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The role of keratin 15 in small intestinal homeostasis

  • Die vorliegende Arbeit untersucht die Relevanz des Intermediärfilamentes Zytokeratin 15 (K15) als potentiellen epithelialen Stammzellmarker im Darm und den Einfluss K15 positiver Zellreihen auf die Krypta Homöostase. Zwei Hauptstammzellpools regulieren den schnellen Zellumsatz im Darmepithel. Dies sind einerseits schnell proliferierende Lgr5 positive Stammzellen, welche zwischen den Paneth-Zellen an der Krypta-Basis vorgefunden werden. Anderseits gibt es vermutlich langsamer wachsende Bmi1 positive Zellen, welche sich an der +4-Position oberhalb der Krypta-Basis befinden. Im Haarfollikel und im Ösophagusepithel stellt das Intermediärfilament K15 einen Marker für Stammzellen dar, die zur Gewebereparatur beitragen. In dieser Arbeit haben wir gezeigt, dass K15 im Darm langlebige Kryptazellen mit Multipotenz- und Selbsterneuerungspotenzial markiert. K15 positive Krypta-Zellen sind resistent gegen hochdosierte ionisierende Strahlung und tragen zur Kryptaexpansion bei. Die hier vorgestellten Ergebnisse zeigen nun erstmals im Darm eine langlebige, multipotente K15 exprimierende Kryptazellpopulation, die eine Selbsterneuerungskapazität besitzt. Insbesondere führt der Verlust des Tumorsuppressor Gens Apc in K15 positiven Zellen zur Adenombildung, die potentiell zum Adenokarzinomen fortschreiten können. Wir erörtern die Hypothese, dass K15 eine Gruppe langlebiger, strahlenresistenter Stammzellen markiert, die die Homöostase der Krypta und die Regenerationsfähigkeit maßgeblich beeinflussen.
  • Two principal stem cell pools orchestrate the fast cell turnover in the intestinal epithelium. Rapidly cycling Lgr5+ stem cells are intercalated between the Paneth cells at the crypt base (CBCs) and a putative slower cycling Bmi1+ cells are located at the +4 position above the crypt base. In the hair follicle and the esophageal epithelium, the intermediate filament Keratin 15 (Krt15) marks stem cells contributing to tissue repair. Herein, we demonstrated that Krt15 labels long-lived crypt cells harboring multipotency and self-renewing potential. Krt15+ crypt cells are resistant to high-dose radiation and contribute to crypt expansion following injury. These results suggest that Krt15 annotate a long-lived, multipotent crypt cell population harboring self-renewal capacity. Notably, Apc loss in Krt15+ cells lead to adenoma formation that can occasionally progress to adenocarcinoma.

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Metadaten
Author: Julien Orlando Stephan
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-34836
Title Additional (German):Die Rolle von Keratin 15 für die epitheliale Homeostase im Dünndarm
Referee:Prof. Dr. Winfried Barthlen, Prof. Dr. Stephan Singer
Advisor:Prof. Dr. Markus Lerch
Document Type:Doctoral Thesis
Language:Multiple languages
Year of Completion:2018
Date of first Publication:2020/01/20
Granting Institution:Universität Greifswald, Universitätsmedizin
Date of final exam:2019/12/12
Release Date:2020/01/20
GND Keyword:Keratin 15
Pagenumber:102
Faculties:Universitätsmedizin / Klinik und Poliklinik für Innere Medizin
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit