Zeitschrift für Stammzellforschung und -therapie

Abstrakt

Immunhistochemische Charakterisierung der Expression von Insulin, Glucagon, PDX1, SOX17 und NGN3 in der menschlichen fetalen Pankreasentwicklung

Sarah J. Anderson, Karen L. Seeberger, Cara E. Ellis, Alana Eshpeter und Gregory S. Korbutt

Die Untersuchung der Entwicklung endokriner Zellen der menschlichen fetalen Pankreas kann weitere Erkenntnisse zur Definition der Entwicklungsmuster endokriner Zellen und zur Identifizierung von β-Zell-Vorläufern liefern. In dieser Studie haben wir eine umfassende immunhistochemische Analyse von Abschnitten menschlicher fetaler Pankreasföten im Alter von 7,7 bis 38 Wochen nach der Empfängnis (WPC) sowie 10 Wochen nach der Geburt (WPN) und von Abschnitten erwachsener Tiere durchgeführt. Wir haben die Expression und Co-Expression von Insulin, Glucagon, Cytokeratin19 (CK19), Vimentin sowie der Transkriptionsfaktoren PDX1, SOX17 und NGN3 untersucht. Die Expression von Insulin und Glucagon nahm im ersten (1-12 WPC) und zweiten (13-24 WPC) Trimester signifikant zu und bildete im dritten (24-38 WPC) Trimester inselartige Cluster, die den Inseln adulter Menschen ähnelten. Insulin- und Glucagon- Coexprimierende Zellen wurden zwischen 8,4 und 23 WPC beobachtet und erreichten im ersten Trimester ihren Höhepunkt. Die Expression von PDX1 wurde vorwiegend in gangartigen Strukturen vor 15 wpc beobachtet und war dann im zweiten Trimester bei 17 wpc auf Inselstrukturen lokalisiert. Die Co-Lokalisierung von PDX1 und Insulin wurde während der gesamten fötalen Entwicklung und in den meisten Insulinzellen beobachtet. SOX17-exprimierende Zellen befanden sich gegen Ende des ersten und zweiten Trimesters in räumlicher Nähe zu den Glucagon-exprimierenden Zellen und co-exprimierten weder Insulin noch Glucagon. NGN3 wurde zwischen 7,7 und 14,4 wpc im Pankreasmesenchym nachgewiesen . Die Expression erreichte zwischen 10,6 und 12,1 wpc ihren Höhepunkt und wurde nach 15 wpc nicht mehr nachgewiesen. NGN3-Zellen co-exprimierten Vimentin, aber nicht Insulin oder CK19. Wir präsentieren eine einzigartige qualitative Bewertung der Expressions- und Co-Expressionsmuster von Insulin, Glucagon, PDX1, SOX17 und NGN3 während der fötalen Pankreasentwicklung beim Menschen. In Kombination mit In-vitro-Studien zur Isolierung menschlicher embryonaler Stammzellen wird die In-vivo-Charakterisierung von β-Zell-Vorläufern während der fötalen Entwicklung die Isolierung von Vorläuferzellen und die Differenzierung lebensfähiger β-Zell-Vorläufer verbessern, die für eine Transplantation bestimmt sind.