EMB4. Stamcellen

Question 1

Eigenschappen van stamcellen

Answer 1

• Zelfvernieuwing en proliferatie: oneindig aantal keer delen in ongedifferentieerde status
• Differentiatie

Question 2

stamcelkarakter van cellen uit de embryoblast

Answer 2

ze kunnen zich specialiseren tot alle celtypes die nodig zijn voor de ontwikkeling van het embryo

Question 3

definitie van multipotente stamcellen

Answer 3

geven aanleiding tot gespecialiseerde cellen van 1 kiemlaag

Question 4

volwassen stamcel

Answer 4

niet gedifferentieerde cel die na geboorte voorkomt in een gedifferentieerd weefsel

Question 5

transdifferentiatie

Answer 5

menselijke multipotente stamcellen die pluripotente eigenschappen bezitten, ze zijn in staat te differentiëren tot cellen van een andere kiemlaag

Question 6

voorbeelden van multipotente stamcellen

Answer 6

• Hematopoëtische stamcellen
• Mesenchymale stamcellen in het beenmerg

Question 7

totipotente stamcellen

Answer 7

onbegrensd ontwikkelingspotentieel => embryonaal en extra-embryonaal weefsel

Question 8

pluripotente stamcellen

Answer 8

• nakomeling totipotente stamcellen
• voorbestemming afhankelijk van positie in embryo (trofoblast/embryoblast)

Question 9

unipotente stamcellen

Answer 9

ontwikkelen tot 1 celtype

Question 10

verschil unipotente stamcellen en niet-stamcellen

Answer 10

zelfvernieuwing

Question 11

feeder-laag

Answer 11

fibroblasten die factoren uitscheiden in het medium waar de ES cellen groeien

Question 12

LIF

Answer 12

• Leukemia Inhibitory Factor
• Interleukine-6 cytokine familie
• dit werd door fibroblasten in de feeder-laag geproduceerd

Question 13

Functie LIF van cultuurmedium

Answer 13

ongedifferentieerde staat van cellen behouden

Question 14

Principe van LIF

Answer 14

• LIF bindt aan LIF-receptorcomplex
• Activatie van 4 intracellulaire pathways: JAK-STAT3 en Ras/MAPK

Question 15

JAK-STAT3

Answer 15

• JAK fosforyleren beide receptorketens
• STAT3: bezit een SH2 domein, wordt gefosforyleerd door JAK
• STAT3 dimerisatie
• STAT3 dimeer verplaatst naar nucleus en bindt daar op het DNA

Question 16

JAK-STAT3 belang

Answer 16

zelfvernieuwing van ES cellen

Question 17

Ras/MAPK pathway

Answer 17

• SHP2 wordt gerekruteerd naar receptor en bindt daar met Gab1
• Activatie Ras
• reeks transfosforylaties
• activatie ERKS

Question 18

Functie ERKs

Answer 18

fosforylatie van cytoplasmatische proteïnen, ze moduleren de activiteit van de transcriptionele modulators in de nucleus

Question 19

belang Ras/MAPK pathway

Answer 19

pro-differentiatie signaal, het leidt tot een verhoogde STAT3 signalisatie

Question 20

Toevoeging van MEK inhibitoren aan de Ras/MAPK

Answer 20

zelfvernieuwing stimuleren want het inhibeert deze pathway

Question 21

LIF + BMP

Answer 21

pluropotentie van ES cellen onderhouden

Question 22

BMP (kenmerken)

Answer 22

• werkt anti-neuraal
• ES cellen in serumvrij medium differentiëren spontaan naar een neuraal fenotype

Question 23

Medium met alleen BMP

Answer 23

differentiatie tot hemapoëtische en mesodermale cellen

Question 24

Principe BMP signalisatie

Answer 24

• BMP bindt aan heterodimeer van type I en II serine theorine receptor
• fosforylatie Smad1
• activatie van de expressie van inhibitors of differentiation familie: Id1 en Id2 inhiberen neurale differentiatie

Question 25

Functies van BMP

Answer 25

- activatie van transcriptionele repressie - zelfvernieuwing ondersteunen door inhibitie van MAPK pathway (ERKs inhiberen zodat de cellen hun pluripotente staat behouden) => inhibitie van neuro-ectodermale differentiatie van ES cellen

Question 26

Activatie van STAT3 pathway door LIF (reactie op BMP)

Answer 26

Inhiberen van de BMP-geïnduceerde endoderm en mesoderm differnentiatie

Question 27

kenmerkende transcriptiefactoren

Answer 27

Oct4, Nanog, SOX2

Question 28

Oct3/4 functies

Answer 28

- expressie in totipotente en pluripotente stamcellen - pluripotentie in stand houden - beslissing of een cel trofoblast of embryoblast gaat worden

Question 29

expressie levels van Oct3/4

Answer 29

concentratie bepaald het effect ervan - 100%: behoud pluripotentie - overexpressie: ES differentiatie richting mesoderm/endoderm - onderexpressie: ES differentiatie richting trofoblast

Question 30

Functies Nanog

Answer 30

- zelfvernieuwing stimuleren - differentiatie in afwezigheid van LIF voorkomen

Question 31

inhibitie van Nanog

Answer 31

differentiatie naar extra-embryonaal weefsel

Question 32

Nanog promotor bevat...

Answer 32

Oct4/SOX2 bindingsplaats => Nanog werkt downstream van Oct4

Question 33

Functie SOX2

Answer 33

behoud van pluripotentie en zelfvernieuwing

Question 34

Wat doet SOX2

Answer 34

heterodimeer vormen met Oct4 en dan target genen activeren

Question 35

autoregulatie van SOX2 en Oct4

Answer 35

kunnen hun eigen transcriptieniveau reguleren door te binden op eigen promotor en hun eigen transriptie te induceren

Question 36

4 mogelijkheden om de celstatus in dochtercellen te doen verschillen

Answer 36

- asymmetrische deling - differentiatie door signalisatie - laterale inhibitie - positionele identiteit

Question 37

2 types van stamceldeling

Answer 37

- symmetrische deling: 2 identieke dochtercellen - asymmetrische deling: stamcel + progenitor cel

Question 38

Principe van asymmetrische stamceldeling

Answer 38

- deling stamcel: er ontstaan 2 dochtercellen met een verschillende differentiatiepotentieel (herhaalt zich enkele keren) - 1 dochtercel verliest de eigenschap van zelfvernieuwing, het is een progenitorcel - de dochtercellen van progenitorcellen differentiëren tot nog verdere gedifferentieerde cellen, transitionele cellen - transitionele cellen delen zich nog verder tot de differentiatiegraad zo hoog is dat de dochtercellen niet meer aan mitose kunnen doen => terminale cellen

Question 39

differentiatielijn

Answer 39

- stamcel - progenitorcel - transitionele cel - terminale cel

Question 40

intrinsiek mechanisme

Answer 40

asymmetrische verdeling van determinanten

Question 41

asymmetrische verdeling van determinanten

Answer 41

- instructies van genactiviteit liggen in de cel zelf opgeslagen - info voor determinanten is niet symmetrisch verdeeld over de stamcel - dit zorgt voor een verschil in celstatus van de dochtercellen

Question 42

hoe zorgt asymmetrische verdeling van info voor determinanten voor een verschil in celstatus van de dochtercellen

Answer 42

tijdens de mitose ligt de cytoplasmatische info niet symmetrisch tov equatoriaalvlak

Question 43

extrinsiek mechanisme

Answer 43

stamcel niche

Question 44

voorbeelden van extrinsiek mechanisme

Answer 44

cel-cel communicatie

Question 45

wat is de stamcelniche

Answer 45

de micro-omgeving waarin stamcellen zich bevinden

Question 46

Belang stamcelniche

Answer 46

Bij deling van de stamcel kan 1 dochtercel contact blijven houden met de niche, de andere dochtercel verliest contact met de niche en zal de stimuli om het stamcelkarakter te behouden ontbreken. Deze laatste cel zal differentiëren naar een meer gespecialiseerd celtype.

Question 47

voorbeelden van endogene stamcellen

Answer 47

- hematopoëtische stamcellen - mesenchymale stamcellen

Question 48

eigenschappen van hematopoëtische stamcellen

Answer 48

- multipotent - beenmerg - aanleiding tot ontstaan van alle bloedcellen

Question 49

eigenschappen van mesenchymale stamcellen

Answer 49

- multipotent - in vitro: differentiatie naar osteoblasten, chondroblasten, adipocyten - potentieel in regeneratie van weefsel

Question 50

waarom zijn embryonale stamcellen het meest geschikt voor stamceltherapie?

Answer 50

hun potentie is zo groot dat ze kunnen differentiëren tot eendere welk celtype

Question 51

Nadelen van stamceltherapie met embryonale stamcellen

Answer 51

- differentiatieproces is niet goed gekarakteriseerd - gedrag van de geïmplanteerde pluripotente cellen is niet goed voorspelbaar, ze kunnen oncogene effecten veroorzaken

Question 52

SCNT

Answer 52

cellen kloneren door embryonale stamcellen te maken maar dan met ander DNA

Question 53

Hoe wordt SCNT toegepast

Answer 53

- bestaande kern van een oöcyte vernietigen - kern van een somatische cel via micro-injectie in oöcyt injecteren

Question 54

Toepassing SCNT

Answer 54

kloon van een bestaand individu creëren door de blastocyste in de baarmoeder van een moederdier te implanteren

Question 55

resultaten van het kloneren van een bestaand individu

Answer 55

- afsterven vroegtijdig in de ontwikkeling - niet-levensvatbare neonatans - individu vertoont onveranderlijke multipele afwijkingen

Question 56

oorzaak mislukking van kloneren via SCNT

Answer 56

ontwikkelingsgenen zijn bij de kloon niet in balans

Question 57

Wat is therapeutisch kloneren

Answer 57

embryonale stamcellen maken met hetzelfde genetisch materiaal als de patiënt

Question 58

Principe therapeutisch kloneren

Answer 58

- celkern + genetisch materiaal uit een reeds gedifferentieerde cel halen - celkern + genetisch materiaal in een lege eicel brengen - de blastocyste die ontstaat is de bron van embryonale stamcellen

Question 59

iPSC

Answer 59

gedifferentieerde cellen herprogrammeren tot pluripotente stamcellen (induced pluripotent stem cells)

Question 60

principe iPSC

Answer 60

- menselijke genen die actief zijn in pluripotente cellen toevoegen aan gedifferentieerde cellen - die cellen blootstellen aan Yamanaka factoren - differentiatie naar andere celtype

Question 61

Yamanaka factoren

Answer 61

- c-MYC - SOX2 - Oct3/4 - KLF-4

Question 62

voordelen iPSC

Answer 62

- pluripotentie - kunnen gemaakt worden van eender welk celtype => geen embryo nodig => van patiënt zelf (transplantatie zonder afstoting)

Question 63

nadelen iPSC

Answer 63

- duur - inefficiënt want lage opbrengst - kans op tumorvorming in vivo

Question 64

epigenetica

Answer 64

alle erfelijke mechanismen die de mate van expressie van een gen kunnen moduleren zonder wijziging van de DNA-sequentie

Question 65

Parentale imprinting

Answer 65

Verschillen in mate van expressie van een aantal genen afhankelijk van het feit of het gen afkomstig is van de moeder of de vader

Question 66

voor normale ontwikkeling zijn...

Answer 66

paternale en maternale chromosomen vereist, 1 pronucleus afkomstig van de eicel en 1 pronucleus afkomstig van de zaadcel

Question 67

stel beide pronuclei zijn afkomstig van spermatozoa stammen

Answer 67

- androgenetische embryo's - massa placentair weefsel

Question 68

stel beide pronuclei zijn afkomstig van eicellen

Answer 68

- gynogenetische embryo's - embryonale gebied ontwikkelt eerst normaal => verstoring van patroonvorming => ontwikkeling valt stil => vrucht sterft af

Question 69

oorzaak van parentale imprinting

Answer 69

methylering van bepaalde basen tijdens de gametogenese

Question 70

resultaat van parentale imprinting

Answer 70

silencing/activatie van genen => verschillende expressie van maternale en paternale genen die anders identiek zouden zijn

Question 71

biologisch belang van parentale imprinting

Answer 71

overexpressie van genen vermijden

Question 72

dosiscompensatie

Answer 72

- X-chromosoom bevat meer genen dan het Y-chromosoom - methylering van 1 van de X-chromosomen van de vrouwelijke cellen => barr-lichaampje

Question 73

hoezo is elke vrouw een mozaïek

Answer 73

omdat het in elke cel willekeurig is welk X-chromosoom geïnactiveerd wordt