Spontane Endotheliale Differenzierung von humanen fettabgeleiteten Stammzellen

Abstract

Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Grundlagen der Isolation, Charakterisierung undDifferenzierung von humanen fettabgeleiteten Stammzellen. Für die Gewinnung derhumanen Stammzellen für die experimentellen Untersuchungen wurden eigensentwickelte Methoden entworfen und ausführlich beschrieben, die eine hohe Stammzell-Ausbeute aus dem Fettgewebe gewährleisten. Die erarbeiteten Methoden sollen alszukünftige Anleitung für alle weiteren Stammzellisolationen für die experimentellenArbeiten mit den Stammzellen dienen. Neben der Etablierung sämtlicher Zellkulturmethoden für die Stammzellen wurdenausführliche Wachstumsmessungen durchgeführt, um die Proliferationseigenschaften derStammzellen genauer zu beschreiben. Im Weiteren konnte durch den Nachweis vonStammzellmarkern die isolierten Stammzellen mit immunzytochemischen Methoden amkonfokalen Mikroskop und in der FACS Analyse eindeutig charakterisiert werden. In dieser Arbeit gelang es erstmals, eine spontane endotheliale Differenzierung deradipogenen Stammzellen durch den eindeutigen Nachweis von verschiedenenspezifischen endothelialen Markern durch immunzytochemische Methoden amkonfokalen Mikroskop und durch die FACS-Analyse zu zeigen. Im Konfrontations-Modell der Stammzellen mit einem Tumor-Sphäroid konnten zudem endothelialeDifferenzierungen der Stammzellen im Tumor induziert werden. Im Weiteren konnten erstmals spontane Calcium-Oszillationen bei den adipogenenStammzellen nachgewiesen werden, die ausführlicher auf ihre Beeinflussung durch extraundintrazelluläre Substanzen analysiert wurden. Es konnte gezeigt, werden dassextrazelluläre Calcium-Ionen Einflüsse auf die Oszillationen haben. Zu dem ließen sichdie Oszillationen durch Inkubation der Zellen mit SKF 96365 und BAPTA vonintrazellulärer Seite inhibieren, was auf die Notwendigkeit sowohl extrazellulärenCalciums, als auch Calcium aus intrazellulären Speichern hinweist. This present study reports on the isolation, characterisation and differentiation of humanadipose tissue derived stem cells. For human adipose tissue stem cell extraction owntechniques were developed and described in detail to guarantee a high production of stemcells from adipose tissue. This developed technique should be guidance for further stem cellisolation processes. After establishment of all procedures for stem cell culture growth measurements wereundertaken to describe the proliferation properties of human adipose tissue derived stem cellsin details. In further experiments the detection of stem cell markers expressed by human stemcells by confocal microscopy and FACS analysis were preformed to study their definite stemcell characteristics. This is the first study to successfully show a spontaneous endothelial differentiation ofadipose tissue derived stem cells during prolonged cell culture by definite detection ofendothelial markers using immunhistochemistry, confocal microscopy and FACS analysis. Inconfrontation culture of stem cells with tumour spheroids endothelial cell differentiationcould be induced. Furthermore for the first time spontaneous Ca2+-oscillations in adipose tissue derived stemcells were described. The effect of different conditions on calcium oscillations was studied. Itwas found that extracellular calcium-ions show effects on oscillations. In addition calciumoscillations can be abolished by intracellular substances such as SKF 96365 and BAPTA,which show the necessily of extracellular calcium and calcium from intracellular stores.