Das Verständnis für die Mechanismen, denen die Differenzierung neuraler Vorläuferzellen unterliegt, ist eine wichtige Voraussetzung für die therapeutische Anwendung von Stammzellen bei neurodegenerativen Erkrankungen. Mit Hilfe von konfokaler Lasermikroskopie und Genexpressionsanalysen wurde die Rolle der Gap Junction vermittelten Kommunikation (GJvK) und von Connexinen (Cx) während der neuralen Differenzierung humaner, embryonaler Progenitorzellen untersucht. Die Daten zeigen eine Doppelfunktion von GJvK und Cx43 während der neuralen Entwicklung. 1) GJvK, einhergehend mit hoher Cx43 Expression, stimuliert die Proliferationsaktivität von Vorläuferzellen, indem sie die Effekte von Wachstumsfaktoren innerhalb einer Zellpopulation verstärkt. 2) Zusätzliche ist die GJvK in der späten Differenzierungsphase notwendig, um die Ausbildung eines funktionellen neuralen Netzwerks zu gewährleisten. Ferner konnte gezeigt werden, dass insbesondere Cx43 die Ausbildung von neuronalen Zelltypen reguliert.
The mechanisms that trigger the elaboration of specific cell phenotypes during the neural differentiation process are of great interest for stem-cell based therapy in regenerative medicine. Using fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) and gene expression analysis, we investigated the role of gap junction intercellular communication (GJIC) and the expression of different connexins (Cx) during the differentiation of a human embryonic progenitor cell line. Our findings provide a dual function of Cx43 and GJIC in the neural development of human progenitor cells. 1) GJIC accompanied by high Cx43 expression is necessary to maintain cells in a proliferative state by mediating the mitogenic activity of growth factors. 2) Additionally, gap junctional coupling is required to complete neuronal differentiation, including the establishment of a neural network. However, uncoupling of cells is crucial in the early stage of differentiation during cell fate commitment. Further, we showed that Cx43 regulates neuronal cell-fate.