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dc.contributor.advisor Wiese, Karl Günter Prof. Dr. Dr.
dc.contributor.author Metzger-Petersen (geb.Gaus), Lena
dc.date.accessioned 2016-10-31T10:05:07Z
dc.date.available 2016-11-09T23:50:05Z
dc.date.issued 2016-10-31
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-002B-7C56-1
dc.description.abstract Die jährliche Geweihregeneration der Cervidae ist einzigartiges Phänomen unter adulten Säugetieren. Rolf et al. konnten zeigen, dass dieser Prozess unter anderem von STRO-1+ mesenchymalen Stammzellen (MSZ) des Rosenstockperiosts ausgeht, deren Proliferation in der Regenerationsphase aktiviert wird. Ziel dieser Arbeit war es das Proliferationsverhalten dieser STRO-1+- und STRO-1- mesenchymalen Stammzellen/Progenitorzellen (MSZ) näher zu charakterisieren. Außerdem sollte die Expression der Yamanaka-Faktoren (c-Myc, Sox2, Nanog, Klf4, Oct4), welche von großer Bedeutung für die Aufrechterhaltung der stammzelltypischen Eigenschaften sind, untersucht werden. Die Gewebestücke des Rosenstockperiosts wurden parallel in Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) und Nonhematopoietic-Stem-Cell-Medium (NH-Medium) kultiviert. Bei Erreichen eines konfluenten Zellrasens wurden die Zellen mit Hilfe des Sortiersystems MACs nach dem Oberflächenmarker STRO-1 sortiert. Die Expression der Yamanaka-Faktoren wurde mit Hilfe von RT-PCR und Gelelektrophorese untersucht. Die Oct4-Expression in STRO-1+ MSZ wurde außerdem immunhistochemisch nachgewiesen. Dafür wurden die STRO-1+MSZ nach der Sortierung 24h, 28h, 72h, 96h und 144h kultiviert und das Oct4-Protein mit dem Fluoreszenzfarbstoff immunhistochemisch angefärbt. Die Zellkerne wurden mit DAPI gegengefärbt und die Zellen durch Fluoreszenzmikroskopie untersucht. Da Oct4 im Zytosol sowie in langen Zellfortsätzen, die wie Zell-zu-Zellverbindungen imponierten, detektiert wurde, sollte eine mögliche Übertragung von Oct4 untersucht werden. Dazu erfolgte die Ko-Kultivierung von STRO-1+MSZ mit Oct4-GFP-MEF (embryonalen Mausfibroblasten), in denen die GFP an einen Oct4-Promoter gekoppelt ist, und die Überwachung GFP-Expression. Im NH-Medium konnte eine höhere totale Zellzahl (3,5x) sowie eine signifikant höhere tägliche Wachstumsrate und eine höhere totale Anzahl von STRO-1+ MSZ generiert werden. Sowohl STRO-1+- also auch STRO-1 -MSC exprimieren die o.g. Transkriptionsfaktoren medien- und zeitabhängig. Die Fluoreszenzaufnahmen zeigten ein zeitabhängige Oct4-Expression in den STRO-1+ MSZ, insbesondere nach 48h und nach 96h. Zu diesen Zeitpunkten war das Protein nicht nur im Zellkern sondern auch im Zytoplasma und in den Zellfortsätzen bzw. Zell-zu-Zellverbindungen nachweisbar. Im Ko-Kultivierungsversuch stieg die intrazelluläre GFP-Expression sowie die Anzahl der GFP-positiven Zellen im Intervall zischen 24h-48h deutlich an. Die Ergebnisse demonstrieren das hohe Proliferationspotential der STRO-1+ und auch der STRO-1-MSZ, welches über einen langen Zeitraum hinweg aufrechterhalten werden konnte. Die Kultivierung in NH-Medium erwies sich dabei als vorteilhaft. Die Expression der Yamanaka-Faktoren konnte nachgewiesen werden. Die Oct4-positiven STRO-1+ MSZ sind in Lage über einen interzellulären Oct4-Transport die Oct4-GFP-Transkription in den Empfängerzellen zu initiieren. Die Beobachtungen führen zu der Schlussfolgerung, dass es bei der Geweihregeneration ebenfalls zu einer Übertragung von Oct4 von STRO-1+ MSC auf benachbarte Zellen kommen könnte, welches zu einer Dedifferenzierung in der Empfängerzelle führen könnte. Dies würde das schnelle Geweihwachstum erklären. Ob tatsächlich eine endogen induzierte Pluripotenz stattfindet muss jedoch in weiteren Studien untersucht werden. de
dc.language.iso deu de
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject.ddc 610 de
dc.title Charakterisierung des Expressions- und Proliferationsverhaltens der STRO 1 positiven und -negativen Rosenstockperiostzellen des Europäischen Damhirsches (Cervus dama) de
dc.type doctoralThesis de
dc.title.translated Characterization of Expression and Proliferation of STRO-1-positive and -negative Cells from Pedical Periosteum of European fallow Deer (Cervus dama) de
dc.contributor.referee Behr, Rüdiger Prof. Dr.
dc.date.examination 2016-11-02
dc.description.abstracteng Unique in mammals, Cervidae have the ability of annual antler regeneration. Investigations by Rolf et al. (2008) proved for the first time that STRO-1+ mesenchymal stem cells (MSC) are located in the pedicle periosteum and activated for proliferation annually. The aim of this study was to evaluate the potential of proliferation of STRO-1+ and STRO-1- MSC. Additionally the expression of the Yamanaka factors (c-Myc, Sox2, Nanog, Klf4, Oct4), which are decisive for the maintenance of pluripotency, was investigated. Pedicle periosteum was cultivated in Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) and Nonhematopoietic-Stem-Cell-Medium (NH-Medium). Reaching a confluent cell layer, the STRO-1+ and STRO-1- MSC were isolated by using MACS® technology. The Expression of the Yamanaka-Factors in STRO-1+ and STRO-1- MSC were evaluated by RT-PCR. Oct4-expression in STRO-1+ MSC has been examined by immunohistochemistry. The STRO-1+ MSC were cultivated 24h, 48 h, 72h, 96h and 144h. Then the immunostaining was carried out with antibodies against the Oct4-protein, Nuclei were counter-stained with DAPI. After detecting Oct4 in cytosol and cell-to-cell-connections, the transmission of Oct4 was evaluated. Therefore Oct4-GFP-MEF and STRO-1+MSC were cultivated with and GFP expression was monitored. NH-Medium provided higher total cell number (3,5x) a significant higher daily growth rate (1.2 × 10 6 cells vs 0.34 × 10 6 cells) and also resulted in a significantly higher total number of STRO-1+ MSC. It was demonstrated that STRO-1+- and STRO-1- MSC expressing the Yamanaka factors. The expression of the transcription factors proved to be medium- and time-dependent. The immunostaining showed a time-dependent Oct4 -expression which was particularly pronounced in the period between 24h - 48 h and 72 h - 96 h. The Oct4-protein was not only located in the nuclei, but also in cytosol and in long tubular cell-to-cell connections. The co-cultivation of Oct4-GFP-MEF and STRO-1+ MSC showed a significant increase of intracellular GFP between 24 h and 48 h, as well as an increase of GFP-positive cells. The experiments show that the STRO-1+- and STRO-1- MSC have a high potential of proliferation, which can be maintained over a long cultivation period. The NH-Medium proved to be advantageous for cell-expansion. The expression of the Yamanaka factors was proved. The Oct4-positive STRO-1+MSC are able to initiate transcription in an Oct4-GFP-MEF-indicator cell line by intercellular Oct4-transfer via cell-to-cell connections. The observations of Oct4-transmission lead to the conclusion that Oct4 could also be transmitted during the antler regeneration from STRO-1+MSC to adjacent, differentiated cells which could lead to induced pluripotency and dedifferentiation of recipient cells. Thereby rapid antler growth could be explained. If endogenous induced pluripotency actually occurs in the recipient cells must be clarified in future studies. de
dc.contributor.coReferee Dressel, Ralf Prof. Dr.
dc.contributor.thirdReferee Schön, Margarete Prof. Dr.
dc.subject.ger Geweihregeneration de
dc.subject.ger STRO-1 de
dc.subject.ger Mesenchymale Stammzellen de
dc.subject.ger Oct4 de
dc.subject.ger Yamanaka-Faktoren de
dc.subject.eng antler regeneration de
dc.subject.eng STRO-1 de
dc.subject.eng mesenchymal stem cell de
dc.subject.eng Oct4 de
dc.subject.eng Yamanaka-Factors de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-002B-7C56-1-5
dc.affiliation.institute Medizinische Fakultät de
dc.subject.gokfull Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde - Allgemein- und Gesamtdarstellungen (PPN619876360) de
dc.description.embargoed 2016-11-09
dc.identifier.ppn 871469979

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