Zusammenfassung der 4. Doppelstunde

1 4. Doppelstunde am 9.11. 2016 Auf unserem Weg zur Beantwortung der Frage 1 „Wo liegt der Ursprung der somatischen Stammzellen?“ haben wir also bis jetzt beantwortet: 1.1 was eine Stammzelle ist und 1.2 was eine somatische Stammzelle ist. Zusammenfassende Antwort 1.2. Somatische Stammzellen befinden sich in Nischen der Organe adulter Tiere und haben alle, wenn auch quantitativ unterscheidbare Attribute der embryonalen Stammzellen. Da es nun sehr viele verschieden Stammzelltypen gibt können wir die Frage nach dem Ursprung der somatischen Stammzellen nur an einem konkreten Beispiel erörtern; und zwar am Beispiel des Herzens von Säugetieren (genauer der Plazentales). Müssen also als nächstes fragen: _______________________________________________________________ 1.3. Was ist eine Herzstammzelle?  hier ist zuvor zu beantworten 1.4. Wo befinden sich Herzstammzellen im Herzen?  und da wiederum 1.5. Wie entsteht das Herz in Säugetieren? 1.5.1.Wie entsteht das Herz während der frühe Embryogenese der Maus und des Menschen? 1.5.1.1. Was geschieht nach der Befruchtung bis zum Einnistung des Blastozysten? [Dazu, siehe Zusammenfassung der 3. Doppelstunde. ] [Über Details, siehe VO ESF‐I] Antwort 1.5.1.1. Der Entwicklungsprozess resultiert in der Ausbildung des Epiblasten und des Hypoblasten, die beide vom Trophektoderm und später dann von der Uterus‐
schleimhaut umgeben sind. 1 2 1.5.1.2. Was geschieht nach dem Einnisten des Embryos?  siehe Power Point Datei „für 4Dst“  „Mesendoderm Problematik“  Serum response factor (SRF) als „Schlüssel‐trankriptionsfaktor (TF) bei der Gastrulation! o MADS box TF bindet and CArG DNA Regionene = CC(A/T)6GG o Rekrutiert viele andere TFs um über 60 Gene zu aktivieren o Aktiviert unter anderem „Immediate early genes“ z.B.: c‐fos Antwort 1.5.1.2. Durch die Gastrulation, das ist, das Einwandern von Zellen des primitven Ektoderms durch den Primtivstreifen kommt es zur Ausbildung der drei Keimblätter Ektoderm, Mesoderm und Endoderm. 1.5.1.3. Wo, wann und wie kommt es zur Kardiogenese während und nach der Gastrulation? 1.5.1.3. 1. Wo?  siehe Power Point Datei „für 4Dst“ Antwort1.5.1.3. 1. Bereits im primitiven Ektoderm und dann bei dem Einwandern und der Verteilung der mesodermalen Zellen entlang der rostro/cranialen‐caudalen (anterioren/ ventralen – posterioren / dorsalen) und medialen ‐ lateralen Achsen des Embryos kommt es zur Spezifizierung der Herzvorläuferzellen. m.a.W.: Im sich, durch Proliferation und Migration distal und cranial ausbreitendem Mesoderm befinden sich die Vorläuferzellen der Herzzellen. 2 3 1.5.1.3. 2. Wann? Zeitraum: Gastrulationsbeginn – primitive Herzröhre ‐ Vierkammerherz Maus E5.5 ‐ (E7.75‐8.5) – E14.5 Menschen E14+/‐7 ‐ (E28+/‐8) – E35‐63 See also germ layer formation: https://embryo.asu.edu/pages/germ‐layers Antwort 1.5.1.3. 2. Herzvorläuferzellen und somatische Herzzellen entstehen kontinuierlich zwischen E5 und E18 in de Maus und wahrscheinlich zwischen E7 und E 63 im menschlichen Embryo. 1.5.1.3. 3. Wie? Keine Hinweise bis jetzt bekannt!  Wie schaut nun das Produkt dieses vielschichtigen Entwicklungsprozesses aus? 3 4 1.5.2. Morphologie und Funktionsweise des adulten Säugetierherzens. Cardiac crescent to four chambered heart / Kardialer Halbmond bis 4‐Kammer Herz  siehe Power Point Datei „für 4Dst“ Um die Eigenschaften und die Entstehung von Herzstammzellen verstehen zu können müssen wir uns auch die Entstehung der Herzvorläuferzellen und der ca. 20 verschiedenen Herzzelltypen ansehen. 1.5.3. Zelluläre Stadien im Laufe der Kardiogeneses  siehe Power Point Datei „für 4Dst“  Welche Signale und zellautonomen Prozesse führen zur Entstehung der verschiedenen Zelltypen? 1.5.4. Molekulare Aspekte der frühen Kardiogenese (Teil 1).  siehe Power Point Datei „für 4Dst“  Dies führt zur Bestimmung einer „Signatur“ der Herzstammzellen und mit der können wir nun die Herzstammzellen im Herzen auffinden und identifizieren. 4