Die Säugetier-Blastozyste: Entwicklung & Stammzellen

Die frühe Entwicklung von Säugetierembryonen ist größtenteils der Bildung einer pluripotenten Zellpopulation gewidmet, die als Epiblast (Epi) bekannt ist, und deren Abspaltung von zwei extra-embryonalen Geweben, die für das Überleben und die Musterung des Embryos in utero essentiell sind. Der Epiblast ist das Vorläufergewebe der meisten somatischen Zellen und Quelle der embryonalen Stammzellen (ES). Die frühe Entwicklung gipfelt in der Bildung des Blastozystenstadiums.

Die Blastozystenentwicklung bietet ein einfaches, aber relevantes Modell zur Untersuchung der Koordination von Zelllinienbindung und Morphogenese. Die Blastozystenbildung ist durch zwei binäre Zellschicksalsentscheidungen gekennzeichnet. Die erste führt zur Spezifikation des Trophektoderms (TE) und der inneren Zellmasse (ICM). In der zweiten werden die ICM-Zellen entweder zum pluripotenten Epiblast (Epi) oder zum primitiven Endoderm (PrE).

Die Blastozyste ist ein einzigartiges Stadium des Embryos, aus dem Stammzellen, die jede der konstituierenden Zelllinien repräsentieren, direkt aus dem Embryo gewonnen werden können. Embryonale Stammzellen (ES) repräsentieren den Epiblast (Epi); Trophoblasten-Stammzellen (TS) repräsentieren das Trophektoderm (TE), und Extra-Embrynoc-Endoderm (XEN) Stammzellen repräsentieren das primitive Endoderm (PrE). Diese embryonalen Stammzellen können in vitro vermehrt, differenziert und interkonvertiert werden.

Der Fokus unserer Arbeit liegt auf der Aufklärung der Mechanismen, die die Spezifikation und Segregation der Zelllinien vorantreiben, die zur Bildung eines Embryos im Blastozystenstadium führen, wobei die Maus als experimentelles Modell dient. Um dieses Ziel zu erreichen, nutzen wir verschiedene Ansätze, einschließlich Live-Imaging, Mausgenetik, Embryomanipulationen und Einzelzell-Expressionsprofilierung, sowie embryonale Stammzellen.