2. Doppelstunde
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2. Doppelstunde. Max F. Perutz Laboratories. Max F. Perutz Laboratories. Georg Weitzer. Kapitel 1.2: Klassifikation der Stammzellen und Stammzelllinien. Max F. Perutz Laboratories. Max F. Perutz Laboratories. Georg Weitzer. Welche Stammzell linien gibt es?. Spezies.

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Presentation Transcript

Max F. Perutz Laboratories

Max F. Perutz Laboratories

Georg Weitzer

Kapitel 1.2:

Klassifikation der Stammzellen

und Stammzelllinien


Max F. Perutz Laboratories

Max F. Perutz Laboratories

Georg Weitzer

Welche Stammzelllinien gibt es?

Spezies

  • Embryonale Stammzellen ESCs + ESLCs ~20

  • Primäre Keimbahnzellen PGCs >EGCs ~5

  • [Mouse, Pig, Cow, Man, Chicken]

  • Embryonale Teratokarzinomzellen ECCs (TCCs) ~2

  • Knochenmarkstammzellen

    • Hämatopoetische Stammzellen HSCs 0

    • Mesenchymale Stammzellen MSCs 0

  • Somatische Stammzellen SSCs 0

    • Darm, Haut, Hirn, Gonaden, Herz, Fett … (existieren nur in „Nischen“) 0


Max F. Perutz Laboratories

Max F. Perutz Laboratories

Georg Weitzer

Kapitel 1.3:

Eigenschaften von Stammzelllinien


Max F. Perutz Laboratories

Max F. Perutz Laboratories

Georg Weitzer

Was ist eine Stammzelllinie?

  • Selbsterneuerungsfähigkeit (self renewal capacity)

  • = nicht endend wollende Teilung zu Tochterzellen (TZ)

  • mit identischen Potenzial und Eigenschaften wie Mutterzelle (MZ).

  • Derzeit Passagen (P) > 100; somatische Zellen werden spätestens bei P=80 senescent.

  • Klonalität, Klonierbarkeit (clonality)

  • = Fähigkeit als einzelne Zelle zu überleben und sich zu vermehren.

  • In vivo wohl immer Helfer- oder Nischenzellen dabei.

  • Differenzierungspotenzial (potency of differentiation)

  • = Anzahl der Möglichkeiten in somatische Zellen zu differenzieren

Anmerkung: Eutheria sind Mammalia (Säugetiere) mit Plazenta.


Max F. Perutz Laboratories

Max F. Perutz Laboratories

Georg Weitzer

Selbsterneuerungsfähigkeit

Asymmetrische Zellteilung

Symmetrische Zellteilung

MZ

MZ

Stammzelle

TZ

TZ

Stammzelle

Differenzierung

Stammzellen

Somatische Zelle


Max F. Perutz Laboratories

Max F. Perutz Laboratories

Georg Weitzer

Selbsterneuerungsfähigkeit

Es wird angenommen das diese durch sogenannte

„Stemness Factors“ gewährleistet wird.

Transkriptionsfaktoren:

Oct 3/4 (Gen: Pou5f1)

Nanog

Sox2

Wachstumsfaktoren:

IL6 Familie > JAK / STAT Signaltransduktionsweg

Tgf-ß Familie > Smad Signaltransduktionsweg


Max F. Perutz Laboratories

Max F. Perutz Laboratories

Georg Weitzer

Klonalität

MZ

In vitro

Stammzelle

TZ

Instructive signal

Stammzellen

Helferzelle

(in Nische)

In vivo


Max F. Perutz Laboratories

Max F. Perutz Laboratories

Georg Weitzer

Potenzialität (in vitro + in vivo)

A

MZ

B

Stammzelle

C

Somatische Zellen


Max F. Perutz Laboratories

Georg Weitzer

Potenz(ialität) von ES Zellen

  • ES Zellen differenzieren zu “allen” Zelltypen (~200)

    • Keimzellen (Eizellen und Spermien)

    • Leber-, Herz- Fett- Blutzellen etc.

Beweis:

Chimäre Mäuse

Embryoid Bodies

in vitro

in vivo


Max F. Perutz Laboratories

Max F. Perutz Laboratories

Georg Weitzer

Potenzialität (in vitro + in vivo)

*

MZ

**

(künstlich)

Stammzelle

Stammzelle

Somatische Zellen A

Somatische Zellen B

** Reprogrammierung

*

Wundheilung: Myofibroblasten


Max F. Perutz Laboratories

Georg Weitzer

Abstufungen der Potenzialität:

Totipotenz (Omnipotenz): Oocyten, 2-8 Blastomere ? (siehe Embryoentwicklung)

(Spermium ?)

Pluripotenz: ESCs, EGCs, PGCs

(Im Gegensatz zu den Maus ESCs, machen Menschen ESCs auch trophektodermale Zellen)

Multipotenz: MSCs, HSCs ?

Impotenz (Nullipotenz): somatic cells

- falsch:

Plastizität, Transdifferentiation,

Redifferenzierung

- künstlich:

Reprogrammierung

Takahashi and Yamanaka, 2006:Link to paper

Wernig et al., 2007:Link to paper


Max F. Perutz Laboratories

Georg Weitzer

Wundheilung: Plastizität / Transdifferentiation

Smooth muscle actin (SMA)

Vimentin (IFs)

Chou et al. Exp. Cell Res. 2007

http://edoc.hu-berlin.de/dissertationen/kraemer-liv-2005-04-15/HTML/Kraemer_html_664dc9ac.gif

Myofibroblast (mfb)

Fibroblast (fb)


Max F. Perutz Laboratories

Georg Weitzer

Reprogramming:

Künstliche Herstellung von

sogenannten induced pluripotent

stem cells.

Kit Rodolfa and Kevin Eggan

2006, Cell 126, 652-655.


Max F. Perutz Laboratories

Georg Weitzer

Lernunterlagen:

R. Lanza / R. Gardener Kapitel „Stemness“

Siehe links auf der homepage.


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