Differenzierung muriner embryonaler Stammzellen und Transdifferenzierung promyelozytärer Leukämiezellen durch Sphingosylphosphorylcholin

Einleitung: SPC (Sphingosylphosphorylcholin) ist ein bioaktives Lipid mit der Funktion eines intrazellulären und extrazellulären Signalmoleküls. Die biologischen Wirkungen des Lipids werden über membranständige, G-Protein gekoppelte Rezeptoren (GPCR) vermittelt. OGR1, GPR4, GPR12, S1P1-S1P5 und G2A sind als solche beschrieben. SPC ist an der Polymerisierung des Aktinzytoskeletts und der Zellmigration beteiligt. Es reguliert Wachstum, Angiogenese, Wundheilung und Herzfrequenz. Außerdem moduliert es die elastischen Eigenschaften von Tumorzellen durch Reorganisation des Zytokeratinskeletts. Im folgenden wurden die Effekte von SPC auf die zelluläre Differenzierung untersucht.

Material und Methoden: Es wurden in vitro Differenzierung muriner embryonaler Stammzellen via „Hängender Tropfen“ sowie Transdifferenzierung der promyelozytären Zelllinie NB4 untersucht. Die Analyse zellulärer RNA wurde mittels konventioneller bzw. quantitativer PCR durchgeführt. Western Blot Analysen erfolgten mittels spezifischer Antikörper aus Ganzzelllysaten.

Ergebnisse: Es konnte gezeigt werden, dass sowohl ES-Zellen als auch NB4 Zellen zahlreiche SPC Rezeptoren exprimieren. In den embryonalen Stammzellen induzierte SPC neuronale sowie kardiale Differenzierung, hatte aber keine Auswirkungen auf myogene Differenzierung. Dies konnte durch morphologische Auswertung und durch Genexpressionsanalyse gezeigt werden. Die Behandlung von NB4 Zellen mit SPC bewirkte eine starke Proliferationshemmung, begleitet von einer Hochregulation der Expression granulozytärer Markergene und -proteine. In NB4 Zellen und in ES-Zellen SPC aktiviert transient ERK1/2. Die Transdifferenzierung von NB4 Zellen kann durch Blockierung des Ras-ERK Signalwegs vollständig unterdrückt werden.

Diskussion: SPC ist ein neuer Modulator embryonaler Differenzierung und somit eine potentielle Substanz zur zelltherapeutischen Erzeugung von Herzmuskelzellen und neuronalen Zellen. SPC transdifferenziert promyelozytäre Leukämiezellen in ähnlicher Weise wie die bereits klinisch verwendete Referenzsubstanz All-Trans Retinolsäure. Daher könnte SPC als Differenzierungsfaktor für Tumorzellen eine wesentliche Rolle spielen.