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Stammzellnische
Als Stammzellnische wird in der Biologie eine Umgebung innerhalb eines mehrzelligen Organismus bezeichnet, die Stammzellen erhält. Die anatomische Struktur …
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Bedeutung und Aufbau
Eine Stammzellnische ist in der Biologie die Umgebung innerhalb eines mehrzelligen Organismus, die Stammzellen erhält. Zu ihr gehören die anatomische Struktur sowie zelluläre und nicht-zelluläre Komponenten. Stammzellen bleiben durch Signale ihrer Umgebung erhalten; diese steuern ihre Selbsterneuerung und ihr Überleben.
Benachbarte unterstützende Zellen sind für die Ausbildung der Nische besonders wichtig. Sie können Stammzellen Oberflächenmoleküle wie Cadherine, Catenine und Integrine präsentieren oder Signalmoleküle in die Umgebung abgeben.
Wirkungsweise und Bedeutung
Die Adhäsion, also das Anhaften, zwischen Stammzellen und unterstützenden Stroma-Zellen oder der extrazellulären Matrix verankert Stammzellen in der Nische. Dadurch bleiben sie in der Nähe der stammzell-erhaltenden Signale.
Die besondere räumliche Beziehung zu unterstützenden Zellen kann die Stammzelle polarisieren und eine asymmetrische Zellteilung auslösen. Dabei entstehen eine erhalten bleibende Stammzelle und eine Vorläuferzelle. Vorläuferzellen teilen sich häufiger; ihre Tochterzellen differenzieren sich weiter. Vermehrung und/oder Differenzierung von Stammzellen können außerdem durch systemische Faktoren reguliert werden.
Nischen verschiedener Stammzellarten unterscheiden sich stark. Eine Deregulation der Stammzellnische kann Gewebe-Degeneration, Altern und Tumorentstehung verursachen. Raymond Schofield schlug die Existenz einer Stammzellnische erstmals 1978 vor. Sie wurde inzwischen bei Wirbeltieren sowie bei tierischen Modellorganismen wie Drosophila melanogaster und Caenorhabditis elegans nachgewiesen.
Beispiele für Stammzellnischen
Die Nische der Blutstammzellen erwachsener Säugetiere liegt im Mark mancher Knochen, genauer in der Substantia spongiosa, dem „schwammartigen“ Knochen. Blutstammzellen bilden durch Blutzellbildung Blutkörperchen. In ihrer Nische sind sie eng mit Osteoblasten und Endothel-Zellen von Blutgefäßen verbunden.
Neuronale Stammzellen kommen in zwei Regionen des Gehirns vor: in der subventrikulären Zone des Hippocampus und im Riechkolben. In beiden Nischen liegen sie eng neben Endothel-Zellen.
Epitheliale Stammzellen befinden sich in einer spezialisierten Region der äußeren Haarwurzelscheide des Haarfollikels. Die Stammzellnische des Darms liegt am Grund der Lieberkühn-Krypten des Darmepithels; dort befinden sich die Stammzellen bevorzugt an der 4. Position von unten.