Regulace diferenciace embryonálních pluripotentních buněk prostřednictvím receptoru gp130

Bc. Hana Kotasová, Ph.D.

Master's thesis

Regulation of embryonic stem cell differentiation by gp130 receptor

Abstract:

Receptor gp130 je součástí receptorového komplexu sdíleného cytokiny rodiny IL-6. Tyto cytokiny se účastní na regulaci funkcí imunitního, kardiovaskulárního, krvetvorného, nervového a endokrinního systému. Účastní se však i regulace embryonálního vývoje. Embryonální pluripotentní buňky jsou jedinečným buněčným modelem pro svou schopnost dávat vznik všem typům buněk organismu a pro možnost jejich neomezené kultivace. Je možné je použít jako dobrý model pro studium mechanismů proliferace, diferenciace a apoptózy během časného embryonálního vývoje. V mES buňkách je nejlépe prozkoumána úloha gp130 signalizace při udržování nediferencovaného stavu a zajišťování jejich sebeobnovy. Tato signalizace se však uplatňuje i při určování směru diferenciace mES buněk. V diplomové práci jsem sledovala účinek IL-6 cytokinů v regulaci diferenciace mES a mEC buněk. Pokusila jsem se ověřit proneurální účinek CNTF a LIF na diferenciaci embryonálních pluripotentních buněk a porovnat jejich působení. Ze získaných dat vyplynulo, že cytokiny CNTF a LIF podporují přežívání mEC a mES buněk. Oba cytokiny podporují neurální diferenciaci navozenou kyselinou retinovou. Účinek cytokinu CNTF je podobný účinku LIF a to i v molekulárním mechanismu, je však potřebná řádově vyšší koncentrace cytokinu CNTF než LIF. LIF pravděpodobně indukuje neurální diferenciaci mES buněk po vstupu těchto buněk do diferenciace.

Abstract:

Receptor gp130 constitutes part of the receptor complex shared by IL6 family cytokines. These cytokines participate in regulation of functions of immune, cardiovascular, haematopoietic, neuronal, and endocrine system. Nevertheless, they are highly important also in embryonic development regulation. Embryonic pluripotent cells had become unique in vitro model thanks to their ability to generate various cell types and the possibility of their unlimited cultivation. They are used also as a ubiquitous model for study of early embryonal development mechanisms including proliferation, differentiation, and apoptosis. The receptor gp130 was evidenced in mouse embryonic stem cells (mES) to be inevitable for the maintenance of their undifferentiated state and self-renewal. This signaling also plays an important role in routing of differentiation of mES cells. In this thesis I had observed the effect of IL6 cytokines on regulation of mES and mouse embryonic carcinoma cell (mEC) differentiation. I aimed to confirm and compare pro-neuronal effect of CNTF and LIF on embryonic pluripotent cell differentiation. Obtained results imply that both CNTF and LIF cytokines have pro-survival effect on mEC and mES cells. Both cytokines support the neuronal differentiation induced by retinoic acid. CNTF and LIF have extremely resembling effects, involving even similar molecular mechanisms. However, CNTF accomplishes those effects only in higher-order concentration than LIF. LIF probably induces neuronal differentiation of mES cell after initiation of differentiation process.

Keywords

embryonální kmenové buňky, embryonic stem cell, ES, embryonální nádorové buňky, embryonic carcinoma cell, EC, gp130, leukemii inhibující faktor, leukemia inhibitory factor, LIF, ciliární neurotrofický faktor, ciliary neurotrophic factor, CNTF, LIFR, CNTFR, STAT, ERK, PI3K, diferenciace, differentiation

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2009

Thesis defence

• Date of defence: 23. 6. 2009
• Supervisor: Mgr. Jiří Pacherník, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Molecular Biology and Genetics