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Etablierung einer Methode zur Herstellung von adulten pluripotenten Stammzellen

dc.contributor.advisorHasenfuß, Gerd Prof. Dr.de
dc.contributor.authorWolf, Friederde
dc.date.accessioned2012-04-16T17:26:25Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:44Zde
dc.date.issued2011-10-17de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B283-0de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-1090
dc.description.abstractDer irreversible Verlust von Kardiomyozyten nach Myokardinfarkt führt in vielen Fällen zur chronischen Herzinsuffizienz. Ein viel versprechender Ansatz zur Organregeneration stellt die stammzellbasierte Zelltherapie dar. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die direkte Herstellung von adulten pluripotenten Stammzellen aus adulten Zellen untersucht. Im ersten Teil der Arbeit wurden hierfür mesenchymale Stammzellen (MSCs) der Maus und des Menschen im Vergleich zu pluripotenten embryonalen Stammzellen (ESCs) untersucht. Eine vergleichbare Expression von Marker der Pluripotenz auf mRNA- und Proteinebene bei MSCs gegenüber ESCs konnte nicht gezeigt werden. Jedoch kam es zu einer schwachen und variablen Expression einzelner Pluripotenzmarker wie z.B. Oct4. Ein weiterhin untersuchtes Differenzierungspotential in Kardiomyozyten bestand nicht. Somit konnte keine Pluripotenz für MSCs nachgewiesen werden. Weiterhin wurde die Fähigkeit der Reprogrammierung von MSC mittels ESC-Zytoplasma untersucht. Es wurde einen Methode zur ESC-Zytoplasmafragmentisolation etabliert. Hierbei konnten ESC-Zytoplasmaframente mit einer Reinheit von 95% isoliert werden. Nach Fusion von MSCs mit ESC-Fragmenten wurden die gewonnenen Zellen hinsichtlich ihrer Pluripotenz auf mRNA und Proteinebene untersucht. Dabei zeigte sich, dass eine einmalige Fusion von MSCs mit ESC-Zytoplasma zu keiner Pluripotenz der untersuchten Zellen führt. In einem zweiten Teil der Arbeit wurden unipotente, adulte spermatogoniale Stammzellen (SSCs) in Abhängigkeit von Kulturbedingungen hinsichtlich ihres Pluripotenzpotentials untersucht. Hierbei konnte gezeigt werden, dass adulte SSCs der Maus eine Abhängigkeit gegenüber Kulturbedingungen aufweisen und in Kultur mit Leukemia inhibitory factor (LIF) und Gegenwart von maus embryonalen Fibroblasten (MEFs) in eine pluripotenten Status konvertieren können. Die so gewonnenen Zellen zeigten eine ESC-ähnliche Morphologie und starke alkalische Phosphataseaktivität. Eine kontinuierliche Expression von Oct4, Nanog, Utf1, Esg1 und Rex1 vergleichbar mit ESCs konnte auf mRNA-Level bestätigen werden. Weiterhin konnten wir ein Proteinexpression vergleichbar mit ESCs für Oct4, Nanog, Sox2 und SSEA1 nachweisen. Somit konnten initial unipotente adulte SSCs durch Kulturbedingungen in einen pluripotenten Status reprogrammiert werden. Die unter dieser Kultur gewonnenen Zellen bezeichneten wir als multipotente adulte Keimbahn Stammzellen (maGSCs). Unsere Daten zeigen, dass MSCs keine Pluripotenz aufweisen und nicht durch einmalige Fusion mit ESC-Zytoplasma reprogramiert werden können. Jedoch können initial unipotente adulte SSCs durch Kulturbedingungen in einen pluripotenten Status konvertiert werden. Die erfolgreiche Isolation von pluripotenten Stammzellen aus adulten SSCs im Rahmen dieser Arbeit eröffnet neue Perspektiven in der Stammzell-basierten, regenerativen Medizin.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de
dc.titleEtablierung einer Methode zur Herstellung von adulten pluripotenten Stammzellende
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedEstablishment of a method for the generation of adult pluripotent stem cellsde
dc.contributor.refereeHasenfuß, Gerd Prof. Dr.de
dc.date.examination2011-10-18de
dc.subject.dnb610 Medizin, Gesundheitde
dc.description.abstractengThe irreversible loss of cardiomyocytes after myocardial infarction can lead to chronic heart failure. A stem cell-based cell therapy could be a promising approach for organ regeneration. In the present thesis the direct generation of adult pluripotent stem cells from adult cells was investigated. In the first part of this work mesenchymal stem cells (MSCs) of mice and humans were compared to pluripotent embryonic stem cells (ESCs). We analysed pluripotency-specific transcription factors on both mRNA and protein level. We found no comparable expression of pluripotency markers in MSCs and ESCs. However, there was a weak and variable expression of few pluriotency markers, such as Oct4. Furthermore, MSCs showed no capacity of differentiation into cardiac lineage. This indicates that MSCs do not possess pluripotency. Furthermore, the ability of reprogramming of MSCs using ESC-cytoplasm was examined. A method for isolation of the ESC-cytoplasm fragment was established. ESC-cytoplasm fragments could be isolated with a purity of 95%. After fusion of MSCs with ESC-fragments, the derived cells were tested for their pluripotency at the mRNA and protein level. The new derived cells showed no increase of pluripotency. In the second part of this work, unipotent adult spermatogonial stem cells (SSCs) derived from the mouse testis have been investigated under different culture conditions with respect to their pluripotency. We found that adult SSCs responded to culture conditions and could convert into pluripotent stem cells in culture in the presence of leukemia inhibitory factor (LIF) and mouse embryonic fibroblasts (MEFs). The obtained cells showed an ESC-like morphology and strong alkaline phosphatase activity. Furthermore, we found a continuous expression of Oct4, Nanog, Utf1, and Rex1, Esg1 comparable with ESCs at the mRNA level. Additionally, we detected protein expression of Oct4, Nanog, Sox2 and SSEA1 comparable with ESCs. These results suggest that initially unipotent adult SSCs respond to culture conditions and acquire ESC properties under LIF and MEFs culture conditions. We therefore name these cultured cells multipotent adult germline stem cells (maGSCs). Our data show that MSCs have no pluripotency and can not be reprogrammed with single fusion of ESC-cytoplasm. However, adult SSCs respond to culture conditions and acquire pluripotent properties. The successful isolation of pluripotent stem cells from adult SSCs in this work opens new perspectives in the stem cell-based regenerative medicine.de
dc.contributor.coRefereeDressel, Ralf Prof. Dr.de
dc.contributor.thirdRefereeOppermann, Martin Prof. Dr.de
dc.subject.topicMedicinede
dc.subject.germaGSCsde
dc.subject.gerMSCsde
dc.subject.gerSSCsde
dc.subject.gerStammzellende
dc.subject.gerPluripotenzde
dc.subject.gerReprogrammierungde
dc.subject.gerZytoplasma Isolationde
dc.subject.engmaGSCsde
dc.subject.engMSCsde
dc.subject.engSSCsde
dc.subject.engstem cellsde
dc.subject.engpluripotencyde
dc.subject.engreprogrammingde
dc.subject.engcytoplasm isolationde
dc.subject.bk44.61de
dc.subject.bk42.15de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-3184-1de
dc.identifier.purlwebdoc-3184de
dc.affiliation.instituteMedizinische Fakultätde
dc.subject.gokfullMED 410: Innere Medizin - Allgemein- und Gesamtdarstellungende
dc.identifier.ppn684095025de


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