322

FÖRDERUNG DES WISSENSCHAFTLICHEN NACHWUCHSES

(zelluläres Altern). Wir haben uns hier unter anderem der Untersuchung der Hete-
rogenität von MSC in aufeinanderfolgenden Passagen mittels sogenannten Limiting
Dilution Assays und der Analyse fibroblastischer koloniebildender Units (fibroblastic
colony forming units, CFU-f) gewidmet (Abb. l).Wir zeigten, dass während der
replikativen Seneszenz neben morphologischen Veränderungen auch das osteogene
und adipogene Differenzierungspotenzial von MSC beeinträchtigt wird (Abb. 2).
Zusätzlich haben wir das unter Punkt 2.5 beschriebene Zelluläre-Automat-Modell
verwendet, um die Populationsdynamik während der replikativen Seneszenz zu
simulieren19.
Um die molekularen Veränderungen der in türo-Seneszenz zu untersuchen,
haben wir Genexpressionsprofile von mesenchymalen Stammzellen aus frühen und
seneszenten Passagen untersucht. Dabei konnten wir globale Unterschiede im Gen-
expressionsmuster nachweisen und zeigen, dass diese Seneszenz-assoziierten Verän-
derungen kontinuierlich verlaufen. Vor allem Gene mit einer Beteiligung am Zell-
Zyklus, an der DNA-Replikation und DNA-Reparatur zeigten sich in den senes-
zenten MSC herunterreguliert10.
DesWeiteren haben wir die Veränderungen auch auf Ebene der microRNAs
(miRNAs) untersucht und konnten zeigen, dass in MSC fünf microRNAs im
Verlauf der replikativen Seneszenz hochreguliert werden10. Funktionelle Unter-
suchungen ergaben, dass miRNA miR-371 eine Verstärkung der adipogenen Diffe-


passage passage

C D


0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80
days cPD

percentage of cell Clones

100%


passage

percentage of cell Clones

[JJJJ 50% 100%

I

100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%


passage


Abb.2: CFU-f-Frequenz und Differenzierungspotential während der Langzeitkultur. Langzeit-Proliferations-
kurven (A) sowie fallende CFU-f-Frequenzen während der replikativen Seneszenz (B-D). Wells, welche
mit hoher Wahrscheinlichkeit aus einem Zellklonen hervorgegangen sind, wurden bezüglich der Kon-
fluenz der Zellen bewertet. Sehr dichte Kolonien konnten nur in frühen Passagen beobachtet werden (E).
Neben einer starken Heterogenität über alle Passagen konnte hohes adipogenes Differenzierungspoten-
tial nur in frisch isolierten Zellen beobachtet werden (F). Die osteogene Differenzierung sank mit zuneh-
mender Passage der MSC (G).