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Mechanisch induzierte Expression von FosB in humanen Knochenmarkstromazellen
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Autoren
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E. Hesse
- Yale University School of Medicine, Department of Orthopaedics and Cell Biology, New Haven, United States of America
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M. Jagodzinski
- Unfallchirurgische Klinik, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover, Germany
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M. Drescher
- Unfallchirurgische Klinik, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover, Germany
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C. Haasper
- Unfallchirurgische Klinik, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover, Germany
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M. Wehmeier
- Klinische Chemie, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover, Germany
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C. Krettek
- Unfallchirurgische Klinik, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover, Germany
| Veröffentlicht: | 28. September 2006 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: FosB gehört zur Familie der AP-1 Transkriptionsfaktoren. Durch alternatives Spleißen entstehen zwei Isoformen, welche die Osteoblastendifferenzierung und Knochenformation beeinflussen. In einem Mausmodell wurde gezeigt, dass FosB mechanisch induziert und auf Transkriptionsebene reguliert wird. Ziel dieser Studie ist die Untersuchung der Effekte unterschiedlicher mechanischer Stimulationsmuster auf die FosB Expression in humanen Stromazellen des Knochenmarks (hBMSC).
Methoden: Aus Knochenmarkaspiraten von 7 gesunden Individuen wurden hBMSC gemäß Standardprotokollen isoliert. Die Zellpopulation wurde unter osteogenen Bedingungen durch Zusatz von Vitamin C, β-Glycerolphosphat und Dexamethason kultiviert. In Passage 4 wurden die Zellen in flexible Silikonschalen überführt und für 2 Stunden ein- bis dreimal am Tag 1 und dreimal am Tag 4 und 7 mittels kontrolliertem Stimulationssystem einer zyklischen uni-axialen mechanischen Dehnung in zwei Gruppen (2%/8%, 1Hz) unterzogen. Nach Isolation der RNA erfolgte die Bestimmung der FosB Expression mittels quantitativer real-time RT-PCR. Alle Proben wurden unabhängig behandelt und zu den nicht stimulierten Kontrollansätzen korreliert. Die statistische Auswertung erfolgte durch ANOVA mit Paarvergleich und Mann-Whitney Test.
Ergebnisse: In beiden Gruppen wurde die FosB Expression durch die mechanische Stimulation gesteigert. FosB wurde signifikant (p<0.05) stärker in der Gruppe mit 8% Dehnung zu allen Zeitpunkten exprimiert und blieb verglichen mit der Gruppe mit 2% Dehnung für den gesamten Zeitraum hochreguliert. In der Gruppe mit 2% Dehnung nahm die FosB Expression nach initialer Hochregulation nach Tag 4 ab. Am Tag 1 zeigte sich ein signifikanter (p<0.05) Anstieg der FosB Expression in der Gruppe mit 8% Dehnung nach einem, zwei und drei Dehnungszyklen, wohingegen eine Dehnung von 2% lediglich nach dem zweiten Dehnungszyklus eine FosB Expression bedingte.
Schlussfolgerungen: Die zyklische mechanische Stimulation induzierte die Transkription von FosB in noch nicht vollständig osteogen differenzierten humanen mesenchymalen Vorläuferzellen. Unterschiedliche Stimulationsmuster führten zu charakteristischen Expressionskinetiken. Die Ergebnisse bestätigen die Verbindung zwischen mechanischer Stimulation und FosB Expression und legen eine Beteiligung dieses Effektes an der Knochenformation beim Menschen nahe.
