Abstract
Endothelial colony-forming cells (ECFCs) are endothelial progenitor cells circulating
in a limited number in peripheral blood. They can give rise to mature endothelial
cells (ECs) and, with intrinsically high proliferative potency, contribute to forming
new blood vessels and restoring the damaged endothelium in vivo. ECFCs can be isolated
from peripheral blood or umbilical cord and cultured to generate large amounts of
autologous ECs in vitro. Upon differentiation in culture, ECFCs are excellent surrogates
for mature ECs showing the same phenotypic, genotypic, and functional features. In
the last two decades, the ECFCs from various vascular disease patients have been widely
used to study the diseases' pathophysiology ex vivo and develop cell-based therapeutic
approaches, including vascular regenerative therapy, tissue engineering, and gene
therapy. In the current review, we will provide an updated overview of past studies,
which have used ECFCs to elucidate the molecular mechanisms underlying the pathogenesis
of hemostatic disorders in basic research. Additionally, we summarize preceding studies
demonstrating the utility of ECFCs as cellular tools for diagnostic or therapeutic
clinical applications in thrombosis and hemostasis.
Zusammenfassung
Endotheliale koloniebildene Zellen (endothelial colony forming cells, ECFCs) sind
endotheliale Vorläuferzellen, die in begrenzter Zahl im peripheren Blut zirkulieren.
Sie unterstützen das Wachstum adulter Endothelzellen (ECs), haben ein hohes intrinsisches
Proliferationspotential und tragen zur Neubildung von Blutgefäßen und Reparatur von
Geweben in vivo bei. ECFCs können aus peripherem oder Nabelschnurblut isoliert werden
und können in vitro in großen Mengen als autologe ECs kultiviert werden. Nach Differenzierung
in Kultur liefern ECFCs einen exzellenten Ersatz für adulte Endothelzellen, da sie
dieselben phenotypischen, genotypischen, und funktionellen Eigenschaften besitzen.
In den letzten zwanzig Jahren wurden ECFCs von Patienten mit verschiedenen vaskulären
Erkrankungen ex vivo verwendet, um die Pathophysiologie von Krankheiten zu studieren
und Zell-basierte therapeutische Ansätze wie vaskuläre regenerative Therapie, tissue
engineering, oder Gentherapie zu entwickeln. In diesem Review geben wir eine Übersicht
über vergangene Studien, in denen ECFCs zur Aufklärung molekularer Mechanismen, die
der Pathogenese hämostaseologischer Erkrankungen unterliegen, in der Grundlagenforschung
verwendet wurden. Außerdem zeigen wir eine Zusammenfassung vorangehender Studien,
die den Nutzen von ECFCs als zelluläres Werkzeug für Diagnose oder Therapie im klinischen
Feld von Thrombose und Hämostase demonstrieren.
Keywords endothelial cells - endothelial colony-forming cells - ex vivo model - von Willebrand
disease - thrombosis
Schlüsselwörter Endothelzellen - endotheliale koloniebildene Zellen - ex vivo Modell - von Willebrand
Syndrom - Thrombose
