Chapter 8
Nederlandse samenvatting
Nederlandse samenvatting
worden door implantatie van Schwanncellen. Lichaamseigen Schwanncellen kunnen niet 'geoogst' worden zonder lokaal functieverlies. iPS-technologie biedt de mogelijkheid tot het (ongelimiteerd)
Het zenuwstelsel van mensen en andere zoogdieren kan beschadigd raken als gevolg van ziekteprocessen
opkweken van autologe cellen. Wij beschrijven een methode om met hoge efficiëntie Schwanncellen
of mechanische traumata. Stamcellen bieden mogelijkheden voor weefselregeneratie en celtherapie bij
te creëren uit iPS-cellen, door het combineren van specifieke kweekmethoden, groeifactoren, en FACS-
dergelijke aandoeningen. In dit proefschrift wordt onderzoek beschreven dat zich richt op het ontwikkelen
sorting.
van methodes om perifere zenuwschade te herstellen met behulp van stamcellen. Daarnaast wordt
In Hoofdstuk 4 wordt een overzicht gegeven van de factoren die een rol spelen bij het generen van
basaal onderzoek beschreven naar een nog niet eerder gekarakteriseerd eiwit, UGS148, in neurale
Schwanncellen uit iPS-cellen. Meerdere onderzoeksgroepen zijn in staat geweest Schwanncellen te
stamcellen in het centraal zenuwstelsel.
genereren uit embryonale stamcellen. Wij zetten in dit hoofdstuk uiteen welke technieken succesvol zijn
In Hoofdstuk 1 wordt uitgebreid ingegaan op de verschillende soorten stamcellen die in dit proefschrift
gebleken bij embryonale stamcellen, en op welke manier deze toegepast kunnen worden bij iPS-cellen.
aan de orde komen. Hierbij is er met name aandacht voor geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPS-
Indien men iPS-afgeleide Schwanncellen daadwerkelijk wil gebruiken voor het bevorderen van perifeer
cellen). iPS-cellen zijn basale, pluripotente stamcellen met dezelfde eigenschappen als pluripotente
zenuwherstel, moeten deze cellen in een zenuwdefect geïmplanteerd worden. Om deze geïmplanteerde
embryonale stamcellen, maar zonder de praktische en ethische bezwaren van embryonale stamcellen.
cellen te kunnen bestuderen en volgen, testen wij in Hoofdstuk 5 een techniek om Schwanncellen zichtbaar
Deze iPS-cellen kunnen gegenereerd worden uit 'gewone' somatische cellen (lichaamscellen) door
te maken nadat deze onderhuids in een zenuwgeleider zijn geïmplanteerd, namelijk bioluminescentie. De
ze met behulp van een set genen die coderen voor specifieke pluripotentie-transcriptiefactoren
survival van geïmplanteerde Schwanncellen kon met deze methode vastgelegd worden. Bioluminescentie
terug te programmeren tot een basale stamceltoestand. iPS-cellen kunnen vervolgens (in principe in
zou verder ontwikkeld kunnen worden tot een reportermethode om de expressie van specifieke genen in
ongelimiteerde hoeveelheden) gedifferentieerd worden tot (vrijwel) elk mogelijk celtype, en in potentie
Schwanncellen tijdens het perifeer regeneratieproces te kunnen vervolgen.
toegepast worden voor het behandelen van een scala aan aandoeningen. Aangezien iPS-afgeleide cellen
Cruciaal voor het gebruik van stamcellen is hun identificatie en isolatie aan de hand van specifieke
van de patiënt zelf afkomstig zijn, zal implantatie van dergelijke cellen niet leiden tot immunologische
markers. In Hoofdstuk 6 onderzoeken wij de expressie en mogelijke functie van het eiwit UGS148 in
afstotingsreacties.
multipotente neurale stamcellen. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat dit eiwit sterk tot expressie
Het creëren van iPS-cellen is een gecompliceerd proces. Een bekend probleem is dat het genereren van iPS-
komt in multipotente stamcellen. Wij beschrijven dat UGS148 daarnaast een specifieke marker is
cellen vaak inefficiënt verloopt. Sommige celtypes kunnen gemakkelijker worden teruggeprogrammeerd
voor tanycyten gelegen in de bodem en wand van de 3e hersenventrikel, een gebied dat steeds meer
tot iPS-cel dan andere celtypes. In Hoofdstuk 2 wordt een celtype gebruikt, neurale crest stamcellen
beschouwd wordt als een derde regio waar neurogenese plaatsvindt. Deze regio is des te interessanter
uit de haarfollikels van muizenharen, waarvan wij veronderstelden dat zij eenvoudiger (dat wil zeggen,
aangezien het ook een rol speelt in het metabolisme. UGS148 is onder andere betrokken bij intracellulair
met minder transcriptiefactoren) zouden kunnen worden teruggeprogrammeerd, aangezien enkele
transport van eiwitten naar de celmembraan en reguleert zo mogelijk de gevoeligheid van de stamcel
van de noodzakelijke transcriptiefactoren al in deze cellen tot expressie komen. (Soortgelijke endogene
voor factoren die betrokken zijn bij de proliferatie van stamcellen.
expressie bleek overigens ook aanwezig in neurale crest stamcellen van het maag-darmkanaal.) Dit bleek
Samengevat zijn iPS-cellen een belangrijke potentiële bron voor het genereren van autologe
echter niet het geval; wij waren weliswaar in staat iPS-cellen te creëren uit de haarfollikelcellen, maar
(lichaamseigen) Schwanncellen, die vervolgens voor perifeer zenuwherstel kunnen worden gebruikt (als
slechts met een efficiëntie die gelijk was aan die van fibroblasten, en met dezelfde set factoren. Dit wijst
alternatief voor een autoloog zenuwtransplantaat), of voor onderzoek aan Schwanncellen en Schwanncel-
erop dat endogene expressie van iPS-transcriptiefactoren geen garantie is voor eenvoudigere inductie
gerelateerde aandoeningen. Echter, voordat iPS-cellen bij patiënten kunnen worden toegepast is het
van pluripotentie.
noodzakelijk dat deze volledig zonder risico's zijn. iPS-cellen worden gecreëerd met behulp van oncogene
iPS cellen kunnen, net als embryonale stamcellen, in vitro differentiëren tot alle mogelijke lichaamscellen,
(kankerverwekkende) transcriptiefactoren; ook kan integratie en reactivatie in het gastheergenoom van
mits zij in een juiste sequentie blootgesteld worden aan de juiste cocktail van differentiatie - en
de gebruikte DNA-fragmenten plaatsvinden. Dit kan tumorformatie in de hand werken. Steeds meer
groeifactoren. Er zijn op deze manier reeds vele protocollen ontwikkeld voor de succesvolle differentiatie
onderzoeken richten zich op het ontwikkelen van methodes om iPS-cellen te genereren zonder deze
van iPS-cellen tot zenuwcellen, hartcellen, levercellen, etc. In Hoofdstuk 3 wordt beschreven hoe wij
risico's, en inmiddels zijn er al goede alternatieven voorhanden. Toekomstig dierexperimenteel onderzoek
iPS-cellen (gegenereerd uit muizenfibroblasten) differentiëren tot Schwanncellen, de myeliniserende
zal moeten uitwijzen of iPS-afgeleide Schwanncellen inderdaad een verbeterde uitkomst geven bij herstel
steuncellen van het perifeer zenuwstelsel. Na beschadiging van perifere axonen, zoals kan optreden bij
van perifeer zenuwletsel. Een potentiële nieuwe techniek is directe conversie van bindweefselcellen tot
een grote verwonding, zijn perifere zenuwcellen in staat opnieuw uit te groeien, mits de afstand die zij
Schwanncellen. Directe conversie kan inmiddels al worden gebruikt voor het genereren van zenuwcellen,
moeten overbruggen niet te groot is. Dit proces van regeneratie kan versneld en in goede banen geleid
hartcellen en pancreascellen, maar is nog nooit voor Schwanncellen toegepast.
164
165
8
Dankwoord
Dankwoord
Ook de analisten van de afdeling Neuroscience zijn onmisbaar geweest. Beste Nieske, we konden altijd goed met elkaar overweg. Dankje voor je technische ondersteuning, voor je inzet voor de afdeling, maar
Studeren, werken en promoveren zijn eigenlijk niet te combineren; hier ben ik de afgelopen jaren wel
vooral voor je humor en relativeringsvermogen! Evelyn, ik ben blij dat je bij de verschillende projecten
achter gekomen. Hoe dit proefschrift dan uiteindelijk toch tot een goed einde gekomen is, begrijp ik ook
betrokken bent geweest; o.a. de qRT-PCRs in dit boek waren er niet geweest zonder jouw betrouwbare
niet. Ik weet wel dat dit niet was gebeurd zonder het vertrouwen, de hulp en de inzet van velen.
hulp. Ietje, waar nodig kon ik altijd aanspraak doen op je hulp en ervaring in het immunolab; dankjewel. Ellie, ook jouw hulp bij de in situ hybridisaties was van grote waarde. Michiel en Michel, dank voor jullie
Dr. J.C.V.M. Copray, beste Sjef, na een onverwachte maar onvermijdbare wisseling van hoofdproject werd
inzet bij het subkloneren en de microscopie, en Freark, dank voor je hulp bij de EM. Marjolein en Loes:
duidelijk dat ik gaandeweg nevenprojecten bij het onderzoek moest betrekken. Hierdoor was het niet
dank voor de organisatie op het celkweek- en het ML-II lab! Geert Mesander, Henk Moes en Roelof Jan
altijd gemakkelijk de rode draad in de het oog te houden en einddoelen te stellen, eens temeer daar ik er
van der Lei: dank voor alle hulp bij het FACS-sorten en de flow-cytometrie.
gedurende een groot deel van mijn promotietijd naast het onderzoek andere verplichtingen op nahield. Jij hebt als co-promotor dit proces uiteindelijk in goede banen weten te leiden. Je geduld, vertrouwen,
De stafleden van de afdeling Neuroscience, dr. B.J.L. Eggen, dr. R. Bakels, dr. I. Zijdewind, prof. dr. K. Biber,
en wetenschappelijke input zijn van cruciaal belang geweest. Heel veel dank!
en sinds kort prof. dr. J.D. Laman en dr. A. Kocer, ben ik zeer erkentelijk voor hun betrokkenheid. Graag wil ik daarnaast mijn collega-onderzoekers bedanken. Dr. V. Balasubramaniyan, dear Veerakumar, you have
Prof. dr. H.W.G.M. Boddeke, beste Erik: je doelmatige benadering van problemen, je pragmatische
not only been of great help, but also a pleasant colleague and a good friend; thank you for that, and I
adviezen en je nuchtere en positieve instelling waren altijd een aanmoediging om vol te houden en
hope we shall keep in contact! Dr. M.R. Czepiel, dear Marcin, thank you for your collaboration on several
verder te gaan. Je stond er steeds voor open om van gedachten te wisselen en met regelmaat de balans
projects, and your friendship. I wish you and Dr. Śmigielska-Czepiel (Kasia) all best with your newly
op te maken. Als eerste promotor heb je hebt me de vrijheid gegeven mijn interesses te volgen, en vanaf
started (medical) careers! Dr. F. Sher, dear Falak, thanks for your valuable instructions and the good
het begin vertrouwen laten blijken in het welslagen van mijn project; in mijn deeltijdperiode heb je mij
conversations. Dr. S. Moidunny, dear Sham, I felt honored to be your paranymph at your defense; I also
de faciliteiten geboden om het af te maken. Hartelijk dank voor dit alles! Ik wil op deze plaats ook graag
will never forget Queensday 2010! I want to thank my office mates: Dr. R.A. Roessler, Divya (thank you
je echtgenote dr. A.M. van Trigt (Anke) bedanken voor haar betrokkenheid bij de afdeling.
also for your kind collaboration), Arun, Duco, and Zhuoran for all discussions and the good atmosphere in our office. I want to thank my collegues Wandert, Ilia, Thaiany, Dr. V. Kannan, Xin, Zhilin, Suping, Dr. A.H.
Prof. dr. H.P.H. Kremer (UMCG), prof. dr. U.L.M. Eisel (UMCG) en prof. dr. N. Hellings (Universiteit Hasselt,
de Haas, Dr. M. Olah, Dr. H.R.J. van Weering, Dr. E.K. de Jong, Inge, Ria, Koen, Dr. R.P. Thummer, Xiaoming,
België) van de leescommissie ben ik zeer erkentelijk voor het beoordelen van mijn manuscript, en de
Thais, Rianne, Corien, Fabrizio, Annebet, Dr. M. van Zwam, Dr. C.J. Huisman, Dr. R. Somasundaram, Dr.
leden van de oppositie voor hun tijd en moeite. Daarnaast wil ik prof. dr. G.M. Raghoebar (UMCG), mr.
K.F.A. Messanvi, Dr. M. Stančić, Dr. A. Gerrits, and Dr. R. Wichmann for the good time at the Dept. of
dr. E. van Wolde, en prof. dr. J.W.M. Roebroeks en prof. dr. em. P.C. Emmer (Universiteit Leiden) bedanken
Neuroscience and the UMCG. Ik wil tot slot ‘mijn’ studenten Tina Krause, Anneriek de Vries en Niels Haan
voor hun deskundige visie op respectievelijk mijn stellingen nr. 5, 7 en 9.
bedanken, alsook de vele overige studenten die hun bijdrages aan het lab hebben geleverd.
Belangrijk voor het onderhavige werk waren een aantal betrokken experts. Prof. dr. em. J.-P. Nicolai,
Aan de medewerkers van de BCN Office, Diana, Janine en Nynke: dank voor de organisatie van alle
hartelijk dank voor uw inzet en uw enthousiasme tav het zenuwgeleider-project. Dr. M.F. Meek, beste
graduate school activiteiten. Gerry, dank voor het regelen van de zaken rondom mijn aanstelling. En
Marcel, dankzij jou ben ik destijds met mijn promotie begonnen. Prof. dr. Van Dam, beste Go, hartelijk
natuurlijk Trix: hartelijk dank voor de uitstekende organisatie van de afdeling.
dank voor je bijdragen mbt de bioluminescentie. Prof. Dr. med. K.-H. Schäfer, thank you and your laboratory for your invaluable expertise and input regarding my neural crest stem cell studies. Also Dr.
Verder ben ik uiteraard dank verschuldigd aan mijn sponsoren, aan Rudie Knol, Jean-Paul Muis en
D. Grundmann from your lab has been of great help. Prof. dr. G. de Haan, beste Gerald, dank voor je
Micha Wiertz van drukkerij CPI Koninklijke Wöhrmann, en Jan en Shirley van De Weijer Design voor de
inbreng mbt het ‘D27’-project. Prof. dr. J.J. van der Want, beste Han, hartelijk dank voor de EM analyse
professionele service en de prettige samenwerking bij de technische realisatie van dit proefschrift.
en je persoonlijke betrokkenheid; het was een eer om op je UMCG-afscheid muziek te mogen spelen! Dr. K. Sjollema, beste Klaas, hartelijk dank voor je hulp bij de confocale microscopie.
Hoewel niet direct betrokken bij het onderhavige werk, wil ik ook het bestuur en de stafleden van de afdeling Mond-, Kaak- en Aangezichtschirurgie van het UMCG bedanken, met name prof. dr. L.G.M. de Bont en prof. dr. F.K.L. Spijkervet: met dank aan u beiden heb ik inmiddels kunnen beginnen met
168
169
Biography
Biography
List of publications
Ming-San Ma (Delfzijl, The Netherlands, 1981) attended highschool (Willem Lodewijk Gymnasium)
•
in Groningen, The Netherlands. He continued to study Biology at the University of Groningen (19982001; BSc 2012). From 2001-2008 he studied Medicine at the same university. For his Master degree
nerve paralysis’. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery, 2009, 62, 1025-1029. •
he worked on a project regarding peripheral nerve regeneration at the Dept. of Neuroscience of the
M.S. Ma, G.M. van Dam, M.F. Meek, H.W.G.M. Boddeke, J.C.V.M. Copray. ‘In vivo bioluminescent imaging of Schwann cells in a P(DLLA-ε-CL) absorbable nerve guide’. Muscle and Nerve, 2009, 40(5),
University Medical Center Groningen under the supervision of Dr. J.C.V.M. Copray and Prof. Dr. H.W.G.M. Boddeke. This was followed by his clinical internships at the Martini Ziekenhuis in Groningen, and the
M.S. Ma, J.H. van der Hoeven, J.-P.A. Nicolai, M.F. Meek. ‘Sound-induced facial synkinesis after facial
867-871. •
M.S. Ma, M. Czepiel, T.Krause, K.-H. Schäfer, H.W.G.M. Boddeke, J.C.V.M. Copray. ‘Generation
Evangelisches Krankenhaus and the Pius-Hospital in Oldenburg, Germany. In 2007 he did his final clinical
of induced pluripotent stem cells from hair follicle bulge neural crest stem cells’. Cellular
elective in Oral and Maxillofacial Surgery at the University Medical Center Groningen (supervised by Prof.
Reprogramming, 2014, 16(5), 307-313.
Dr. L.G.M. de Bont and Prof. Dr. B. Stegenga), and at the Medical Center Leeuwarden (supervised by Dr.
•
J.G.A.M. de Visscher). In 2008 Ma obtained his medical degree with honors (‘cum laude’) from University of Groningen.
M.S. Ma, H.W.G.M. Boddeke, J.C.V.M. Copray. ‘Pluripotent stem cells for Schwann cell engineering’. Stem Cells Reviews and Reports, 2014, 1-14.
•
M.S. Ma, N. Brouwer, E.M. Wesseling, D.A. Raj, J.J. van der Want, H.W.G.M. Boddeke, V. Balasubramaniyan, J.C.V.M. Copray. ‘Multipotent stem cell factor UGS148 is a marker for tanycytes
From 2008-2010 he continued his research project at the Dept. of Neuroscience as an MD-PhD project, which was extended to the fields of neural stem cells and iPS research. As a part of the double graduate
in the adult hypothalamus’. Molecular and Cellular Neuroscience, 2015 (in press). •
degree required for entering Oral and Maxillofacial Surgery, Ma studied Dentistry at the University of
M.S. Ma, N.G. Blanksma. ‘Stevia in de strijd tegen cariës’. Nederlands Tijdschrift voor Tandheelkunde, 2015, 122, 51-55.
Groningen from 2010-2014 (BSc, 2012; DMD degree expected in 2015); meanwhile he finished his PhD dissertation. He also supervised undergrad student projects, and taught general medicine classes to
Posters
undergrad students Dentistry at the University of Groningen, and to students Dental Hygiene at the University of Applied Sciences, Groningen.
•
M.S. Ma, J.C.V.M. Copray, G.M. van Dam, H.W.G.M. Boddeke, M.F. Meek (2006). ‘Neural crest stem cell derived Schwann cells for peripheral nerve guide tubes’. Dutch Endo-Neuro-Psycho Meeting, 8 juni 2006, Doorwerth.
From 2010 to 2014, Ma worked part-time as a medical doctor (‘ANIOS’) in the Emergency Departments of the Antonius Ziekenhuis in Sneek, The Netherlands, and the Scheper Ziekenhuis Emmen, The Netherlands.
•
M. Czepiel, V. Balasubramaniyan, C. Huisman, M.S. Ma, H.W.G.M. Boddeke, J.C.V.M. Copray (2009).
In September 2014, he started his residency training in Oral and Maxillofacial Surgery (‘MKA-chirurgie’)
‘Oligodendrocyte differentiation from induced pluripotent stem cells’. Stem Cells, Development and
at the University Medical Center Groningen (head of the Department: Prof. Dr. F.K.L. Spijkervet).
Regulation, 28 oktober 2009, Amsterdam. •
European Neuroscience), 6 juli 2010, Amsterdam.
During his medical training he was concertmaster of the Groningen student orchestra Mira and the Groot Entrée Orkest (youth orchestra of the Concertgebouw) in Amsterdam, The Netherlands. Ma also
M.S. Ma, V. Balasubramaniyan, N. Brouwer, H.W.G.M. Boddeke, J.C.V.M. Copray (2010). ‘Localization and function of multipotent stem cell factor (MSCF) in the mouse brain’. 7th FENS (Federation of
In his spare time, Ma plays the violin and has played in numerous (student) ensembles and orchestras. •
M. Czepiel, V. Balasubramaniyan, M. Stancic, M.S. Ma, H.W.G.M. Boddeke, J.C.V.M. Copray (2012).
composes instrumental and orchestral music, and if time permits, he enjoys drawing and painting,
‘Differentiation of induced pluripotent stem cells into functional oligodendrocytes’. Dutch MS
and doing portrait commissions. Ma has two brothers; Prof. Dr. Wei Ji (Whee Ky) Ma is a theoretical
Meeting 2012, Amsterdam.
neuroscientist at New York University, USA. Ying Hao Ma owns an ICT company based in Groningen, The Netherlands.
172
173
Oral presentations •
M.S. Ma, J.C.V.M. Copray, G.M. van Dam, H.W.G.M. Boddeke, M.F. Meek (2006). ‘In vivo Bioluminescence Imaging of Schwann cells in a nerve conduit’. Symposium Experimenteel Onderzoek Heelkundige Specialismen (SEOHS), 10 november 2006, Groningen.
•
M.S. Ma, J.C.V.M. Copray, G.M. van Dam, H.W.G.M. Boddeke, M.F. Meek (2006). ‘In vivo Bioluminescence Imaging of Schwann cells in a nerve conduit’. Annual Meeting of the American Society for Peripheral Nerve (ASPN), 14 januari 2007, Rio Grande, Puerto Rico.
•
M.S. Ma, J.C.V.M. Copray, G.M. van Dam, H.W.G.M. Boddeke, M.F. Meek (2006). ‘In vivo Bioluminescence Imaging of Hair Follicle Derived Schwann cells in a nerve conduit’. The 14th International Congress of the International Confederation for Plastic, Reconstructive and Aesthetic Surgery (IPRAS), 28 juni 2007, Berlijn, Duitsland.
•
M.S. Ma, M. Czepiel, V. Kannan, A.E. de Vries, E. Wesseling, V. Balasubramaniyan, R. Kuijer, A. Vissink, J.C.V.M. Copray, G.M. Raghoebar (2013). ‘Differentiatie van osteoblasten uit iPS-cellen: een nieuwe mogelijkheid voor botreconstructie?’ Najaarsvergadering NVMKA 7 november 2014, Assen.
Awards •
Nederlandse Vereniging voor Mondziekten, Kaak- en Aangezichtschirurgie (NVMKA) BOOA Research Grant 2011.
174