Dokument: Osmolyte und Osmolytstrategien von humanen und murinen hämatopoetischen Stamm- und Progenitorzellen

Titel:	Osmolyte und Osmolytstrategien von humanen und murinen hämatopoetischen Stamm- und Progenitorzellen
Weiterer Titel:	Osmolytes and osmolyte strategies in hematopoietic humane and murine stem and progenitor cells
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=6722
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20080117-111035-2
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Brookmann, Stefanie [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF, Microsoft Word [Details] 2,04 MB in 3 Dateien [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 15.01.2008 / geändert 24.01.2008
Beitragende:	PD Dr. Warskulat, U. [Gutachter] Prof. Dr. Wunderlich, Frank [Gutachter]
Stichwörter:	hämatopoetische Stammzellen, Osmolyte, Taurin, Betain, myo-Inositol
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Betain, myo-Inositol und Taurin sind kompatible organische Osmolyte, die von einer Vielzahl von Zellen in hyperosmotischer Umgebung akkumuliert werden. Ziel dieser Arbeit war es, die Osmolytstrategien von hämatopoetischen Stamm- und Progenitorzellen (HSPC) sowie ihrer Entwicklung und Bedeutung während der Differenzierung zu untersuchen. In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass immunomagnetisch isolierte humane primäre CD34 positive HSPC, CD34 positive CML-Zellen, CD19 positive B Zellen, CD14 positive Monozyten und CD3 positive T-Zellen sowie die humanen hämatopoetischen Zelllinien KG 1a (CD34 positive Zelllinie), K422 (lymphatische Zelllinie) und K562 (myeloische Zelllinie) sich bei der Volumenregulation einer Osmolytstrategie bedienen. Als Beweis hierfür ist die hyperosmotisch induzierte intrazelluläre Akkumulation von organischen Osmolyten wie Betain, myo-Inositol oder Taurin anzuführen. Die Daten zeigen, dass bereits HSPC über Osmolytstrategien verfügen, im Laufe der Differenzierung aber jede Zellpopulation ihr eigenes Osmolytprofil entwickelt. Taurin kommt hierbei eine besondere Rolle zu, da es in fast allen untersuchten humanen hämatopoetischen primären Zellen und Zelllinien unter hyperosmotischen Bedingungen mit Abstand zu Betain und myo-Inositol in den höchsten Mengen aufgenommen wurde. Des Weiteren wurde im Modell der Taurintransporter (TAUT) - Knockoutmaus die Relevanz des kompatiblen organischen Osmolyts Taurin für die Entwicklung des hämatopoetischen Systems untersucht. Hierbei wurde mittels durchflusszytometrischer Analysen gegenüber dem Wildtyp eine erhöhte Anzahl an myeloischen Zellen im Blut und in der Milz festgestellt, sowie in Kolonieassays eine erhöhte Proliferation von myeloischen Progenitorzellen aus dem Knochenmark. Im Gegenzug dazu fand sich eine verringerte Produktion von erythroiden Progenitorzellen. Diese Unterschiede treten verstärkt im Alter und nach Stress (G-CSF Mobilisation) auf. Darüberhinaus wurden Affymetrix-Genexpressions-Analysen mit HSPC (Lin-Sca+) aus TAUT-Knockoutmäusen und dem Wildtyp durchgeführt. Verglichen mit dem Wildtyp wurden in TAUT-Knockoutmäusen verminderte mRNA-Spiegel von verschiedenen T-Zell spezifischen Gentranskripten festgestellt. Diese Herunterregulation geht mit einer verringerten Proliferationsrate von T-Zellen der TAUT-Knockoutmaus einher. Das Fehlen des Osmolyttransporters TAUT, und somit die Unfähigkeit Taurin in hohen Konzentrationen in der Zelle zu akkumulieren, führt, gegenüber dem Wildtyp, bereits bei HSPC zu Veränderungen im Genexpressionsprofil und der myeloischen Differenzierung. Diese Ausprägungen manifestieren sich mit der Reifung der Zellen sowie mit zunehmendem Alter. Betaine, myoinositol and taurine are compatible organic osmolytes which are accumulated by many cells exposed to hyperosmotic medium. Aim of this study was to examine osmolyte strategies in hematopoietic stem and progenitor cells, its development and its importance during differentiation. In the present work was showed that immunomagnetically isolated human primary CD34-positive hematopoietic stem and progenitor cells (HSPC), CD34- positive CML-cells, CD19-positive B-cells, CD14-positive monocytes and CD3- positive T-cells as well as the CD34-positive cell line KG-1a, the lymphatic cell line K422 and the myeloide cell line K562 use for cell volume regulation likewise an osmolyte startegy. As evidence is to cite the hyperosmotic induced intracellular accumulation of organic osmolytes like betaine, myoinositol or taurine. These data show that already HSPC possess osmolyte strategies. Furthermore, during differentiation every cell population develops its own osmolyt profile. Taurine plays a major role since its uptake by far exceeds those of betaine and myoinositol in almost all examined human hematopoietic primary cells and cell lines. Moreover, the relevance of the compatible organic osmolyte taurine for development of the hematopoietic system in the taurintransporter (TAUT) knockout mouse was investigated. Compared to wild-types TAUT knockout mice displayed an increased amount of myeloid cells in blood and spleen. Furthermore colony forming assays revealed an increased proliferation of myeloid cells from bone marrow. In return, a decreased production of erythroide progenitor cells was found. Differences increase in old mice as well as after stress (mobilisation with G-CSF). Furthermore, affymetrix gene expression analysis with HSPC (Lin-Sca+) of TAUT knockout mice and wild-type were made. Compared to wild-type mRNA-levels of different T-cell specific gentranscripts in HSPC of TAUT knockout mice were lower. This reduction was accompanied by a decreased proliferation rate of T-cells of the TAUT knockout mice. Lacking of osmolyte transporter TAUT, and thus lacking of the ability to accumulate high concentrations of taurine in the cell, leads compared to wild-type already in HSPC to differencies in gene expression and myeloid development. During maturation of cells and with increasing age they manifestate.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	24.01.2008
Dateien geändert am:	24.01.2008
Promotionsantrag am:	11.10.2007
Datum der Promotion:	28.11.2007