Embryonale Stammzellen der Maus

Abstract

Die große Beachtung, die embryonalen Stammzellen (ES-Zellen) gegenwärtig geschenkt wird, resultiert aus ihrer Fähigkeit, unter geeigneten Bedingungen in der Zellkultur zahlreiche Zelltypen bilden zu können. Hierauf basiert die Hoffnung, aus embryonalen Stammzellen Spenderzellen für Gewebeersatz gewinnen zu können. Der vorliegende Beitrag befasst sich mit den embryonalen Stammzellen der Maus (murine ES-Zellen), da an ihnen in den letzten Jahrzehnten die grundlegenden Erkenntnisse über die Eigenschaften und das Potenzial embryonaler Stammzellen gewonnen wurden. Murine ES-Zellen finden in der Grundlagenforschung und in der medizinischen Forschung vielfache Anwendungen. Sie kommen z. B. zum Einsatz, um mit ihrer Hilfe gezielte genetische Veränderungen in Mäuse einzubringen und an den Tieren (so genannten Kock-out-Mäusen) den Einfluss definierter Genfunktionen auf Entwicklungs- und Krankheitsprozesse zu studieren. ES-Zellen der Maus können aber auch in der Zellkultur (in vitro) in zahlreiche Zelltypen differenzieren und dienen als Modellsysteme zur Untersuchung des Entwicklungspotenzials embryonaler Stammzellen. Es wurden z. B. Protokolle zur Differenzierung von ES-Zellen in kardiale, myogene, neurale, adipogene, hämatopoetische, endotheliale, chondrogene oder vaskuläre glatte Muskelzellen etabliert. Die Arbeit mit ES-Zellen der Maus hat zudem gezeigt, dass sich embryonale Stammzellen zur Analyse der Wirkung embryotoxischer und pharmakologischer Substanzen eignen.

During the last few years research on embryonic stem cells has received much public attention due to the fact that these cells are able to differentiate in vitro into many specialized cells and thus may serve as a source for a variety of tissues. The following article focuses on mouse embryonic stem cells (murine ES cells), because research on these cells has given insight into the potential of embryonic stem cells. Murine ES cells are permanent cell lines established from the inner cell mass (ICM) of early embryos (blastocysts). ES cells are undifferentiated pluripotent cells that are able to undergo an unlimited number of cell divisions without loosing the undifferentiated phenotype. The same is true for mouse primordial germ cell lines (murine EG cell lines), that where established from the fetal progenitor cells of primordial germ cells. Mouse embryonic stem cells are used for different purposes. In basic research they are used to study the consequences of mutations within genes that control embryonic development and/or the development of diseases. Because of their ability to differentiate into a variety of specialized cell types, murine ES cells also serve as model systems to establish specific differentiation protocols. In the last few years protocols were established for the in vitro development of undifferentiated embryonic stem cells into differentiated cardiac, skeletal muscle, neural, adipogenic, haematopoietic, endothelial, chondrogenic or vascular smooth muscle cells. Last but not least, studies on mouse ES cells have demonstrated that embryonic cells and their differentiated derivatives can be used to analyse the effects of toxic substances or of pharmaceutical drugs.