogenen Differenzierungsstärke. Durch die gezielte Aktivierung (WNT3A) oder Hemmung (WIF1) des Wnt-Signalweges kann das Differenzierungsverhalten verschiedener Zellpopulationen beeinflusst werden. Die aktuellen Daten legen nahe, dass weitere Subpopulationen beziehungsweise verschiedene Entwicklungsstufen von Vorläuferzellen im NSB vorhanden sind.Abstract Human umbilical cord blood contains morphologically and immunophenotypically indistinguishable non-hematopoietic progenitor cell populations, such as unrestricted somatic stem cells (USSC) and cord blood-derived mesenchymal stromal cells (CB-MSC). Accompanied by the expression of DLK1, USSC show no adipogenic differentiation potential, whereas marginal DLK1 expressing CB-MSC show a strong adipogenic differentiation potential similar to that of bone marrow-derived mesenchymal stromal cells (KM-MSC). USSC express no HOX-genes in contrast to CB-MSC. The underlying mechanisms are still mostly unknown. For preclinical and clinical use of these precursor cells, they must first be characterized in detail. Evaluating the role of oxygen concentrations during generation and cultivation of cells was an important issue. An inverse correlation between the DLK1 expression and the adipogenic differentiation potential could be shown for cell lines generated from cord blood in 5% O2 (CB-H lines). USSC, CB-MSC, CB-H lines and clonal cell lines from cord blood were characterized in comparison to KM-MSC in vitro. Cell populations from cord blood showed higher growth potential and longer telomeres than KM-MSC, probably because they are younger cells. Co-culture of HOX-negative with HOX-positive cells resulted in the induction of HOX-gene expression in originally HOX-negative USSC. The expression of HOX-genes in CB-H lines was stopped after cultivation in 21% O2. HOX-gene expression was alterable which brings up the question whether conclusions about the developmental or anatomical origin of a cell could be drawn from this. The Wnt-signaling pathway affects cell proliferation and differentiation through the regulation of target gene expression. Analysis of Wnt-signaling pathway molecules in undifferentiated and in vitro differentiated cells showed genes like DKK1, sFRP4, MSX2, PITX2, and WIF1 WISP1 differentially expressed in distinct cell populations. The expression of WNT5A, sFRP3, sFRP4, CTBP1 and MYC is affected by chondrogenic and osteogenic differentiation in vitro. Overexpression of WIF1, BMP4 or WNT3A resulted in a change of adipogenic, osteogenic and chondrogenic differentiation potential. By selective activation (WNT3A) or inhibition (WIF1) of Wnt signaling pathway the differentiation potential of different cell populations can be manipulated. Current data suggest that more subpopulations or different stages of progenitor cells are available in cord blood. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Transplantationsdiagnostik und Zelltherapeutika (ITZ) | |||||||
| Dokument erstellt am: | 14.11.2012 | |||||||
| Dateien geändert am: | 14.11.2012 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 23.11.2011 | |||||||
| Datum der Promotion: | 11.01.2012 |
