Asymmetrische Zellteilung als Parameter für Selbsterneuerung hämatopoetischer Stammzellen

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Die gegenwärtige Hypothese über die Erhaltung eines hämatopoetischen Stammzell-Pools setzt voraus, daß die primitiven HSZ die Fähigkeit sowohl zur Selbsterhaltung als auch zur Differenzierung besitzen. Damit verbunden muß eine hämatopoetische Stammzelle (HSZ) im Laufe der Entwicklung zwei Tochterzellen hervorbringen: eine, die die Selbsterneuerungskapazität beibehält und eine, die zu liniengebundenen Vorläuferzellen differenziert. Eine grundlegende Frage in der Stammzellbiologie ist, ob und wie diese asymmetrische Teilung stattfindet. In diesem Vorhaben werden wir überprüfen, ob die Steuerung der Selbsterneuerung versus Differenzierung einen stochastischen oder deterministischen Vorgang der HSZ darstellt, und welche zellulären und humoralen Determinanten die Symmetrie der Zellteilung beeinflussen. Unsere eigens etablierte Technologie des "Automatic Fluorescent Image Analysis"-Systems (Time-Lapse-Camera-Systems), in Kombination mit einem selbst entwickelten in vitro Assay (ML-IC Assay) erlaubt uns, neue Einblicke in diese fundamentalen Fragen der Stammzell- und Transplantationsbiologie zu gewinnen. Ferner hat sich in jüngster Zeit herausgestellt, daß Stammzellen aus dem Knochenmark nicht nur neue Blutzellen hervorbringen können, sondern auch verschiedene Körpergewebe wie Knochen, Knorpel, Sehnen, Muskeln und Leber. Die Bildung von Nervenzellen wurde ebenfalls berichtet. Durch asymmetrische Zellteilung können zwei Tochterzellen unterschiedliche Schiksale bzw. Differenzierungswege annehmen. Mit Hilfe der AFIC Technologie und speziellen Kulturbedingungen lassen sich die präzisen Bedingungen zur asymmetrischen Zellteilung definieren. Somit können unter Verwendung somatischer Stammzellen, in diesem Falle HSZ, Gewebe oder Organe für therapeutische Zwecke hergestellt werden.