Repopulation der murinen Leber durch hepatisch differenzierte embryonale Stammzellen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Forschungsprojektes war es, eine Repopulation der murinen Leber durch hepatisch differenzierte, embryonale Stammzellen (ES-Zellen) zu erreichen. Die hierfür notwendige endodermale und anschließend hepatisch/epitheliale Differenzierung der genutzten murinen und humanen embryonalen Stammzelllinien erfolgte in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe um Dr. Gordon Keller der Mt. Sinai School of Medicine, NY. Nach einer sequentiellen Zelldifferenzierung unter Nutzung verschiedener Wachstumsfaktoren und Zytokine, durch die eine hepatische Differenzierung begünstigt wird, erfolgte die Transplantation der Zellen in verschiedene murine Leberrepopulatuionsmodelle. Hierbei konnte mit Hilfe des epithelialen Markers DPPIV die Proliferation der transplantierten Zellen und weitere Differenzierung zu reifen Hepatozyten sowie Gallengangszellen in immunsupprimierten DPPIV-/-/RAG-/--Mäusen beobachtet werden. Auch in einem anderen Mausmodell, der FAH-/--Maus, konnten hepatisch differenzierte murine ES-Zellen nachgewiesen werden, jedoch zeigte sich aufgrund fehlender Immunsupprimierung eine ausgeprägte Abstoßungsreaktionen des Empfängergewebes. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen konnten in Nature Biotechnology veröffentlicht werden. Für die Transplantation von humanen ES-Zellen konnte erfolgreich ein Xenotransplantationsmodell entwickelt werden. Vorversuche mit adulten, humanen Hepatozyten zeigten in diesem Transplantationsmodell nach zwei Monaten eine Repopulation von 10-15%. In ersten Versuchen mit hepatisch differenzierten humanen ES-Zellen konnte humane mRNA für Albumin nachgewiesen werden. Ein immunhistochemischer Nachweis der transplantierten Zellen gelang bisher nicht. Parallel zu den beschriebenen Transplantationsversuchen wurde eine Methodik entwickelt, welche transplantierten ES-Zellen wie auch anderen Zelllinien eine erleichterte Ansiedlung (engraftment) im Lebergewebe ermöglichen soll. Genutzt wird hierbei ein Urokinase Plasminogen Aktivator exprimierender Adenovirus (UPA), durch den es zu einer ausgeprägten Degradierung der hepatischen Extrazellulärmatrix kommt. In aktuell durchgeführten Transplantationsexperimenten mit ES-Zellen, wurde bereits eine UPA Vorbehandlung durchgeführt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Nature Biotechnology. 2006 Nov;24(11):1402-11. BMP-4 is required for hepatic specification of mouse embryonic stem cell-derived definitive endoderm
Gouon-Evans V, Boussemart L, Gadue P, Nierhoff D, Koehler Cl, Kubo A, Shafritz DA, Keller G
