Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP /1/A

HEMOPOETIKUS ŐSSEJTEK ÉS TRANSZDIFFERENCIÁCI Ó Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP /1/A Dr. Balogh Péter és Dr. Engelmann Péter Transzdifferenciáció és regeneratív medicina – 6. előadás

TÁMOP /1/A A hemopoetikus differenciáció kérdései A hemopoetikus rendszer differenciálódásaA hemopoetikus rendszer differenciálódásaEmbrionális Születés utáni A vérképzés helyreállításaA vérképzés helyreállítása Vérképző őssejtek alkalmazása nem hemopoetikus renegerációbanVérképző őssejtek alkalmazása nem hemopoetikus renegerációban

TÁMOP /1/A Az embrionális vérképző szövetek kialakulása Pro-definitívPrimitívMeta-definitívMezo-definitívFelnőtt- definitív E10.5E7.5E9.0E8.25 Hemangioblaszt Hemogén Endotélium MieloidLimfoid-MieloidCFU-k Újszülött HSC HSC Szikzacskó Allantois Chorion Allantois Szikzacskó vérszigetek Placenta AGM Máj Placenta AGM Máj Szikzacskó Embrió pSP Köldökartéria Vitellin artéria Köldökartéria Vitellin

TÁMOP /1/A A vérképző szövetek kialakulása rágcsálókban Szikzacskó A keringés kialakulása ProPrimitívMetaMezoFelnőtt E7.5E8.5E9.5E10.5E11.5E12.5E15E13.5E14.5SzületésE11 Para-aorticus Splanchnopleura Allantois AGM Aortic clusters Placenta

TÁMOP /1/A Az egér embrionális hemopoetikus őssejtek jellemzői (AGM/Szikzacskó/máj) Leukocita sejtfelszíni markerek:Leukocita sejtfelszíni markerek: Ly- 6A(Sca-1), c-kit+, CD34+, CD45+ Közös endoteliális markerek:Közös endoteliális markerek: CD31+, VE-cadherin+ Transzkripciós faktorok:Transzkripciós faktorok: Runx1+ SCL+ Gata-2+

TÁMOP /1/A Embrionális hemopoetikus őssejtek indukciója Belső szignálok:transzkripciós faktorok Belső szignálok: transzkripciós faktorok Runx1:Runx1: elősegíti a hemogén endotél hemopoetikus irányú embrionális átalakulását GATA-2:GATA-2: a mezodermális differenciáció – hemangioblaszt képződés – vörösvértest-képzés szakaszonkénti irányítása.

TÁMOP /1/A Embrionális hemopoetikus őssejtek külső szabályozása Külső szignálok: Külső szignálok: más csíralemezekkel való kölcsönhatás során SzikzacskóSzikzacskó (endoderma és mezoderma) A chorio-allantoic placentaA chorio-allantoic placenta (mezoderma és trofektoderma) AGM régióAGM régió (háti ektoderma, mezoderma és hasi endoderma) –Hasirányú faktorok –Hasirányú faktorok – elősegítik a vérképzést (VEGF, bFGF, TGF  és BMP4) –Hátirányú faktorok –Hátirányú faktorok – gátolják a vérképzést (EGF és TGF  )

TÁMOP /1/A A vérképző differenciálódás modelljei Klasszikus dichotómia modell Módosított klasszikus modell Mieloid-alapú modell Mieloid potenciál M M Eritroid potenciál E E Megakaryocita potenciál m m T-sejt potenciál T T B-sejt potenciál B B (CMLP) (CLP) (CMEP) (CLP) (CMEP) (CMLP) (CMEP)

TÁMOP /1/A A korai hemopoetikus elköteleződés transzkripcionális szabályozása Hemangioblaszt Hemogén endotél Apoptózis SCL AML-1 GATA-2 Lmo SCL AML-1 GATA-2 Lmo PU.1/GATA-3/Ikaros PU.1/GATA-1 CMP HSC CLP Notch1 Ikaros HoxB4 GATA-2 Notch1 Ikaros HoxB4 GATA-2 Bcl-2 p21

TÁMOP /1/A A mieloid differenciálódás transzkripcionális szabályozása Monocita Neutrofil Eozinofil Vörösvértest Megakaryocita GMP CMP HSC EMP PU.1 & GATA-1 PU.1 GATA-1/FOG ICSBP, PU.1 C/EBP , GATA-1 GATA-1 GATA-1, 2 C/EBP 

TÁMOP /1/A A limfoid differenciálódás transzkripcionális szabályozása CLP Pro-T PU.1 IL-7R  PU.1 IL-7R  GM-CSFR  Notch1 Pu.1, E2A PU.1 Pax5? EBF Pax5? EBF Pax5 Korai pro-B Késői pro-B Pre-pro-B V-D-JHD-JH B-sejt Monocita HSC

TÁMOP /1/A Folyamatos és aktivált vérképzés HSC HSC HSC HSC Endotél Fibroblaszt Oszteoblaszt G-CSF, GM-CSF TPO TGF-  EPO EPO IL-1  TNF  Makrofág Bakteriális fertőzés Gyulladás Anemia Hypoxia HSC HSC HSC HSC SCF, FLT-3I, TPO Endotél G-CSF, GM-CSF Fibroblaszt Oszteoblaszt Érszakasz

TÁMOP /1/A Humán vérképző potenciál Intraembrionális források és potenciál: D19:D19: Hemopoetikus prekurzorok (HPP), CD34+ sejtek nélkül, de mieloid/limfoid differenciálódási spektrummal D24:D24: HPP sejtek a mezodermában D27:D27: CD34+ progenitorok az aortafalban Szikzacskó: Szikzacskó: a 3. hét környékén mieloid sejtképzés

TÁMOP /1/A A vérképző őssejtek egyéb lehetséges regeneratív alkalmazásai Parenchymás szövetek regenerációja:Parenchymás szövetek regenerációja: izom, idegszövet, máj, stb. Sejt források:Sejt források: felnőtt vagy embrionális (köldökvéna mononukleáris sejtjei) Kísérleti rendszer:Kísérleti rendszer: markergént hordozó sejtek, vagy indukálható Cre-Lox transzgenikus állatok felhasználása, ahol a sérült szöveti helyre való beépülés a markergénen keresztül vizsgálható.

TÁMOP /1/A Összefoglalás A vérképzés több egymást követő hullámban eltérő anatómiai területeken alakul ki, ahol a képzett sejtek összetétele eltéréseket mutat. A vérképzés iránti elköteleződést belső programozás és külső szignálok irányítják, ahol utóbbiak megváltozása eltérítheti a stabil vérképzést. (a) (b) (c)A vérképző őssejtek nem-hemopoetikus szövetek regenerációját is elősegíthetik (a) ér-helyreállítás, (b) szövet-helyreállítás és (c) lehetséges transzdifferenciáció révén.