Der Ursprung embryonaler Stammzellen

25.08.2005

Forscher des Berliner Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik, der Universität Leeds und der Cornell-Universität haben die ersten Gene identifiziert, welche die Steuerung der ersten unterschiedlichen Gewebearten beim Menschen übernehmen. In der Zeitschrift Stem Cells beschreiben sie, dass insbesondere die Gene OCT4, NANOG und CDX2 für Entstehung und Erhalt von innerer Zellmasse und Trophektoderm im Rahmen der Embryonalentwicklung verantwortlich sind. Ihre Ergebnisse sind von großer Bedeutung für Entwicklung einer gezielten Zellproduktion aus embryonalen Stammzellen.

Die Entwicklung des Menschen verläuft in den ersten Stadien von der Eizelle über die Morula zur Blastozyste. Die Zellen der Blastozyste sind pluripotent, das bedeutet, sie sind in der Lage, unterschiedliche Zellarten auszubilden. Aus den Zellen des Trophektoderms können Stammzellen z.B. zur Differenzierung in Plazentagewebe entstehen, während sich embryonale Stammzellen von den Zellen der inneren Zellmasse ableiten. Diese können sich zu jedem Zelltyp eines erwachsenen Organismus entwickeln. Ihre Haltung und insbesondere die gerichtete Differenzierung stellen Forscher jedoch noch vor große Probleme.

Wissenschaftlern um Dr. James Adjaye vom Max-Planck-Institut für molekulare Genetik ist es gelungen, Gene zu identifizieren, die für die Entwicklung und den Erhalt von innerer Zellmasse und Trophektoderm verantwortlich sind. Erstmalig wurden dabei die beiden bereits in der Blastozyste vorhandenen Gewebe voneinander separiert und einer umfassenden Genexpressionsanalyse unterzogen. Durch den Vergleich der aktiven Gene von innerer Zellmasse und Trophektoderm konnten die Forscher nachweisen, dass ein ganzes Spektrum von Signalwegen für die Entstehung und den Erhalt der beiden Gewebe verantwortlich ist. Für die Entwicklung der inneren Zellmasse sind dabei die Gene OCT4 und NANOG von besonderer Bedeutung; für die Entstehung des Trophektoderms spielt vor allem das Gen CDX2 eine herausragende Rolle. Die Ergebnisse stellen die ersten Erkenntnisse über die genetischen Regulationsmechanismen der frühen Embryonalentwicklung beim Menschen überhaupt dar. Gleichzeitig ist die Arbeit von großer Bedeutung für die Forschung an embryonalen Stammzellen, da sie einen weiteren Schritt auf dem Weg zur Züchtung und gesteuerten Differenzierung dieser Zellen zu anderen Zellarten darstellt. Im nächsten Schritt wollen die Forscher die Funktion der identifizierten Markergene für die Aufrechterhaltung der Pluripotenz bzw. die Differenzierung in bestimmte Zelltypen untersuchen.

Originalveröfffentlichung: J. Adjaye, J. Huntriss, R. Herwig, A. BenKahla, T. C. Brink, C. Wierling, C. Hultschig, D. Groth, M. L. Yaspo, H. M. Picton, R. G. Gosden, H. Lehrach; "Primary differentiation in the human blastocyst: Comparative molecular portraits of inner cell mass and trophectoderm cells"; Stem Cells Express 2005.

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