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Molekularbiologische und immunhistochemische Aspekte von Bandscheibendegeneration an einem in vivo Kaninchen-Modell
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Veröffentlicht: | 19. Oktober 2004 |
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Fragestellung
Trotz neuer Erkenntnisse über das Remodelling von Bandscheiben sind viele pathophysiologische Zusammenhänge weiterhin unklar. Ziel der Studie war deshalb, belastungsabhängige Umbauvorgänge der Bandscheibe molekular an einem etablierten Kaninchen-Tiermodell zu charakterisieren.
Methoden
Mit Hilfe eines externen Apparates wurde das Segment L3/4 mit 200N 28 Tage axial komprimiert (n=7). Der Vergleich erfolgte mit einer Sham-Gruppe (n=8). Die Bandscheiben L3/4 wurden nach 28 Tagen entnommen und sagittal halbiert. Eine Hälfte wurde mittels real-time RT-PCR zur Quantifizierung ausgewählter Gene analysiert. Zur Proteinanalyse wurde die andere Hälfte der Bandscheibe immunhistochemisch auf Kollagen I und II sowie Aggrecan angefärbt.
Ergebnisse
Die Kompressionsgruppe zeigte eine statistisch signifikante Hochregulation folgender Matrix-Gene: Kollagen I (6,46x; p=0,018), Biglycan (2,97x; p=0,049), Decorin (4,64x; p=0,043), Fibromodulin (2,6x; p=0,037). Kollagen II, Aggrecan, Osteonectin und Fibronectin waren im Trend hochreguliert. Das Metalloproteinaseinhibitor-Gen TIMP-1 wurde 4,5x hochreguliert (p=0,007). MMP-13 konnte nur in degenerierten Bandscheiben detektiert werden. Auf Proteinebene zeigten komprimierte Bandscheiben eine Verminderung von Aggrecan und Kollagen I.
Schlussfolgerungen
In unserem Tiermodell führte die mechanisch induzierte Bandscheibendegeneration zur Degradation von Matrixproteinen. Stimulierte Metalloproteinasen wie MMP-13 scheinen hierzu wesentlich beizutragen. Hochregulierte Matrixprotein-Gene und Metalloproteinaseinhibitor-Gene stellen eine mögliche kompensatorische Antwort auf die Degradation dar.