Titel:
Analyse und Modifikation des Entwicklungspotenzials muriner hämatopoetischer Stammzellen
Projektleitung an der Universität Würzburg:
Beteiligte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler:
Kurzbeschreibung:
Bisher wurde angenommen, dass das Entwicklungspotenzial adulter Stammzellen im Gegensatz zu embryonalen Stammzellen eingeschränkt ist und sie nur Zellen ihres eigenen Gewebetyps bilden können. Überraschenderweise deuten publizierte Daten aus den letzten Jahren darauf hin, dass das Entwicklunspotenzial somatischer Stammzellen größer ist als bisher angenommen.
Um zu untersuchen welche Differenzierungswege von adulten Stammzellen eingeschlagen werden können, haben wir in einem experimentellen System drei verschiedene somatische Stammzellen miteinander verglichen: murine hämatopoetische Stammzellen (HSZ) aus dem Knochenmark adulter Mäuse, humane HSZ aus dem Nabelschnurblut und murine neurale Stammzellen (NSZ) aus dem Vorderhirn sich entwicklender Embryonen. Unser experimentelles System ist die Injektion von Stammzellen in murine Blastozysten, und die nachfolgende Analyse der sich aus den injizierten Zellen gebildeten Zelltypen in den sich entwickelnden Embryonen und adulten Tieren. Dabei bietet die Mikroumgebung des frühen Mausembryos die Stimuli, die zur Bildung aller Zelltypen des erwachsenen Tieres führen und ermöglicht so eine umfassende Analyse des gesamten Entwicklungspotenzials der zu untersuchenden Stammzellen.
Die Experimente ergaben, das sowohl murine als auch humane HSZ nach Blastozysteninjektion in sich entwickelnden Embryonen vor allem die hämatopoetischen Gewebe besiedelt hatten. In adulten Tieren fanden wir die Nachkommen der HSZ aus beiden Spezies in einer Vielzahl verschiedener Gewebe ohne eine Präferenz für einen Gewebetyp feststellen zu können. Nachkommen injizierter NSZ besiedelten nach Blastozysteninjektion überraschenderweise ebenfalls nahezu ausschließlich hämatopoetische Gewebe sich entwickelnder Embryonen, dort differenzierten sie in erythroide Zellen. In adulten Tieren waren Nachkommen der neuralen Stammzellen dagegen vor allem auf die neuralen Gewebe beschränkt.
Zusammengenommen sprechen unsere Daten dafür, dass somatische Stammzellen präferenziell entsprechend ihres Ursprungs differenzieren, aber wie zum Beispiel neurale Stammzellen im frühen murinen Embryo durch geeignete Stimuli der Mikroumgebung zur Anahme von Zellidentitäten ausserhalb ihres Zellsystems angeregt werden können.
Schlagworte:
hämatopoetische Stammzellen
neurale Stammzellen
Migration von Stammzellen
Plastizität somatischer Stammzellen
Laufzeit: von 07.1999 bis 12.2002
Förderinstitution:
DFG ,Genehmigungsdatum: 16.06.1999
Publikationen: