Das WIN-Kolleg | 343

2. Ergebnisse
2.1. Analyse der zellulären Seneszenz in vitro
Die Verwendung von MSC im Rahmen der regenerativen Medizin setzt eine Isola-
tion und Expansion der Zellen durch in iVro-Kultur voraus. Dabei unterliegen MSC
ebenso wie alle anderen primären Zellen dem Prozess der replikativen Seneszenz
(zelluläres Altern). Wir konnten zeigen, dass dieser Prozess neben morphologischen
Veränderungen auch das osteogene und adipogene Differenzierungspotenzial von
MSCs beeinträchtigt. Um die molekularen Veränderungen der in mtroAsenesz.enz
zu untersuchen, haben wir Genexpressionsprofile von mesenchymalen Stammzellen
aus frühen und seneszenten Passagen mittels Oligonucleotid-Microarrays
(U133_Plus_2.0; Affymetrix, High Wycombe, UK) untersucht. Dabei konnten wir
globale Unterschiede im Genexpressionsmuster nachweisen und diese mittels quan-
titativer Real-Time-PCR verifizieren. Zudem konnten wir zeigen, dass diese Senes-
zenz-assoziierten Veränderungen kontinuierlich verlaufen und sich in Proben von
verschiedenen unabhängigen Spendern reproduzieren lassen. Vor allem Gene mit
einer Beteiligung am Zell-Zyklus, an der DNA-Replikation und DNA-Reparatur
zeigten sich in den seneszenten MSC herunterreguliert10.
Des Weiteren haben wir die Veränderungen im Rahmen der Seneszenz auch
auf Ebene der microRNAs untersucht und konnten zeigen, dass in den MSC fünf
microRNAs (hsa-mir-371, hsa-mir-369-5p, hsa-mir-29c, hsa-mir-499 and hsa-let-7f)
im Verlauf der replikativen Seneszenz hochreguliert werden10. Funktionelle Unter-
suchungen haben dabei ergeben, dass die microRNA miR-371 eine Verstärkung der
adipogenen Differenzierung verursacht, während sie von miR-369-5p, durch direk-
te Beeinflussung von FABP4, runterreguliert wird (Abb. 1). Diese Veränderungen
gehen mit der Hoch- bzw. Runterregulierung der DNA-Methyltransferasen 3A und

A

B

control mlRNA n»R-369-5p miR-371


Abb.l: Einfluss von microRNAs auf die adipogene in ritro-Differenzierung von MSC11. (A) Nach tran-


sienter Transfektion humaner MSC mit miR-369-5p bzw. miR-371 konnte em Rückgang bzw. eine
Erhöhung der adipogenen Differenzierung gezeigt werden. (B) Durch quantitative RT-PCR 7 Tage nach
der Transfektion mit miRNA-369-5p konnte eine direkte Einflussnahme auf die Genexpression des adi-
pogenen Faktors FABP4 gezeigt werden (U=undifferenzierte MSC; D=differenzierte MSC).