is Íslenska en English

Lokaverkefni (Meistara)

Háskóli Íslands > Heilbrigðisvísindasvið > Meistaraprófsritgerðir - Heilbrigðisvísindasvið >

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/13917

Titill: 
  • Hlutverk TGFβ stórfjölskyldunnar í þroskun stofnfruma úr fósturvísum manna í æðaþelsfrumur
  • Titill er á ensku Function of the TGFβ superfamily in human embryonic stem cell vascular development
Námsstig: 
  • Meistara
Útdráttur: 
  • Stofnfrumur hafa verið mikið í sviðsljósinu undanfarin ár, sérstaklega stofnfrumur úr fósturvísum manna (hES frumur, human embryonic stem cells). Merkilegar rannsóknir hafa verið stundaðar á þeim í rúman áratug og hefur afrakstur þeirra gefið vonir um nýja möguleika á sviði læknisfræðinnar. Þessar rannsóknir veita ómetanlega innsýn inn í fósturþroska mannsins og möguleikann á því að síðar verði hægt að nota þessar frumur til lækninga á sjúkdómum. Miklar vonir eru bundnar við stofnfrumur í tengslum við sjúkdóma svo sem Parkinsons, sykursýki, Alzheimer, sem og hjarta- og æðasjúkdóma.
    Mikilvægt er að geta stýrt því hvort stofnfrumur viðhaldi sér eða sérhæfist í ákveðnar frumugerðir líkamans. TGFβ stórfjölskyldan (Transforming Growth Factor β) hefur mikilvægu hlutverki að gegna og ræður líklega miklu um örlög ES fruma. Því er nauðsynlegt að öðlast betri skilning á virkjun boðleiðarinnar. „Knock-out“ tilraunir í músum hafa sýnt fram á að stórfjölskyldan gegnir veigamiklu hlutverki í fósturþroskun í átt að hjarta- og æðaþelsfrumum.
    Í þessu verkefni var leitast eftir að varpa betra ljósi á hlutverk TGFβ stórfjölskyldunnar í sérhæfingu hES fruma í æðaþelsfrumur. hES frumur voru örvaðar með ýmsum vaxtarþáttum og hindrum stórfjölskyldunnar og áhrifin á æðaþelssérhæfingu greind með aðferðum svo sem PCR, flúrljómandi ónæmislitunum og western blottun. Einnig var sett upp aðferð sem einangrar „vascular“ frumur úr stóru þýði mismunandi sérhæfðra fruma. hES frumur voru merktar með anti-CD31 mótefni, þekkt kenniprótein fyrir æðaþelsfrumur, og þær einangraðar. Auk samskonar greiningaraðferða og áður, voru framkvæmd próf á þessum forverafrumum til að meta getu þeirra til að mynda pípulaga byggingar á matrigeli.
    Niðurstöður mínar leiddu í ljós að TGFβ vaxtarþátturinn virðist stuðla að hES frumusérhæfingu í átt að „vascular“ frumum. Í frumukúlum (embryoid bodies) ýtir TGFβ undir tjáningu á TGFβ genum sem fyrirfinnast aðeins í „vascular“/æðaþelsfrumum. Einnig örvaði TGFβ tjáningu á „vascular“ genum svo sem CD31 (PECAM-1).
    Mér tókst að setja upp aðferð á rannsóknastofunni til að einangra hES ættaðar „vascular“ frumur (CD31 jákvæðar frumur). Æðaþelseiginleikar þessara fruma voru rannsakaðir og kom í ljós að þær höfðu getu til að mynda pípulaga byggingar á matrigeli in vitro sem svipar til æðamyndunar in vivo. Að auki tjáðu þær alfa smooth muscle actin (αSMA) sem bendir til að þessar CD31+ forvera „vascular“ frumur hafa þá hæfni til að sérhæfast enn frekar í æðaþelsfrumur eða sléttvöðvafrumur. Áhugaverðar niðurstöður gáfu til kynna að Bone Morphogenetic Protein 9 (BMP9) sé langöflugast til þess að ýta undir pípumyndun CD31 jákvæðra fruma í gegnum Smad1/5 virkjun og Id1 tjáningu. Þessar frumur tjáðu ekki lengur αSMA og má því leiða líkum að því að BMP9 eigi þátt í að sérhæfa „vascular“ frumur í þroskaðar æðaþelsfrumur.

  • Útdráttur er á ensku

    For the past few years there has been much focus on stem cell research, specifically human embryonic stem cells (hES). For more than a decade important research has been pursued, bringing hope and new possibilities in regenerative medicine. These studies provide invaluable insight into early human development and open the possibility for using embryonic stem cells to treat degenerative diseases, such as Parkinson, diabetes, Alzheimer and cardiovascular diseases.
    It is very important to improve the steering of hES cell differentiation towards different cell types of the human body. The TGFβ superfamily (Transforming Growth Factor β) plays important role on ES cell destiny, hence it is essential to understand its molecular mechanisms and regulation. Knock-out studies in mice have shown that the TGFβ superfamily plays a pivotal role in early differentiation towards cardiomyocytes and endothelial cells.
    In this project we wanted to elucidate what effect the TGFβ superfamily members have on hES cell differentiation towards endothelial cells. hES cells were treated with members of the TGFβ superfamily and the effect analyzed with various biological assays such as PCR, immunofluorescent staining and western blotting. A method to sort vascular cells from a large population of differentiated cells was established in our laboratory. hES cells were labelled with CD31 antibody, a known vascular marker, and isolated. In addtition to previously mentioned analysis, the ability of the sorted vascular cells to form tubes on matrigel was evaluated.
    My results suggest that the TGFβ growth factor promotes hES cell commitment towards vascular cells. During embyoid body differentiation, TGFβ induced expression of TGFβ genes knowing to have a specific role in endothelial cells during angiogenesis. Besides, TGFβ upregulated vascular genes such as CD31 (PECAM-1).
    I succeeded in setting up a differentiation method to isolate hES derived vascular cells (CD31 positive cells). Endothelial properties of these cells were investigated. My data show that the CD31+ cells had the potency to form tube like structures on matrigel in vitro, a biological assay that mimics blood vessel formation in vivo. Also, these vascular cells were able to express the alpha smooth muscle marker (αSMA). Having these two properties suggests that these cells are vascular progenitors having the ability to further mature either into endothelial cells or smooth muscle cells. One of the most interesting results indicate Bone Morphogenetic Protein 9 (BMP9) being by far the strongest inducer of the tube formation in hES derived CD31+ cells via Smad1/5 activation and Id1 upregulation. The BMP9 stimulated cells did not express αSMA anymore and we can therefore decuce that BMP9 promotes the differentiation of these vascular precursors towards mature endothelial cells.

Samþykkt: 
  • 1.2.2013
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/13917


Skrár
Skráarnafn Stærð AðgangurLýsingSkráartegund 
Meistararitgerd_112.pdf2.86 MBOpinnHeildartextiPDFSkoða/Opna