Einfluss von Wachstumsfaktoren auf die in-vitro Differenzierung muriner, embryonaler Stammzellen

Abstract

Murine, embryonale Stammzellen dienen als Modell der frühen Embryonalentwicklung der Maus. Indem der Einfluss von Wachstumsfaktoren auf die Differenzierung untersucht wird, kann ihr Einfluss bei der Embryonalentwicklung ermittelt werden. Die mesodermale und myokardiale Differenzierung im Serum-haltigen wie im Serum-freien Medium (CDM) ist unter dem Einfluss folgender Wachstumsfaktoren untersucht worden: BMP 4, Aktivin A , Wnt 3A, bFGF und LiCl. Bei der Differenzierung in Serum-haltigem Medium differenzieren sich die Zellen zu Mesoderm und Ektoderm, wobei nach vier bis sechs Tagen ein der Gastrulation ähnliches Stadium erreicht wurde. Nach zehn bis zwölf Tagen waren terminal differenzierte Kardiomyozyten sowohl an Hand der Expression von MHC-alpha und ANF als auch am Vorhandensein von "embryoid bodies" mit kontraktilem Phänotyp zu erkennen. Die Differenzierung der Zellen in CDM war weitgehend unterdrückt. Brachyury wurde während der zwölf Differenzierungstage nicht exprimiert. Die Kardiomyogenese fand nicht statt. Von den oben genannten Wachstumsfaktoren und den verwendeten Konzentrationen war bei der Differenzierung in CDM nur BMP 4 in der Lage, eine mesodermale und myokardiale Differenzierung zu induzieren. Im Vergleich zur spontanen Differenzierung erfolgte diese um zwei Tage verzögert. Anteilmäßig wurden aber ungefähr gleich viele "embryoid bodies" mit kontraktilem Phänotyp gebildet. BMP 4 bei der Zugabe zum Serum-haltigen Medium steigert die Mesodermdifferenzierung, hemmt aber zugleich die myokardiale Differenzierung. Aktivin A und Wnt 3A im Serum-haltigen Medium reduzierten die Mesodermbildung. Die Kardiomyozytogenese war mit Wnt 3A tendenziell gehemmt. Diese Hemmung von Wnt 3A auf die Kardiomyogenese wurde durch Versuche mit LiCl bestätigt.