Biomechanische Last als Stellgröße der kardialen Differenzierung in embryonalen mesodermalen Vorläuferzellen

点击翻译按钮获取中文摘要

Die kardiale Differenzierung embryonaler Stammzellen (ES-Zellen) folgt einem hierarchischen Muster. Neben parakrinen Faktoren kontrollieren diesen Prozess vermutlich auch biomechanische Stimuli. Um diese Hypothese zu überprüfen, wollen wir einerseits ein von uns entwickeltes in vitro Modell der Kardiogenese (Engineered Heart Tissue: EHT) verwenden und andererseits ein neues murines in vivo Differenzierungs-Indikatormodell generieren und nutzen. Der phasenspezifische Differenzierungsgrad von ES-Zell-Derivaten soll durch Anwendung Promotor-kontrollierter fluoreszierender Indikatorproteine sowohl qualitativ als auch quantitativ analysierbar werden. Während frühe mesodermale Zellen GFP unter Kontrolle des Brachyury-Promotors exprimieren, werden früh- und spät-kardial differenzierte Zellen durch Nkx2.5- bzw. αMHC-Promotor-kontrollierte Expression von YFP bzw. DsRed identifiziert. Während im EHT-Modell definierte Lastbedingungen (statisch, phasisch, dynamisch) untersucht werden, soll im Tiermodell Indikatorproteinsignal und hämodynamische Last (pharmakologisch moduliert) korreliert werden. Schließlich soll geklärt werden, ob ein Mangel an physiologisch bedeutsamen Mechanosensorproteinen, modellhaft im MLP Knockout-EHT-Modell untersucht, den myokardialen Differenzierungsprozess in Abhängigkeit von der mechanischen Belastung negativ beeinflusst. Zusammenfassend soll das hier vorgelegte Projekt dazu beitragen, eine potentielle kausale Verbindung von Biomechanik und Stammzelldifferenzierung aufzuklären und dabei relevante regulatorische Mechanotransduktionswege zu identifizieren.