Die Entdeckung adulter dentaler Stammzellen eröffnete ein neues Forschungsfeld im Hinblick auf die Regeneration dentaler Gewebe. Bisher liegen nur wenige Studien vor, in denen das Genexpressionsprofil dentaler Stammzellen im Vergleich zu den Knochenmarkstammzellen analysiert wurde. Diese Untersuchungen wurden vorwiegend an Mischkulturen vorgenommen. Im Gegensatz dazu war es daher das Ziel der vorliegenden Arbeit, das Genexpressionsprofil einer bestimmten Stammzell-Population, nämlich der Stro1-positiven pulpalen mesenchymalen Zahnkeimstammzellen (Stro1+ZK) im Vergleich zu Stro1-positiven mesenchymalen Knochenmarkstammzellen (Stro1+BK), zu untersuchen.
Die Genexpression beider Zelltypen wurde anhand von Microarrays ermittelt. Insgesamt gingen 22.454 Gene in die Auswertung ein, wovon bei einem konservativ festgesetzten Schwellenwert einer FDR≤1% 2730 Gene eine hochsignifikant differentielle Expression zeigten. Die Analyse dieser differentiell exprimierten Gene mithilfe der Programme „DAVID“ und „Ingenuity“ ergab, dass in den Stro1+ZK vermehrt Gene heraufreguliert sind, die mit Zellfunktionen wie beispielsweise Proliferationsregulation, der Zell-zu-Zell-Signalleitung und der Organisation des Zytoskeletts verknüpft sind. Die Stro1+BK hingegen exprimieren verstärkt Gene, die mit der Organisation der extrazellulären Knochenmatrix und Zell-Adhäsion assoziiert sind. Des Weiteren findet sich in diesen Zellen eine verstärkte Expression von Genen, die mit der Struktur- und Formgebung des Skeletts in Verbindung stehen. Trotz identischem Stammzellmarker-Typus (Stro1) weisen die untersuchten mesenchymalen Stammzelltypen stark unterschiedliche Hox-Gen-Signaturen auf. Dabei zeigt sich sowohl eine Variation in Anzahl und Art der Hox-Gene als auch in deren Expressionsmuster. Stro1+BK exprimieren verstärkter Hox-Gene der Cluster A bis D (HOXA-D), die Segment- und Positionsinformationen codieren. Hingegen sind in den Stro1+ZK die Hox-Gene BARX1, MSX1, MSX2, DLX1, DLX2, PAX9 und LEF1 hochreguliert, welche eine tragende Rolle in der Zahnentwicklung spielen. So ist z.B. bereits bekannt, dass Mutationen dieser Gene zu Fehlbildungen von Zähnen wie Aplasien oder Hypoplasien führen können.
Die vorliegende Arbeit zeigt, dass insbesondere hinsichtlich der Hox-Gene signifikante Unterschiede zwischen den Stro1+ZK und Stro1+BK bestehen. Weiterführende Experimente zur Aufklärung der Funktionsweise von Genen, die in den Stro1+ZK von Bedeutung sein könnten, einschließlich deren Erforschung auf proteinbiochemischer und zellbiologischer Ebene, wären wünschenswert.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-goettingen.de/oai:ediss.uni-goettingen.de:11858/00-1735-0000-0028-878C-9 |
| Date | 29 June 2016 |
| Creators | Oellerich, Diana Constanze |
| Contributors | Wiese, Karl Günter Prof. Dr. Dr. |
| Source Sets | Georg-August-Universität Göttingen |
| Language | deu |
| Detected Language | German |
| Type | doctoralThesis |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
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