Laser- Mikrodissektion und molekulare Analyse von endostalen "Lining Cells" aus mineralisiertem humanem Knochen
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Zusammenfassung
Die Osteoporose generell und vor allem der geschlechtsunabhängige Verlust der Knochenmasse im Alter stellen bedeutende Morbiditäts- und Mortalitätsfaktoren für die alternden Gesellschaften der westlichen Hemisphäre dar. Um neue Therapiestrategien zu entwickeln und bekannte Mechanismen aus Tiermodellen verschiedener Spezies auf die komplizierten Umbauvorgänge im menschlichen Knochen zu übertragen sind Untersuchungen der Zell- Zell- Interaktion, vor allem zwischen Osteoblasten- und Osteoklasten im Rahmen des Knochenumbaus notwendig. Dieser Umbau findet in einem spezialisierten Kompartiment, dem sog. "Bone remodelling compartment" statt und schließt eine weiter Zellgruppe, die "Lining Cells", die 75% der endostealen Oberflächen des trabekulären Knochens im menschlichen Skelett bedecken, mit ein. Obwohl in hoher Zahl vorhanden, sind die "Lining Cells" bisher nicht im Fokus der Untersuchungen zum Knochenstoffwechsel gewesen. Eine Schwierigkeit besteht in der genauen Abgrenzung von Osteoblasten und in der Isolation dieser Zellen von der Knochenoberfläche.In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, daß mit Hilfe der Laser- unterstützten Mikrodissektion eine exakte Isolation der "Lining Cells" von den endostealen Oberflächen aus nativem humanen Knochen möglich ist. Dazu wurde ein einfaches Protokoll zur Gefrierschnittaufarbeitung von nativem, mineralisiertem humanem Knochen mit konsekutiver Kernfärbung etabliert, welches eine schnelle Bearbeitung der Proben erlaubt und somit eine Beeinträchtigung von molekularbiologischen Untersuchungen durch Proteinverlust minimiert.Bei der Untersuchung der "Lining Cells" mittels qualitativer RT-PCR konnte als Referenzgen Cbfa1 und zum Studium kataboler Eigenschaften die Expression von mRNA für MMP13 und TIMP-1 nachgewiesen werden. Beide Enzyme spielen eine wichtige Rolle, nicht nur für die Matrixdegeneration (MMP13), sonder auch für andere Zellfunktionen, wie den Schutz vor Apoptose (TIMP-1). Besonders die Expression von MMP13 ist ein Indiz für eine mögliche katabole Funktion der "Lining Cells" im Knochenstoffwechsel und besonders im Knochen des alternden Menschen. Möglicherweise kommt es hier zu einem synergistischen Knochenabbau, zusammen mit der osteoklastären Resorption mineralisierter Matrix. Die Arbeit bietet durch Adaptation der Laser- unterstützen Mikrodissektion einen neuen methodischen Zugang zur Untersuchung verschiedener Knochenzelltypen auf molekularer Ebene in ihrem eigenen Mikromilieu.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler