| dc.description.abstract | Embryonic stem cells have a huge potential in the field of tissue engineering, biomedical research and regenerative medicine as they possess the capacity to generate every type of cell and tissue in the body. The ability to control and manipulate embryonic stem cells to differentiate into the cell type of interest requires knowledge about the molecular principles governing early differentiation events. Several regulating pathways have been identified to have strong effects on cell fate commitment, such as the pleiotropic WNT signaling pathway and the major anabolic pathway AKT/mTOR. However, more research is needed to fully understand how the molecular mechanisms behind these two pathways and their signaling crosstalk integrate in early differentiation of embryonic stem cells.
This study demonstrates that the critical proteins, involved in these two pathways, are regulated biphasically during endodermal differentiation of human embryonic stem cells. Notably, the changes in the activity of AMPK, the major activator of catabolic processes, are clearly inversely related to the changes in the activities of mTOR and AKT throughout the differentiation process. Moreover, AMPK appeared to be highly activated towards the end of the endodermal differentiation process, concomitantly with reduced activity of AKT/mTOR, thus revealing that there is a stimulation of catabolic processes during stem cell fate commitment. Development of endoderm requires high activity of the WNT signaling pathway. Using a pharmacological inhibitor of TNKS1 and 2, this study demonstrates that GSK-3β inhibition-mediated stimulation of WNT signaling and the effects of TNKS1 and 2 on downstream components during endodermal differentiation, can be efficiently reversed. As a result, the endoderm differentiation program becomes blocked, raising the possibility that the activity of TNKS1 and 2 is crucial for a proper endodermal differentiation. Combined, this study has expanded our understanding of the molecular mechanisms underlying early differentiation steps of embryonic stem cells. | nb_NO |
| dc.description.abstract | Embryonale stamceller har vist seg å ha et stort potensial innen biomedisinsk forskning og medisinsk behandling fordi de har evnen til å differensiere til alle celletyper. For å kunnekontrollere og manipulere embryonale stamceller i den tidlige differensieringen, er kunnskap om de molekylære prinsippene som ligger bak de første trinnene viktig. Flere cellesignaliseringsveier har blitt funnet å være viktige for reguleringen av denne differensieringsprosessen, blant annet den pleiotropiske WNT signalveien og den viktige anabolske signalveien AKT/mTOR. Forståelsen av hvordan de molekylære mekanismene bak disse signalveiene er involvert i tidlig differensiering er ufullstendig og mer forskning er påkrevd.
Denne studien viser at proteinene, involvert i WNT og AKT/mTOR signalveiene, reguleres i et bifasisk mønster under utviklingen av endoderm generert fra humane embryonale stamceller. I tillegg ble det funnet at det er en motsatt sammenheng mellom aktiveringen av AMPK (viktig aktivator av katabolske prosesser) og aktiveringen av AKT/mTOR signalveien i løpet av differensieringsprosessen. Mot slutten av prosessen var AMPK kraftig aktivert samtidig som aktiviteten til AKT/mTOR signalveien var redusert. Dette tyder på at humane embryonale stamceller får økt aktivering av katabolske prosesser under differensieringsforløpet mot endoderm. Tidligere studier har vist at utviklingen av endoderm er sterkt knyttet til stimulert aktivitet av WNT signalveien. Ved å inhibere aktiviteten til TNKS1 og 2 i de humane embryonale stamcellene, ble det demonstrert at CHIR99021-mediert stimulering av WNT signalisering og effektene av TNKS1 og 2 på deres nedstrømskomponenter, effektivt kan reverseres. Dette førte dermed til en blokkert endodermutvikling, noe som kan tyde på at differensiering mot endoderm er avhengig av aktiviteten til TNKS1 og 2. Samlet sett har denne studien utvidet vår forståelse av de molekylære mekanismene som ligger bak tidlig differensiering av embryonale stamceller. | nb_NO |
