Titelaufnahme

Titel
Moduliert der durch co-kultivierte Leukämiezellen induzierte Notch-Signalweg die Differenzierung von Osteoblasten?
Weitere Titel
Does Notch signaling induced by co-cultured leukemia cells modulate differentiation of osteoblasts?
AutorInnenHeugl, Thomas
GutachterMikulits, Wolfgang
Erschienen2018
HochschulschriftWien, FH Campus Wien, Masterarb., 2018
Anmerkung
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Arbeit an der Bibliothek noch nicht eingelangt - Daten nicht geprüft
Datum der AbgabeOktober 2018
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Akute myeloische Leukämie / Alkalische Phosphatase / Knochenmineralisierung / Mesenchymale Stammzellen / Notch-Signalweg / Osteoblasten
Schlagwörter (EN)Acute myelogenous leukemia / Alkaline phosphatase / Bone marrow-derived mesenchymal stem cells / Bone mineralization / Notch signaling / Osteoblasts
URNurn:nbn:at:at-fhcw:1-4772 Persistent Identifier (URN)
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Moduliert der durch co-kultivierte Leukämiezellen induzierte Notch-Signalweg die Differenzierung von Osteoblasten? [2.89 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die Mineralisierung von Knochengewebe ist ein wichtiger Prozess für Knochenwachstum und -erneuerung. Knochenmineralisierende Zellen differenzieren von mesenchymalen Stammzellen in Osteoblasten und Osteozyten. Während der Differenzierung wird in diesen Zellen die Expression von Genen, die an der Mineralisierung beteiligt sind, erhöht. Zu diesen zählen alkalische Phosphatase (ALPL) und PHOSPHO1. Es konnte bereits gezeigt werden, dass akute lymphatische Leukämie (ALL)-Zellen die Differenzierung von co-kultivierten mesenchymalen Stammzellen in vitro inhibieren, was von einer Aktivierung des Notch-Signalweges begleitet wurde. Basierend auf diesen Erkenntnissen lag der Fokus dieser Arbeit darauf, herauszufinden, ob dieser inhibitorische Effekt auch durch akute myeloische Leukämie (AML)-Zellen erzielt werden kann. Dafür wurden Marker der Mineralisierung und Differenzierung in mesenchymalen Stammzellen in einer Reihe von Co-Kultur-Modellen miteinander verglichen. Nach einer vorläufigen Inkubationszeit von einer Woche wurden zu den zwei adhärenten murinen Zelllinien, D1 (geklont von multipotenten Knochenmarkstroma-Stammzellen) und preosteozytäre MLO-A5, HL-60-Zellen, die von einer AML erhalten wurden, zugegeben. Diese Co-Kulturen wurden, jeweils in An- und Abwesenheit von -Glycerophosphat, für eine weitere Woche inkubiert. Anschließend wurde die mRNA isoliert und die Genexpression mittels quantitativer Echtzeit-PCR untersucht. Das Ausmaß der Mineralisierung wurde durch eine Alizarinrot S-Färbung bestimmt. Murine Zellen zeigten in Anwesenheit von HL-60-Zellen eine signifikante Inhibierung der Mineralisierung, verglichen mit murinen Zellen die ohne HL-60-Zellen kultiviert wurden. Nicht unerwartet war diese Inhibierung einhergehend mit einer Herunterregulierung von Alpl und Phospho1. Hingegen lässt eine starke Hochregulierung in der Expression von Notch1, Notch2 und Jagged1 (Jag1) in beiden murinen Zelllinien, die mit HL-60-Zellen co-kultiviert wurden, auf die Beteiligung des Notch-Signalweges im Differenzierungsprozess der mesenchymalen Stammzellen schließen. Die Resultate lassen folgern, dass AML-Zellen nicht nur die Osteoblastogenese modulieren, sondern auch die Expression von Genen, die an der Mineralisierung durch Preosteozyten beteiligt sind, regulieren.

Zusammenfassung (Englisch)

Mineralization of bone tissue is an important process for bone growth and remodeling. Bone-mineralizing cells differentiate from mesenchymal stem cells to osteoblasts and osteocytes. During differentiation cells increase the expression of genes involved in mineralization like alkaline phosphatase (ALPL) and PHOSPHO1. It has already been shown that acute lymphoblastic leukemia (ALL) cells inhibit the differentiation of co-cultured bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BM-MSCs) in vitro, which was accompanied by the activation of the Notch intracellular signaling pathway. Based on these findings the focus of this study was to investigate, whether this inhibitory effect could also be achieved by acute myeloid leukemia (AML) cells. Therefore, markers of mineralization and differentiation were compared in BM-MSCs in a series of co-culture models with human leukemic cells (HL-60). The adherent murine cell lines D1 (originated from multipotent bone marrow stromal precursor cells) and MLO-A5 (osteoid preosteocytic-like cells) were cultured for one week. Thereafter, HL-60 cells derived from an AML were added to those cells and co-cultured for a further week in presence as well as absence of -glycerophosphate. Finally, the mRNA was isolated and the expression of Alpl and Phospho1 and other osteogenic markers as well as genes involved in the Notch pathway was measured by real-time quantitative PCR. The extent of mineralization was determined by alizarin red S staining. The presence of HL-60 cells significantly inhibited the mineralization in comparison to the murine cell lines cultured in absence of HL-60 cells. Not surprisingly, this inhibition was accompanied by a down-regulation of Alpl and Phospho1. A strong up-regulation of the expression of the genes Notch1, Notch2 and Jagged1 (Jag1) in both murine cell lines, which were co-cultured with HL-60 cells, suggested the involvement of the Notch signaling pathway in the differentiation process of the BM-MSCs. Concluding from our results AML cells not only modulate osteoblastogenesis, but also regulate the expression of genes involved in the mineralization process by preosteocytes.

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