Wirkung von Fruktose auf die frühen Differenzierungsprozesse embryonaler Stammzellen im in vitro Modell embryoid body

In den letzten 50 Jahren ist der Konsum von Fruktose durch veränderte Ernährungsgewohnheiten um etwa 25 % angestiegen. Es ist bekannt, dass durch eine Fruktose-reiche Ernährung im Zusammenspiel von metabolischem Syndrom und reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) die kardiale Differenzierung beeinflusst werden kann. In dieser Arbeit wurde der Einfluss von Fruktose auf die frühen embryonalen Differenzierungsprozesse in embryonalen Stammzellen der Maus untersucht. Es wurden murine embryonale Stammzellen in Form der dreidimensionalen embryoid bodies (EB) verwendet, welche ein Modell für die frühen embryonalen Entwicklungsprozesse von Stammzellen darstellen. Es konnte anhand der Gen- und Proteinexpression gezeigt werden, dass es durch Fruktose zu einer Verschiebung der Differenzierung im EB von Kardiomyozyten und Endothelzellen zu mehr Adipozyten und extrazellulärer Matrix kommt. Die Beeinträchtigung der Kardiomyogenese zeigte sich sowohl in einer verringerten Ausprägung kontrahierender Areale als auch in der verminderten Gen- und Proteinexpression kardialer Marker, wie zum Beispiel α-Actinin und MHC (myosin heavy chain). Hingegen entstanden durch die Behandlung mit Fruktose mehr Lipidvesikel, was anhand einer Oil-red-Färbung gezeigt wurde. Die ROS waren erhöht und konnten gezielt durch die Behandlung mit dem NADPH-Oxidase-Inhibitor VAS2870 wieder reduziert werden. Zudem fand sich eine erhöhte Expression des Insulinrezeptorsubstrats 1 (IRS1) im Insulinrezeptor-Signalweg im Sinne einer verstärkten Aktivierung dieser Signalkaskade und somit einer Förderung der Anabolie. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass Fruktose die Differenzierung der EBs beeinflusst und ROS zusammen mit dem Zellmetabolismus hierbei als entscheidende Mediatoren involviert sind.

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