Asymmetrische Zellteilung als Parameter für Selbsterneuerung hämatopoetischer Stammzellen
Final Report Abstract
Selbsterneuerung und Differenzierung der hämatopoetischen Progenitorzellen (HPC) werden durch Umgebungsfaktoren der sogenannten "Stammzellnische" reguliert. Als Modellsystem hierfür dienen Stromazellen, die den Erhalt von HPC unter in vitro Bedingungen gewährleisten. Wir haben gezeigt, dass direkter Zell-Zell Kontakt mit Stromazellen dabei eine fundamentale Rolle spielt. Als Stromazellen eignen sich besonders humane mesenchymale Stromazellen (MSC), die wir im Detail mittels Proteomik und Genomik charakterisiert haben. Außerdem haben wir belegt, dass die primitiven hämatopoietischen Stammzellen aufgrund ihrer langsameren Teilungskinetik weiter angereichtert werden können. Insbesondere diese langsam teilende Zellfraktion ist stark polarisiert und bildet viele Podien, durch welche die HPC mit Stromazellen interagieren. Wir konnten ein gerichtetes migratorisches Verhalten von HPC zu supportiven Stromazellen nachweisen. Weiterhin haben wir untersucht, welchen Einfluss die Kokultur auf die Genexpression von HPC hat. Diese Versuche haben belegt, dass nach der Interaktion mit Stromazellen Reorganisation des Zytoskelettes, Regulation der Zellteilung und der Erhalt von genetischer Stabilität sowie von Methylierungsmustern die wichtigsten Reaktionen darstellen. Im Rahmen dieses Projektes wurde auch ein neuer Adhäsionsassay entwickelt, der auf Schwerkraft beruht und sehr reproduzierbare Quantifizierungen von adhärenten und nicht-adhärenten HPC .ermöglicht. Insbesondere die primitiven HPC Fraktionen haften verstärkt an den Stromazellen. Außerdem war die Interaktion von HPC mit MSC aus dem Knochenmark und Nabelschnurblut wesentlich höher als an MSC aus dem Fettgewebe. Vergleichende Genexpressionsanalysen sowohl seitens der HPC als auch seitens der MSC belegten, dass verschiedene Adhäsionsproteine an dieser spezifischen Interaktion beteiligt sind (insbesondere Cadherin-11, CXCR4, SDF-1a, ITGA1, ITGAV, ITGB1, VCAM1, N-cadherin, CX43). In Fortführung unserer bisherigen Arbeiten sollen die spezifischen Mechanismen weiter aufgeklärt werden, durch die das hämatopoetische Microenvironment die Migration, Zell-Adhäsion und asymmetrische Zellteilung reguliert.
Publications
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