Bachelor thesis - University of Veterinary Medicine Vienna - 2022

Quiescence, a dormant cell cycle rest of adult stem cells, maintains the stem cell pool and tissue homeostasis throughout life. Adult neural stem cells reside beside others in the subgranular zone in the hippocampus of the adult brain. The majority of these cells are quiescent, and their activation is tightly regulated by a variety of signals, that are yet not fully understood. Active neural stem cells rather differentiate than self-renew. This highlights the importance of a tight quiescence regulation of NSCs, as an imbalance in their activation, is linked to a loss of the stem cell pool and in the long term loss of the generation of new neurons. We characterized hippocampal neural stem cells derived from human pluripotent stem cells. Additionally, these neural stem cells were differentiated towards neurons. We could show that these neurons are indeed expressing neuron-specific markers. Therefore, we can derive human neural stem cells in-vitro, which will contribute to our understanding of their ability to acquire quiescence. Furthermore, we induced quiescence in-vitro to understand the effect of B27 on mouse neural stem cells and their potential to enter quiescence. We did not observe any difference in the quiescence induction. However, due to variability of the replicates, it is currently not possible to draw a valid conclusion and the experiment needs to be repeated. The last aim of this thesis was setting up nucleofection and FACS of human neural stem cells to generate a reporter line. First nucleofection trials showed a good survival rate of the cells. Further trials are needed, which could not be done due to time restrictions. In summary, this in-vitro model is a tool to study human neural stem cell quiescence. Developing a reporter line will allow a more tractable system to study the mechanism of human neural stem cells entering quiescence.

Bachelorarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2022

“Quiescence“ ist eine Ruhephase im Zellzyklus adulter Stammzellen. Diese Phase ist essenziell für den lebenslangen Erhalt des Stammzellpools und der Gewebehomöostase. Im erwachsenen Gehirn befinden sich adulte neurale Stammzellen unter anderem in der subgranulären Zone des Hippocampus. Die Mehrheit dieser adulten neuralen Stammzellen ruht und ihre Aktivierung wird durch eine Vielzahl von Signalen gesteuert, die noch nicht vollständig bekannt sind. Zudem führt die Aktivierung zum Verlust des Stammzellenpools mit der Zeit, da neuralen Stammzellen eher differenzieren als sich selbst zu erneuern. Dies unterstreicht die Bedeutung von “Quiescence“ für die langfristige Erzeugung neuer Neuronen. Wir haben neurale Stammzellen des Hippocampus charakterisiert, die aus menschlichen pluripotenten Stammzellen gewonnen wurden. Des weiteren wurden diese neuralen Stammzellen zu Neuronen differenziert und wir konnten die Expression von neuronen-spezifischen Markern zeigen. Dieses humane neurale Stammzell-in-vitro-Modell ermöglicht es uns, die Fähigkeit zur Erlangung von “Quiescence“ zu untersuchen. Darüber hinaus wurden Experimente zur Induktion von “Quiescence“ in-vitro durchgeführt, um den Einfluss von B27 in neuralen Stammzellen der Maus und deren Eintritt in die Ruhephase zu verstehen. Dies verdeutlicht die Unterschiede beim “Quiescence“-Eintritt in vitro zwischen dem menschlichen und dem Maussystem. Die Ergebnisse zeigen, dass das Experiment wiederholt werden muss, da es nicht möglich war, logische Schlussfolgerungen aus den Daten zu ziehen. Der letzte Teil dieser Arbeit befasste sich mit Nukleofektion und FAC Sorting von menschlichen neuralen Stammzellen mit dem Ziel, eine Reporterlinie zu generieren. Erste Nukleofektionsversuche zeigten eine gute Überlebensrate der Zellen. Es sind weitere Versuche erforderlich, die aus Zeitgründen nicht durchgeführt werden konnten. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das humane In-vitro-Modell eine gute Methode zur Untersuchung neuraler Stammzellen darstellt. Ein gut etabliertes und charakterisiertes In-vitro-Modell wird die Entwicklung einer Reporterlinie ermöglichen, die wiederum ein leichter handhabbares System zur Untersuchung der “Quiescence“ Regulierung menschlicher neuraler Stammzellen bietet.

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51 Seiten