Gegenstand der genehmigten Arbeiten mit humanen embryonalen Stammzellen (hES-Zellen) ist die Untersuchung von Fragen, die im Zusammenhang mit der neuralen Differenzierung beim Menschen stehen. Dabei sollen in einem ersten Teilprojekt hES-Zellen in verschiedene neurale Sublinien differenziert und diese eingehend bezüglich der Präsenz spezifischer Oberflächenantigene charakterisiert werden. Die Differenzierungseffizienz soll einerseits durch Variation der Kulturbedingungen, andererseits durch Überexpression von Genen für Transkriptionsfaktoren, die für die neurale Differenzierung bedeutsam sind, verbessert werden. Ziel dieses Teilprojektes ist es, die Anwesenheit von bestimmten Oberflächenmarkern auf neuralen (Vorläufer)Zellen mit einem spezifischen neuralen Entwicklungspotential bzw. mit bestimmten funktionellen Eigenschaften zu korrelieren, ggf. neue Subpopulationen neuraler (Vorläufer)Zellen zu identifizieren und darüber hinaus neurale Subpopulationen anhand der Oberflächenmarker voneinander trennen zu können. Die gewonnenen neuralen Subpopulationen sollen eingehend in vitro sowie nach Transplantation in das Gehirn von Nagetieren bezüglich ihrer Vitalität, ihrer Reifung und ihrer Integration in das Wirtsgewebe untersucht werden. Ferner soll durch Ko-Kultivierung bestimmter neuraler Subpopulationen analysiert werden, welche Zell-Zell-Wechselwirkungen beim weiteren Fortgang der Differenzierung bzw. bei der Reifung neuraler Zellen eine Rolle spielen. In einem zweiten Teilprojekt sollen auf der Grundlage hES-Zell-basierter Reporterzell-Linien Gene identifiziert werden, deren Produkte lösliche Faktoren sind und in sich neural differenzierenden Zellen Signalkaskaden auslösen, die für die Entwicklung bestimmter Typen neuraler Zellen bedeutsam sind. Auf diesem Wege identifizierte Faktoren sollen dann bezüglich ihrer Rolle in der neuralen Differenzierung von hES-Zellen untersucht werden, beispielsweise durch ektopische Überexpression in hES-Zellen bzw. durch Hemmung ihrer Expression mittels RNAi-basierter Ansätze. In einem dritten Teilprojekt sollen auf Grundlage der Ergebnisse aus den ersten Teilprojekten schließlich Differenzierungsprotokolle insbesondere für die Gewinnung dopaminerger und GABAerger Neuronen optimiert und diese Typen neuraler Zellen in entsprechenden Tiermodellen für Schädigungen des Zentralnervensystems bezüglich ihrer Funktionalität überprüft werden.
Stammzellen, die aus abgetriebenen Föten gewonnen werden, ist hier nicht möglich, da die Abtreibung
