Zeitschrift für Stammzellforschung und -therapie

Abstrakt

Vergleichendes Genexpressionsprofiling von Stromazellmatrizen, die die Expansion hämatopoetischer Stamm-/Progenitorzellen unterstützen

Abhilasha Tiwari, Christophe Lefevre, Mark A. Kirkland, Kevin Nicholas und Gopal Pande

Das Mikroumfeld des Knochenmarks hält ein stabiles Gleichgewicht zwischen Selbsterneuerung und Differenzierung hämatopoetischer Stamm-/Vorläuferzellen (HSPCs) aufrecht. Dieses Mikroumfeld, auch „hämatopoetische Nische“ genannt, besteht hauptsächlich aus Stromazellen und ihren extrazellulären Matrizen (ECM), die gemeinsam die HSPC-Funktionen regulieren. Zuvor haben wir gezeigt, dass aus Nabelschnurblut gewonnene HSPCs auf aus Stromazellen gewonnenen zellulären Matrizen, die die Komplexität der hämatopoetischen Nische nachahmen, erhalten und vermehrt werden können. Die Ergebnisse zeigten, dass sich bei 20 % O2 mit osteogenem Medium (OGM) hergestellte Matrizen am besten für die Vermehrung von determinierten HSPCs eigneten, während bei 5 % O2 ohne OGM hergestellte Matrizen besser für primitive Vorläufer geeignet waren. Basierend auf diesen Ergebnissen schlugen wir vor, dass einzelne Bestandteile dieser Matrizen für die Regulierung spezifischer HSPC-Funktionen verantwortlich sein könnten. Um diese Hypothese zu untersuchen, haben wir ein vergleichendes Transkriptomprofil dieser Matrix produzierenden Zellen erstellt , das eine differenzielle Expression sowohl bekannter Nischenregulatoren wie Wnt4, Angpt2, Vcam und Cxcl12 als auch von Genen wie Depp identifizierte, die bisher nicht mit der HSPC-Regulierung in Verbindung gebracht wurden. Die MetaCore-Analyse der differenziell exprimierten Gene deutet auf eine Herunterregulierung mehrerer ECM-bezogener Signalwege und eine Hochregulierung der Ang-Tie2- und Wnt-Signalwege in OGM unter hohem O2-Gehalt (20 %) hin. Unsere Ergebnisse bieten einen Überblick über mehrere bekannte und einzigartige Gene und Signalwege, die potenziell eine Schlüsselrolle bei der Unterstützung von HSPCs durch Stromazellen sowohl ex vivo als auch in vivo spielen, und könnten zum Verständnis des komplexen Signal- und Kommunikationsnetzwerks in hämatopoetischen Nischen beitragen.