Mechanisms of asymmetric cell division of human stem and progenitor cells

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Stammzellen erneuern sich selbst und bringen Tochterzellen hervor, die in ihrer weiteren Entwicklung zu bestimmten Zelltypen differenzieren. So können hämatopoietische Stammzellen das gesamte hämatopoietische System rekonstituieren. Die Mechanismen, welche die Entscheidung Selbsterneuerung versus Differenzierung steuern, sind weitestgehend unbekannt. Verschiedenen Hinweisen zufolge können sich hämatopoietische Stammzellen wie andere Stammzellen sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch teilen. Das Schicksal der entstehenden Tochterzellen wird allem Anschein nach sowohl von intrinsischen als auch von extrinsischen Faktoren gesteuert. Welche und wie diese Faktoren die Entscheidung Selbsterneuerung versus Differenzierung steuern, ist bislang noch nicht bekannt. Lassen sich die zugrundeliegenden Mechanismen aufklären, könnte dies ggf. dazu beitragen, gezielte Kulturbedingungen zu schaffen, unter denen sich hämatopoietische Stammzellen ex vivo expandieren lassen, was von hohem medizinischen Interesse wäre. Mechanismen, mit denen intrinsische und extrinsische Faktoren das Zellschicksal von Tochterzellen beeinflussen können, sind sehr gut am Beispiel der neuralen Vorläuferzellen von Drosophila untersucht worden, die sich asymmetrisch teilen. Diese Mechanismen sind während der Evolution konserviert worden und steuern nachgewiesener Maßen das Entwicklungsschicksal von Tochterzellen neuraler Stammzellen in Säugern. Verschiedene Befunde deuten darauf hin, daß diese Mechanismen auch an der Steuerung der Entwicklung von hämatopoietischen Stamm- und Vorläuferzellen beteiligt sein könnten. Ziel unseres Projektes ist es, die Beteiligung und Bedeutung der aus Drosophila bekannten homologen Faktoren bei der Zellteilung von humanen hämatopoietischen Stamm- und Vorläuferzellen zu untersuchen und hierdurch Kenntnisse über die Mechanismen zu gewinnen, welche die Entscheidung Selbsterneuerung versus Differenzierung dieser Zellen steuern. Durch vergleichende Studien möchten wir überprüfen, ob diese Mechanismen auch die Entwicklung mesenchymaler Stammzellen beeinflussen.