EMB4. Stamcellen Flashcards
Eigenschappen van stamcellen
- Zelfvernieuwing en proliferatie: oneindig aantal keer delen in ongedifferentieerde status
- Differentiatie
stamcelkarakter van cellen uit de embryoblast
ze kunnen zich specialiseren tot alle celtypes die nodig zijn voor de ontwikkeling van het embryo
definitie van multipotente stamcellen
geven aanleiding tot gespecialiseerde cellen van 1 kiemlaag
volwassen stamcel
niet gedifferentieerde cel die na geboorte voorkomt in een gedifferentieerd weefsel
transdifferentiatie
menselijke multipotente stamcellen die pluripotente eigenschappen bezitten, ze zijn in staat te differentiëren tot cellen van een andere kiemlaag
voorbeelden van multipotente stamcellen
- Hematopoëtische stamcellen
- Mesenchymale stamcellen in het beenmerg
totipotente stamcellen
onbegrensd ontwikkelingspotentieel => embryonaal en extra-embryonaal weefsel
pluripotente stamcellen
- nakomeling totipotente stamcellen
- voorbestemming afhankelijk van positie in embryo (trofoblast/embryoblast)
unipotente stamcellen
ontwikkelen tot 1 celtype
verschil unipotente stamcellen en niet-stamcellen
zelfvernieuwing
feeder-laag
fibroblasten die factoren uitscheiden in het medium waar de ES cellen groeien
LIF
- Leukemia Inhibitory Factor
- Interleukine-6 cytokine familie
- dit werd door fibroblasten in de feeder-laag geproduceerd
Functie LIF van cultuurmedium
ongedifferentieerde staat van cellen behouden
Principe van LIF
- LIF bindt aan LIF-receptorcomplex
- Activatie van 4 intracellulaire pathways: JAK-STAT3 en Ras/MAPK
JAK-STAT3
- JAK fosforyleren beide receptorketens
- STAT3: bezit een SH2 domein, wordt gefosforyleerd door JAK
- STAT3 dimerisatie
- STAT3 dimeer verplaatst naar nucleus en bindt daar op het DNA
JAK-STAT3 belang
zelfvernieuwing van ES cellen
Ras/MAPK pathway
- SHP2 wordt gerekruteerd naar receptor en bindt daar met Gab1
- Activatie Ras
- reeks transfosforylaties
- activatie ERKS
Functie ERKs
fosforylatie van cytoplasmatische proteïnen, ze moduleren de activiteit van de transcriptionele modulators in de nucleus
belang Ras/MAPK pathway
pro-differentiatie signaal, het leidt tot een verhoogde STAT3 signalisatie
Toevoeging van MEK inhibitoren aan de Ras/MAPK
zelfvernieuwing stimuleren want het inhibeert deze pathway
LIF + BMP
pluropotentie van ES cellen onderhouden
BMP (kenmerken)
- werkt anti-neuraal
- ES cellen in serumvrij medium differentiëren spontaan naar een neuraal fenotype
Medium met alleen BMP
differentiatie tot hemapoëtische en mesodermale cellen
Principe BMP signalisatie
- BMP bindt aan heterodimeer van type I en II serine theorine receptor
- fosforylatie Smad1
- activatie van de expressie van inhibitors of differentiation familie: Id1 en Id2 inhiberen neurale differentiatie
Functies van BMP
- activatie van transcriptionele repressie
- zelfvernieuwing ondersteunen door inhibitie van MAPK pathway (ERKs inhiberen zodat de cellen hun pluripotente staat behouden)
=> inhibitie van neuro-ectodermale differentiatie van ES cellen
Activatie van STAT3 pathway door LIF (reactie op BMP)
Inhiberen van de BMP-geïnduceerde endoderm en mesoderm differnentiatie
kenmerkende transcriptiefactoren
Oct4, Nanog, SOX2
Oct3/4 functies
- expressie in totipotente en pluripotente stamcellen
- pluripotentie in stand houden
- beslissing of een cel trofoblast of embryoblast gaat worden
expressie levels van Oct3/4
concentratie bepaald het effect ervan
- 100%: behoud pluripotentie
- overexpressie: ES differentiatie richting mesoderm/endoderm
- onderexpressie: ES differentiatie richting trofoblast