Stammzellen (SC) spielen eine entscheidende Rolle bei der Morphogenese von Geweben während der Entwicklung und bei der physiologischen Erneuerung im Erwachsenenalter. Sie sind auch für die Regeneration von adulten Geweben nach Verletzungen von wesentlicher Bedeutung. Die Brustdrüse und die Prostata enthalten basale und luminale Zellen, die ihre Linien unter physiologischen Bedingungen aufrechterhalten. Mutationen, die die Krebsentwicklung fördern, und regenerative Stimuli erhöhen das Differenzierungspotenzial von Stammzellen. Die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen, die diese Schicksalsausweitung der Stammzellen erleichtern, sind jedoch schlecht verstanden.
In einer in Nature Communications veröffentlichten Studie entdeckten Forscher unter der Leitung von Professor Cédric Blanpain, MD/PhD, einem Forscher am WEL Research Institute, Direktor des Labors für Stammzellen und Krebs und Professor an der Vrije Universiteit Brussel, dass Kollagensignalgebung und Steifheit der extrazellulären Matrix das Schicksal von Stammzellen steuern.
Durch die Verwendung multidisziplinärer Ansätze, die die Analyse des Verhaltens von Stammzellen, Organoidkulturen, Einzelzell-Sequenzierung und funktionale Experimente kombinierten, untersuchten Chen Jiang und seine Kollegen, wie Kollagensignalgebung und Matrixsteifheit das Schicksal von Stammzellen regulieren.
Durch die Erstellung eines molekularen Profils von Stammzellen unter verschiedenen Steifigkeits- und Kollagenverfügbarkeitsbedingungen identifizierten die Forscher eine spezifische Kollagensignalgebungskaskade als Regulator des Schicksals von Stammzellen. Die pharmakologische Blockade oder genetische Inaktivierung von Komponenten dieser Signalgebungskaskade verringerte die Fähigkeit basaler Zellen, sich in luminale Zellen zu differenzieren. "Es war faszinierend zu entdecken, dass Kollagensignalgebung ein gemeinsamer Mechanismus ist, der das Schicksal von Stammzellen in verschiedenen Geweben wie der Brustdrüse und der Prostata kontrolliert," sagte Dr. Chen Jiang, der Erstautor des Artikels.
"Unsere Ergebnisse zeigen einen konservierten Mechanismus, durch den die Zusammensetzung und Steifheit der extrazellulären Umgebung das Schicksal von Brust- und Prostata-Stammzellen regulieren, und liefern wichtige Einblicke, wie das Schicksal von Stammzellen durch die Matrixzusammensetzung reguliert wird. Es wird wichtig sein zu definieren, wie diese Mechanismen zur Geweberegeneration, Tumorinitiation und -progression beitragen. Das Ziel der Kollagensignalgebung könnte entscheidend sein, um die Tumorentwicklung zu behindern," kommentierte Cédric Blanpain, der Direktor dieser Studie.