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Proline-rich transcript of the brain (prtb) beeinflusst die Knochenmasse in vivo
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Autoren
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Dirk Sommerfeldt
- Klinik und Poliklinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf, Hamburg, Deutschland
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M. Priemel
- Klinik und Poliklinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf, Hamburg, Deutschland
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T. Schinke
- Klinik und Poliklinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf, Hamburg, Deutschland
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S. Mansour
- Dept. of Human Genetics, University of Utah, Salt Lake City, UT, U.S.A.
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M. Amling
- Klinik und Poliklinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf, Hamburg, Deutschland
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J.M. Rueger
- Klinik und Poliklinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf, Hamburg, Deutschland
| Veröffentlicht: | 7. Oktober 2004 |
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Gliederung
Text
Einleitung
Wir konnten kürzlich zeigen, daß das noch nicht lange bekannte Gen „Proline-rich transcript of the brain“ oder prtb, neben dem Gehirn auch im Knochen und hier vor allem im Osteoblasten einen Expressionsort besitzt. Weiterhin konnten wir zeigen, daß prtb im Osteoblasten in vitro bei der Adhäsion an Matrixproteinen wie Fibronektin oder Vitronektin innerhalb der ersten 10 min hochreguliert wird. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, eine mögliche Beeinflussung des Knochenstoffwechsels in vivo mithilfe eines knock-out Mausmodells zu überprüfen.
Material und Methoden
Prtb-knockout-Mäuse wurden generiert und zusammen mit Wildtypmäusen aus demselben Wurf mit einem doppelten Calcein-Label versehen. Nach 10 Wochen und 6 Monaten wurde von 5 Tieren pro Gruppe eine Kontaktradiographie des gesamten Skeletts und eine statische und dynamische Histomorphometrie der Lendenwirbelkörper und der proximalen Tibia durchgeführt.
Ergebnisse
Die prtb-knockout-Mäuse wiesen keine groben morphologischen Veränderungen auf. Bereits in der Kontaktradiographie zeigte sich jedoch eine Zunahme der Trabekelstruktur im Wirbelkörper. In der statischen Histomorphometrie konnte eine Zunahme der Knochenmasse um 41% (17.85 ± 1.12% vs. 12.7 ± 2.01%, p < 0.001) bei den 10 Wochen alten Tieren sowie eine Zunahme um 38% bei den 6 Monate alten Tieren beobachtet werden. Die Zellzahlbestimmung der Osteoblasten und Osteoklasten bei den prtb-knockout-Mäusen wies keine Unterschiede im Vergleich zum Wildtyp auf. In der dynamischen Histomorphometrie konnte jedoch eine deutliche Steigerung der Knochenformationsrate bei den prtb-knockout-Mäusen gezeigt werden (223.79 ± 76.42 mm3/mm2/y vs. 144.61 ± 39.08 mm3/mm2/y).
Schlussfolgerung
Diese Ergebnisse sprechen für eine funktionelle Beeinflussung des Osteoblasten durch prtb ohne Einfluss auf Apoptose, Proliferation oder Differenzierung. Genauer gesagt scheint prtb ein negativer Regulator der Knochenmasse zu sein. Besonders interessant erscheint uns in diesem Kontext die Tatsache, dass prtb selektiv nur im Gehirn und im Knochen exprimiert wird. Weitere Unterschungen, z.B. eine funktionelle Analyse der Osteoblasten von prtb-knockout-Mäusen in vitro, sollen genauer darüber Aufschluss geben, welche Rolle prtb im Knochen im Detail zukommt.
