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Druckabhängige Genexpression in Chondrozyten
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Veröffentlicht: | 11. November 2003 |
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Fragestellung
Druckbelastungen im physiologischen Bereich sind für den Knorpelmetabolismus essentiell. Unphysiologisch hohe Drücke werden als induktiver und perpetuierender Faktor der humanen Arthrose diskutiert. Ziel dieser Untersuchung war es, die druckabhängige Induktion von SOX-9 (Haupttranskriptionsfaktor der Kollagen Typ II-Synthese) zu charakterisieren, da im humanen Gelenkknorpel erhöhte Kollagen Typ II-Expressionen mit arthrotischen Schädigungen korreliert sind.
Methoden
Zur Quantifizierung wurden bovine Femurkondylen ex vivo mit Hilfe einer Werkstoffprüfmaschine (2000 sinoide Zyklen; 0,5 Hz) zwischen 0,2 und 0,8 MPa lokal belastet. Nach der Druckapplikation wurde das belastetet Knorpelgewebe zur RNA-Extraktion präpariert. Als Kalibrator diente angrenzendes unbelastetes Gewebe. Die Genexpression von SOX-9 wurde in der Real-Time-PCR quantifiziert. Die Zellvitalität wurde durch Fluoreszenzmarkierungen in einer Lebend/Tod-Diskriminierung bestimmt.
Ergebnisse
Zyklische Druckbelastungen mit 0,2 MPa und 0,4 MPa führten zu einer Abnahme der SOX-9-Expression (unbelastet: = 1; 0,2 und 0,4 MPa = 0,7). Hingegen zeigten höhere Druckbelastungen (0,8 MPa) eine Induktion der SOX-9 mRNA (1,4 versus 1). Die Zellvitabilität war in den angewandten Druckbereichen unverändert und vergleichbar mit angrenzendem unbelastetem Gewebe.
Schlussfolgerungen
Unsere Ergebnisse zeigen, dass der exogene Stimulus "Druck" an einer Induktion der SOX-9-Expression beteiligt ist, wodurch sich Hinweise auf eine drucksensitive Regulation der Genexpression in der Arthrose ergeben.