gms | German Medical Science

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
70. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
92. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und
47. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie

02. - 06.10.2006, Berlin

Microarray Analyse diskriminiert mesenchymale Stammzellen aus dem Knochenmarksstroma von trabekulären Knochenfragmenten

Meeting Abstract

  • U. Nöth - Universität Würzburg, Orthopädisches Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Würzburg, Germany
  • R. Ebert - Universität Würzburg, Orthopädisches Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Würzburg, Germany
  • J. Arnholdt - Universität Würzburg, Orthopädisches Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Würzburg, Germany
  • J. Eulert - Universität Würzburg, Orthopädische Klinik, Würzburg, Germany
  • F. Jakob - Universität Würzburg, Orthopädisches Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Würzburg, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 70. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 92. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 47. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 02.-06.10.2006. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2006. DocE.1.4-1299

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgu2006/06dgu0031.shtml

Veröffentlicht: 28. September 2006

© 2006 Nöth et al.
Dieser Artikel ist ein Open Access-Artikel und steht unter den Creative Commons Lizenzbedingungen (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.de). Er darf vervielf&aauml;ltigt, verbreitet und &oauml;ffentlich zug&aauml;nglich gemacht werden, vorausgesetzt dass Autor und Quelle genannt werden.


Gliederung

Text

Fragestellung: Mesenchymale Stammzellen (MSC) sind die Quelle für Entwicklung und Regeneration mesenchymaler Gewebe wie Knochen, Knorpel und Ligamente. Sie residieren in Nischen und können aus unterschiedlichen Geweben isoliert werden, wie Knochenmarkaspirat, Knochenfragmenten, Haut und Synovia. Alle diese verschiedenen Populationen haben das Differenzierungspotential für mesenchymale Gewebe. Wir haben in früheren Arbeiten gezeigt, dass MSC aus Knochenmarksstroma (bone marrow stromal cells, BMSC) und von Knochenfragmenten (bone chip derived mesenchymal stem cells, BCMSC) diesbezüglich in vitro vergleichbare Differenzierungseigenschaften haben. Wir haben jetzt BMSC und BCMSC vergleichend mittels FACS-Analyse und Mikro-Array charakterisiert

Methoden: Nach Isolierung und Vermehrung wurden beide Zelltypen einer ausgedehnten FACS-Analyse unterzogen. Im Folgenden untersuchten wir Populationen aus Hüftköpfen (nach operativem Gelenkersatz) mittels Array-Analyse (Affymetrix HG-U 133A)(6 ansonsten gesunde Spender, 3 Männer, 3 Frauen, Alter zwischen 55 und 60 Jahre).

Ergebnisse: Bei der Analyse von Oberflächenmarkern mittels FACS zeigten sich lediglich in der Expression von Endoglin (CD 105, BCMSC<BMSC) reproduzierbare Unterschiede. Folgende Oberflächenmarker waren ohne Unterschied exprimiert: CD29, 44, 90, 106. Alle Zellen waren negativ für CD 14, 31, 34, 45 und 133. In der Mikroarray-Analyse zeigten sich trotz der relativ langen Kulturphase für beide Populationen reproduzierbare Unterschiede im Genexpressionsmuster. Bei bisher 3 analysierte Probanden (1 Mann, 2 Frauen) waren 60-337 Gene in BMSC höher, 67-230 niedriger exprimiert (Cutoff 1,7-facher Unterschied) im Vergleich mit BCMSC, aber mit hoher interindividueller Variabilität. Eine Anzahl von 10 Genen erweist sich als mit hoher Verlässlichkeit auch interindividuell differentiell exprimiert. 5 Gene waren in BMSC (LCAM-1, ACP-5, DCAMKL1, FGFR2, KCNJ-2), 5 Gene in BCMSC jeweils höher exprimiert (FGF-5S, FGF-5, NCAM-1, dkk-1, TGFα, IGFBP-1). Derzeit werden die Array-Daten aus den 6 verschiedenen Probanden einer komplexen in-silico-Analyse unterzogen, nachfolgend die auffälligsten Kandidatengene erneut einer PCR-Evaluation unterzogen und unbekannte Gene funktionell charakterisiert.

Zusammenfassung: Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich verschiedene Populationen von MSC (respektive deren „transient amplifying pool“) aus dem Knochenmikroenvironment signifikant unterscheiden. Von besonderer biologischer Relevanz sind hierbei Gene wie FGF-Rezeptor 2 und Dickkopf 1 (dkk-1), die für die frühe Phase der Schicksalsentscheidung für eine Differenzierungsrichtung relevant sind. Die molekularen Unterschiede zwischen MSC-Populationen sind von Bedeutung bei der Knochenheilung und –regeneration, da MSC einerseits molekulare Targets für regenerative Therapie darstellen, andererseits aber auch wichtige Werkzeuge für das Tissue Engineering sind.