dc.contributor.author
Zampeli, Vasiliki A.
dc.date.accessioned
2018-06-07T15:33:18Z
dc.date.available
2014-06-02T14:53:49.345Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/1249
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-5451
dc.description.abstract
Human adult somatic stem cells, residing in almost every human tissue, have
currently attracted attention due to their multipotent abilities, and those of
the skin due to their easy access. Fibroblasts, cells of mesodermal origin and
major structural cells of the dermis, have been over decades regarded as
“terminally differentiated” cells. More recently, dermal fibroblasts were
shown to possess multilineage potential, giving rise to fat-, cartilage- and
bone-like cells in numerous experiments. On the other hand, many authors
continue to believe that fibroblasts do not possess such differentiation
potential, although fibroblasts have been reported to be capable to
differentiate into adipocytes. However, it has been disputed whether these
adipocytes, indeed, derive from fibroblasts or from progenitor cells that
reside in the dermis. Nevertheless, it still remains unclear whether
fibroblasts, an easily accessible cell population, without being transformed
into induced pluripotent cells, can themselves serve as a pool of multidynamic
cells with universal – rather than isolated - cell plasticity. The aim of my
thesis was to investigate the differentiation capacity of human dermal
fibroblasts, specifically towards an adipogenic phenotype and to establish a
method, which makes it possible to pbtain satisfactory numbers of adipocytes
from differentiated human primary skin fibroblasts. These cells could be used
in therapeutic needs in regenerative medicine, for example in cases of
extended lipodystrophy (facial rehabilitation in HIV-positive patients,
steroid-induced lipoatrophy, scleroderma), as well as in scientific cosmetic
dermatology to fill voids (skin ageing or rare genetic diseases, such as
progeria syndromes). Furthermore, the differentiation capacity of dermal
fibroblasts from young donors versus older ones was assessed. Moreover, the
gene expression profile of adipogenic induced fibroblasts was conducted in
order to gain insight into the transcriptional phenotype of differentiated
cells and to map important molecular pathways during the differentiation
process. Primary fibroblasts were obtained from skin specimens of human
foreskin and of the light-protected area of the inner upper arm of 30– and
76-year old women. An adipocyte induction system was applied and lipid
accumulation and cell morphology in induced and control fibroblasts was
analysed by fluorescence microscopy, flow cytometric analysis (FACS) and
transmission electron microscopy. Lastly, after the induction towards an
adipogenic lineage, the transcriptional phenotype of the cells was determined
via microarrays and compared with that of control cultures and genuine adipose
tissue. The time-related expression levels of a comprehensive group of
adipocyte-specific genes were further assessed by a sensitive real-time RT-
PCR. My results suggest that under special culture conditions, human dermal
fibroblasts are able to accumulate intracellular lipids and to acquire an
adipocyte-like morphology and transcriptional phenotype in vitro. This ability
is stronger in cells derived from young skin in comparison to those derived
from older skin. Fibroblasts from younger donors express a considerable amount
of major transcription factors of adipogenesis, master regulatory genes, as
well as adipocyte-specific genes. On the other hand, although adipogenesis is
also initiated in fibroblasts from older donors, it is likely to remain
incomplete. We conclude that dermal fibroblasts could be a suitable cell
source for purposes of regenerative medicine, however younger donors should be
preferred and regenerative treatments should be performed at early ages.
de
dc.description.abstract
Aufgrund Ihrer multipotenten Fähigkeiten gelangten die erwachsenen humanen
somatischen Stammzellen in den Fokus des wissenschaftlichen Interesse. Von
besonderer Bedeutung sind hier die dermalen Stammzellen, da für diese eine
einfache Entnahmemöglichkeit besteht. Fibroblasten sind Zellen mesodermalen
Ursprungs und die Hauptstrukturzellen der Dermis. Sie werden als nahezu
entdifferenzierte Zellen betrachtet. Es gab bislang wenige Berichte, dass
Fibroblasten zu Adipozyten differenzieren können. Es konnte in bisherigen
Experimenten nicht geklärt werden, ob diese Adipozyten von Fibroblasten oder
Präadipozyten abstammen, welche eine Vorstufe der Adipozyten darstellen. Ziel
des Projektes war die Etablierung einer Methode, um aus primären Fibroblasten
menschlicher Haut eine größere Anzahl von Adipozyten zu erhalten und die
experimentelle Überprüfung der Hypothese, dass sich primäre Fibroblasten
menschlicher Haut in Adipozyten umwandeln können. Die induziertne Fibroblasten
und daraus gewonnenen Adipozyten könnten sowohl für therapeutische Zwecke der
regenerativen Medizin (z.B. in Zell- und Gewebetransplantation, Lipoatrophien
bei HIV-positiv Patienten, steroid-induzierte Lipoatrophien, Sklerodermie) als
auch für die wissenschaftliche kosmetische Dermatologie (z.B. Hautalterung
oder bei Syndromen mit extremer, vorzeitiger Alterung der Patienten wie zum
Beispiel dem Progerie-Syndrome) genutzt werden. Primäre Fibroblasten wurden
aus humaner Vorhaut und aus lichtgeschützer Haut an der Oberarminnenseite von
30 und 76 Jahre alten Frauen gewonnen. Eine Induktion der Fibroblasten zu
Adipozyten wurde durchgeführt und die Lipidspeicherung in den induzierten
Fibroblasten mittels Fluoreszenzmikroskopie, Durchflusszytometrie und
Elektronenmikroskopie beurteilt. Zuletzt wurde der transkriptionelle Phänotyp
der Zellen bestimmt und mit Kontrollzellen (nativen Fibroblasten) und
Fettgewebsadipozyten verglichen. Adipozytenspezifische Gene wurden mit real-
time PCR und microarray Genanalyse untersucht. Unsere Ergebnisse zeigen, dass
unter speziellen Kulturbedingungen kultivierte humane Hautfibroblasten fähig
sind, zu Adipozyten-ähnlichen Zellen zu differenzieren. Diese Fähigkeit zur
Differenzierung ist bei Fibroblasten von jüngeren Spenderinnen stärker als bei
Fibroblasten von älteren Spenderinnen. „Junge“ sowie „alte“ Fibroblasten
exprimieren nach der adipogenen Induktion eine signifikante Anzahl von
wichtigen Transkriptionsfaktoren und regulatorischen Genen der Adipogenese,
sowie Adipozyten-spezifischen Gene und Differenzierungsmarker. Allerdings
exprimieren die induzierten „alten“ Fibroblasten eine kleinere Anzahl von
Genen als „junge“ Fibroblasten mit schwächerer Expression als bei den „jungen“
induzierten Zellen. Zusammenfassend könnten dermale Fibroblasten eine
geeignete Quelle für Zellen sein, die für Zwecke der regenerativen Medizin
gebraucht werden. Jüngere Spender sollten hierbei bevorzugt werden und
regenerative Behandlungen frühzeitig durchgeführt werden.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
human dermal fibroblasts
dc.subject
adipogenic differentiation
dc.subject
regenerative medicine
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Involvement of human fibroblasts in adipose tissue development
dc.contributor.contact
zampelivasiliki@yahoo.com
dc.contributor.firstReferee
N.N.
dc.contributor.furtherReferee
N.N.
dc.date.accepted
2014-06-22
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000096217-8
dc.title.translated
Die adipogene Differenzierung humaner Fibroblasten der Haut
de
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000096217
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000014839
dcterms.accessRights.dnb
free
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open access