Wechselwirkung hämatopoetischer Stammzellen und ihrer Nischen: Zell-Zell Kontakte, Chemotaxis und Regulation von Selbsterneuerung versus Differenzierung
Final Report Abstract
Selbsterneuerung und Differenzierung der hämatopoetischen Progenitorzellen (HPC) werden durch die sogenannte „Stammzellnische" reguliert. Als Modellsystem hierfür dienen mesenchymale Stromazellen (MSC), die den Erhalt von HPC unter in vitro Bedingungen gewährleisten. Wir haben gezeigt, dass direkter Zell-Zell Kontakt mit Stromazellen die Proliteration, den Erhalt eines primitiven Immunophänotyps und das koloniebildende Potenzial und den Erhalt des NOD/SCID repopulierenden Potentials unterstützt. Dabei scheinen sowohl verschiedene Adhäsionsproteine (incl. N-Cadherin, Cadherin-11, CD44, VCAM1 und ITGB1) eine Rolle zu spielen als auch sezernierte Proteine und Wachstumsfaktoren (insbesondere SCF, TPO und FLT-1). In diesem Kokultur-System haben jedoch zahlreiche weitere Faktoren ebenfalls einen starken Einfluss und erschweren die Vergleichbarkeit zwischen verschiedenen Studien: 1) MSC Präparationen. Wir konnten zeigen, dass das Ausgangsgewebe für die Isolation der MSC, das Kulturmedium, die Passagezahl und die Zelldichte einen Einfluss auf die Stomafunktion haben. Dies spiegelt sich auch im Genexpressionsmuster und im DNA-Methylierungsprofil der MSC wider. 2) Kulturmedien tür die Kokultur. Das verwendete Grundmedium, die verwendeten Serumzusätze und Wachstumsfaktoren beeinträchtigen das Ergebnis der Kokultur erheblich. Durch die Konditionierung des Wachstumsmediums durch die MSC wird eine weitere Variable zugefügt. 3) Die verschiedenen Readout-Methoden. Wir haben einen Adhäsionsassay und einen Migrationsassay etabliert, die gegenüber den konventionellen Methoden verschiedene Vorteile bieten. Auch die Methoden für die Analyse des Koloniebildenden Potentials und insbesondere die Versuchsdurchführung und Auswertung am murinen Transplantationsmodel variieren erheblich. Bei diesem Projekt wurde die Rolle dieser verschiedenen Faktoren für die Regulation der Stammzellfunktion nachgewiesen. Insgesamt zeichnet sich ab, dass das Homing zur Stammzellnische, die Regulation von Selbsterneuerung und Differenzierung, sowie die Mobilisation jeweils durch ein komplexes Zusammenspiel unterschiedlicher Adhäsionsproteine und Wachstumsfaktoren unterstützt werden. Einige der hier beschriebenen Partner (N-Cadherin, Cadherin-11, CXCR4 und CD44) stellen Anknüpfungspunkte für möglich Therapieverfahren dar.
Publications
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