Leberstammzellen entdeckt

Erst der Einsatz spezieller gentechnischer Methoden lieferte den Nachweis, dass es auch in der Leber ein Reservoir adulter Stammzellen gibt
Durch rot und grün fluoreszierende Proteine lassen sich Leberstammzellen gentechnisch veränderter Mäuse im Mikroskop sichtbar machen.
Durch rot und grün fluoreszierende Proteine lassen sich Leberstammzellen gentechnisch veränderter Mäuse im Mikroskop sichtbar machen.
© Nusse Lab, HHMI at Stanford
Stanford (USA) - In den Geweben des Körpers sterben ständig Zellen ab und werden durch neue ersetzt. Für Nachschub sorgen in der Regel Reservoire adulter Stammzellen. Doch in der Leber wurden solche Stammzellen bisher nicht gefunden. Daher ging man davon aus, dass alle Leberzellen über dasselbe Regenerationspotenzial verfügen. Jetzt haben amerikanische Biologen in der Leber von Mäusen eine Population von Zellen entdeckt, die sich von allen anderen Leberzellen unterscheiden und typische Merkmale von Stammzellen aufweisen: Sie sind nur in einer begrenzten Geweberegion – einer Stammzellnische – zu finden, sie vermehren sich und ein Teil von ihnen entwickelt sich zu spezialisierten Leberzellen weiter. Es gebe Hinweise darauf, schreiben die Forscher im Fachjournal „Nature“, dass aus diesen Stammzellen auch Lebertumoren entstehen können.

„Wir haben ein sehr altes Problem gelöst“, sagt Roel Nusse von der Stanford University, der Leiter des Forschungsteams. „Voll entwickelte Leberzellen haben mehr als die üblichen zwei Kopien eines jeden Chromosoms. Und das beeinträchtigt ihre Fähigkeit, sich zu teilen.” Daher wäre eher zu erwarten, dass neue Leberzellen aus Zellen mit dem normalen doppelten Chromosomensatz hervorgehen. Für die Suche nach solchen Stammzellen erzeugten die Biologen gentechnisch veränderte Mäuse. Wird diesen Tieren ein spezieller Wirkstoff verabreicht, produzieren Zellen, die auf Proteine des sogenannten Wnt-Signalwegs reagieren, ein fluoreszierendes Protein. Diese Reaktion ist ein typisches Merkmal von Stammzellen, die dadurch mikroskopisch sichtbar gemacht werden können. Die Markierung bleibt erhalten, wenn sich die Zellen weiterentwickeln.

Tatsächlich fanden die Forscher derartige fluoreszierende Zellen in einem eng begrenzten Bereich um die Zentralvene der Leber. Die markierten Zellen blieben zum einen über einen längeren Zeitraum dort sichtbar und erzeugten zum anderen im Laufe eines Jahres zahlreiche ausgereifte Leberzellen im ganzen Gewebe. Die Ausgangszellen hatten nur einen doppelten Chromosomensatz, während sich die Chromosomenzahl der daraus entstandenen Zellen erst mit der Zeit vervielfachte. „Das erfüllt die Definition von Stammzellen“, sagt Nusse. Ihre Stammzelleigenschaften blieben den Zellen nur erhalten, solange sie in engem Kontakt zur Zentralvene blieben. Denn nur die Zellen der Venenwand setzten Wnt-Proteine frei, auf die die Stammzellen angewiesen sind. Entfernten sich durch Teilung erzeugte Tochterzellen von der Zentralvene, verloren sie ihre Teilungsfähigkeit und wurden zu reifen Leberzellen.

Nun wollen die Forscher untersuchen, welche Rolle die neu entdeckten Stammzellen bei der Regeneration nach einer Verletzung der Leber spielen. Außerdem erhoffen sie sich Aufschlüsse darüber, ob Leberkarzinome stets aus solchen Stammzellen hervorgehen. Das würde erklären, warum diese Tumoren überwiegend aus Zellen mit doppeltem statt mit mehrfach vervielfältigtem Chromosomensatz bestehen.

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