Isolation, Expansion und In-vitro-Charakterisierung adulter mesenzephaler neuraler Stammzellen

Klonale neurale Stammzellen (NSZ) sind sich selbst erneuernde Zellen, die die Eigenschaft behalten, sich in die verschiedenen Zelltypen des Nervensystems zu differenzieren beziehungsweise erkranktes Nervengewebe zu ersetzen. NSZ können entweder aus fetalem oder adultem Nervengewebe gewonnen werden oder aus embryonalen Stammzellen (ES) gezüchtet werden. Wir beschreiben hier die Isolation, Expansion und In-vitro-Charakterisierung von adulten mesenzephalen NSZ (mNSZ) und deren Differenzierung in neuronale Zelltypen mittels unterschiedlicher Kokultursystemen. Diese mNSZs wachsen in so genannten „Neurosphären“, exprimieren frühe neuroektodermale Marker in hohem Ausmaß, wie z.B. die proneuralen Gene NeuroD1, Neurog2, MSl1 sowie Nestin und den Proliferationsmarker Ki-67. Darüber hinaus zeigen mNSZs typische PI-FACS-Verteilungen, wie man sie von langsam proliferierenden Zellen erwartet, sind aber negativ für die hämatopoetischen Marker CD34 oder CD45. In Gegenwart bestimmter Faktoren lassen sich die mNSZs in die drei wesentlichen Zelltypen des ZNS differenzieren, wie Astrozyten, Oligodendrozyten und Neurone. Klonale Analysen zeigen, dass individuelle mNSZs multipotent sind. Eine große Anzahl von differenzierten mNSZs exprimieren glutamaterge, GABAerge und cholinerge Marker, während keine serotoninergen Zellen zu finden waren. Interessanterweise waren ein kleiner Teil der Zellen positiv für den dopaminergen Marker Tyrosinhydroxylase (TH). Die mNSZs zeigten funktionelle Eigenschaften von Neuronen (APs, K+- und Na+-Kanäle sowie Neurotransmitterproduktion). Diese Daten legen nahe, dass murine mNSZs effizient isoliert und expandiert werden können und ähnliche Eigenschaften haben, wie NSZs aus der adulten subventrikulären Region des lateralen Ventrikels, mit den Eigenschaften sich in neuronale und dopaminerge Zellen zu differenzieren. In zukünftigen Experimenten muss deren regeneratives Potenzial in vivo sowie deren Rolle beim M. Parkinson aufgeklärt werden.