Analyse des Genexpressionsprofils in aus humanen mesenchymalen Stammzellen differenzierten hepatozytären Zellen

Aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit von Lebern zur Isolierung humaner Hepatozyten ist deren Einsatz für die Zelltherapie bei Lebererkrankungen eingeschränkt. Humane mesenchymale Stammzellen (hMSC) aus unterschiedlichen Geweben können in vitro und in vivo zu hepatozytären Zellen differenzieren und könnten somit als alternative Quelle zur Herstellung von Zellen für die therapeutische Anwendung dienen. Der Differenzierungsgrad von aus hMSC hergestellten hepatozytären Zellen sollte durch die Analyse der Genexpressionsprofile im Vergleich zu undifferenzierten hMSC, zur adulten Leber sowie zu fötalen Hepatozyten bestimmt werden. hMSC wurden aus dem Hüftknochenmark isoliert (hBM-MSC) und zu hepatozytären Zellen differenziert. DNA Analysen wurden unter Verwendung von Affymetrix HG-U133A Microarrays durchgeführt. Für vergleichende Genexpressionsanalysen wurden Datensätze aus publizierten Experimenten mit den hier gewonnenen Daten kombiniert: 12 Proben mesenchymaler Stammzellen (GSE22481, GSE602922), 8 Leberproben (GSE2004, GSE11333), 2 Proben aus foetaler Leber (GSE11333) und 36 Proben aus unterschiedlichen normalen Geweben (GSE23614). Alle Datensätze wurden mit der Microarray Suite 5.0 Software analysiert und auf dieselbe Targetintensität von 500 skaliert. Clusteranalysen und Datenvisualisierung wurde unter Verwendung der Genesis Software durchgeführt. Im Vergleich zu undifferenzierten hBM-MSC zeigten sich in hepatozytär differenzierten hBM-MSC deutliche Veränderungen im Genexpressionsprofil. Ca. 1000 Gene waren in differenzierten MSC hochreguliert (≥3-fach). 60% davon wiesen gleiche Expressionsspiegel wie in adulter Leber auf, darunter Gene der Serpinfamilie, der Proteinaseinhibitoren und Isoenzyme der Alkoholdehydrogenase. Etwa 1400 Gene waren im Vergleich zu undifferenzierten MSC herunterreguliert, davon 40% mit ähnlichen Expressionsspiegeln wie in adulter Leber. Bemerkenswerterweise war die Expression der Gene der Glutaminsynthetase und der Ribonuclease 4 signifikant erhöht, Gene die ausschließlich in perivenösen Hepatozyten exprimiert werden. Hepatozytär differenzierte hBM-MSC weisen im Genexpressionsprofil deutliche Übereinstimmungen mit dem adulter humaner Leber sowie fötaler Leber auf. Da gezeigt wurde, dass die Zellen nach Transplantation in eine Wirtsleber integrieren, könnten sie als neuartige Zellquelle zur Herstellung von hepatozytären Zellen für therapeutische Zwecke dienen.

Hepatozyten - Mesenchymale Stammzellen - Stammzelldifferenzierung - Transplantation