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Stammzellen |
| Allgemeines |
Stammzelle sind undifferenzierte Zellen mit der Fähigkeit, sich spezialisierte Zellen zu differenzieren. |
| Pluripotenz |
Fähigkeit von Stammzellen , sich in die ca. 220 unterschiedlich spezialisierte Zellen des menschlichen Körpers zu differenzieren. |
| Bedeutung |
Stammzellen spielen bei der Embryonalentwicklung, der Blutbildung, bei der Zellerneuerung von Wechselgeweben, der Wundheilung, der Regeneration geschädigter Organe und der Krebsheilung eine bedeutende Rolle. |
| ES - Zellen |
embryonale Stammzellen. |
Durch die Teilung der befruchteten Eizelle entsteht zunächst ein Zellhaufen mit Zellen, die grundsätzlich in jede beliebige Zelle des Körpers differenzieren können. Embryonale Stammzellen sind auch in der weiteren Entwicklung des Embryos reichlich vorhanden. |
| iPS-Zellen |
induzierte pluripotenter Stammzellen. |
Differenzierte Zellen verlieren irgendwann die Fähigkeit zur Zellteilung und sterben schließlich ab (normaler Alterungsprozess). Erwachsene Körperzellen können durch die Aktivierung der Gene Oct4, Sox2, c-Myc und Klf4 in Stammzellen (iPS) umgewandelt werden. Dies iPS können sich in unterschiedliche reifere Zellarten ausdifferenzieren. |
| GPS - Zellen |
Germline - derived Pluripotent Stem cells. |
Umprogrammierte Stammzellen aus dem Hoden. |
| AS - Zellen |
Adulte Stammzellen |
z.B. haematopoetische Stammzellen. Die können in reifere Zellen der roten und weißen Blutbildung ausdifferenzieren. |
| PS - Zellen |
parthenogenetische Stammzellen |
Durch Jungfernzeugung aus unbefruchteten Eizellen. |
| HOX |
HOX - Transskriptionsfaktoren. |
Proteine, die am segmentalen Aufbau des Embryos beteiligt sind. HOX besitzen eine Homeodomäne, die an bestimmten DNA - Strukturen andockt. |
| POU |
POU - Faktoren steuern die HOX - Gene. Z.B. Oct4. |
| Reprogrammierung |
Mit Sox2 und Oct4 können pluripotente Stammzelle erzeugt werden. |
Dabei werden alle bisherigen Erfahrungen der Zelle gelöscht. |
| Oct 4 |
POU - Faktor, der bei Säugetieren befruchtete Eizellen pluripotent macht. |
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| Lin-41 |
Stammzellgen, Genprodukt lenkt Abbauenzyme auf Ago2. |
Verhindert die Differenzierung von Stammzellen. |
| Ago2 |
Bei der Stammzellreifung wird Ago2 benötigt, um die Aktivität von let-7 und anderen MicroRNAs zu gewährleisten. |
| MicroRNAs |
MicroRNAs sind für die Umwandlung von Stammzellen in spezialisierte Zellen mitverantwortlich. (1) |
| AP2-g |
Urkeimzellen bilden sich schon im frühen Embryo an der Wand des Dottersacks. Im Laufe der Schwangerschaft wandern sie in die Genitalanlagen. Dort verwandeln sie sich in Keimzellen, die beim Mann im Hoden gespeichert werden. Gegen Ende der Schwangerschaft wird AP2-g abgeschaltet. AP2-g blockiert die Differenzierung von Stammzellen in normale Zellen. Wenn sich sämtliche Urkeimzellen zu Keimzellen umgewandelt haben, brauchen sie den Schutz des AP2-Gamma nicht mehr.
In Erwachsenen findet sich daher kein AP2-Gamma. Bei manchen Hodentumoren wird AP2-g wieder aktiviert. (2) |
| neuralen Stammzellen |
Benötigen zum Wachstum EGF und basischen Fibroblastenwachstumsfaktor (bFGF). |
Nach einer längeren Kulturdauer unabhängig von EGF und bFGF sowie dauernde Aktivierung von NF-kappaB und starke VEGF - Produktion. (3) |
| E-Cadherin |
In Stammzellen. Fehlt E-Cadherin, verlieren Stammzellen ihre Pluripotenz. |
| ELK1, ERK2 |
Stabilisierung von Stammzellen (4) |
ELK1: blockiert Differenzierung | ERK2: Translation, Erhalt der Pluripotenz | ELK1+ERK2: Translation, Zellzyklus |
| Quelle |
1.) Helmbold H, Kömm N, Deppert W, Bohn W:
Rb2/p130 is the dominating pocket protein in the p53-p21 DNA damage response pathway leading to senescence.
Oncogene. 2009 [Epub ahead of print]
Heinrich-Pette-Institut, Hamburg
2.) Weber S. et al.:
Critical Function of AP-2gamma/TCFAP2C in Mouse Embryonic Germ Cell Maintenance.
BOR in Press. 2009 DOI:10.1095/biolreprod.109.078717
Universität Bonn
3.) Kaus A, Widera D, Kassmer S, Peter J, Zänker KS, Kaltschmidt C, Kaltschmidt B:
Neural stem cells adopt tumorigenic properties by constitutively activated NF-kappaB and subsequent VEGF up-regulation.
Stem Cells Dev. 2010 [Epub ahead of print]
4.) Göke J, et al.:
Genome-wide Kinase-Chromatin Interactions Reveal the Regulatory Network of ERK Signaling in Human Embryonic Stem Cells.
Molecular Cell 50(2013):844-855, doi: 10.1016/j.molcel.2013.04.030; 2013
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 | Let-7 besitzt die Fähigkeit das Gen Lin-41 zu hemmen, das zelluläre Protein Ago2 ist dann vor dem Abbau geschützt. "Somit können Stammzellen zwei unterschiedliche Zustände aufweisen. Junge, unreife Stammzellen haben viel Lin-41, wenig Ago2 und inaktivierte MicroRNAs. Heranreifende Stammzellen haben wenig Lin-41, viel Ago2 und aktivierte MicroRNAs", erklärt der Leiter des Forschungsteams, Dr. Wulczyn.
Rybak A, Fuchs H, Hadian K, Smirnova L, Wulczyn EA, Michel G, Nitsch R, Krappmann D, Wulczyn FG
Titel: The let-7 target gene mouse lin-41 is a stem cell specific E3 ubiquitin ligase for the miRNA pathway protein Ago2.
Journal: Nat Cell Biol. 2009 Nov 8; [Epub ahead of print]
Bezug: [1] Center for Anatomy, Institute of Cell Biology and Neurobiology, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany. [2] Current address: Max Delbrück Centrum für Molekulare Medizin, Robert-Rössle-Strasse 10, D-13125 Berlin-Buch, Germany.
Abstract:
The let-7 miRNA and its target gene Lin-28 interact in a regulatory circuit controlling pluripotency. We investigated an additional let-7 target, mLin41 (mouse homologue of lin-41), as a potential contributor to this circuit. We demonstrate the presence of mLin41 protein in several stem cell niches, including the embryonic ectoderm, epidermis and male germ line. mLin41 colocalized to cytoplasmic foci with P-body markers and the miRNA pathway proteins Ago2, Mov10 and Tnrc6b. In co-precipitation assays, mLin41 interacted with Dicer and the Argonaute proteins Ago1, Ago2 and Ago4. Moreover, we show that mLin41 acts as an E3 ubiquitin ligase in an auto-ubiquitylation assay and that mLin41 mediates ubiquitylation of Ago2 in vitro and in vivo. Overexpression and depletion of mLin41 led to inverse changes in the level of Ago2 protein, implicating mLin41 in the regulation of Ago2 turnover. mLin41 interfered with silencing of target mRNAs for let-7 and miR-124, at least in part by antagonizing Ago2. Furthermore, mLin41 cooperated with the pluripotency factor Lin-28 in suppressing let-7 activity, revealing a dual control mechanism regulating let-7 in stem cells.
Critical Function of AP-2gamma/TCFAP2C in Mouse Embryonic Germ Cell Maintenance
1. Susanne Weber,
2. Dawid Eckert,
3. Daniel Nettersheim,
4. Ad J.M. Gillis,
5. Sabine Schäfer,
6. Peter Kuckenberg,
7. Julia Ehlermann,
8. Uwe Werling,
9. Katharina Biermann,
10. Leendert H.J. Looijenga and
11. Hubert Schorle
1. * Corresponding author; email: hubert.schorle@ukb.uni-bonn.de
Abstract
Formation of the germ cell lineage involves multiple processes, including repression of somatic differentiation and re-acquisition of pluripotency, as well as a unique epigenetic constitution. The transcriptional regulator Prdm1 has been identified as a main coordinator of this process, controlling epigenetic modification and gene expression. Here we report on the expression pattern of the transcription factor Tcfap2c, a putative downstream target of Prdm1, during normal mouse embryogenesis and the consequences of its specific loss in primordial germ cells (PGCs) and their derivatives. Tcfap2c is expressed in PGCs from E7.25 up to E12.5, and targeted disruption resulted in sterile animals, both male and female. In the mutant animals PGCs were specified, but lost around E8.0. PGCs generated in vitro from ES cells lacking TCFAP2C displayed induction of Prdm1 and Dppa3. Upregulation of Hoxa1, Hoxb1, and T together with lack of expression of germ cell markers such Nanos3, Dazl, and Mutyh suggested, that the somatic gene program is induced in TCFAP2C-deficient PGCs. Repression of TCFAP2C in TCam2, a human PGC-resembling seminoma cell line, resulted in specific upregulation of HOXA1, HOXB1, MYOD1 and HAND1, indicative of mesodermal differentiation. Expression of genes indicative of ectodermal, endodermal, or extraembryonic differentiation, as well as epigenetic modifications were unaffected suggesting control by other factors. Our results implicate Tcfap2c as an important effector of Prdm1 activity which is required for PGC maintenance, most likely mediating Prdm1-induced suppression of mesodermal differentiation.