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Immunhistochemische und molekulare Zellcharakterisierung des humanen Periostes
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Autoren
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S.P. Frey
- Universität Würzburg/Zentrum Operative Medizin, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Würzburg, Germany
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O. Gautschi
- Universitätsspital St. Gallen, Abteilung für Neurochirurgie, St. Gallen, Switzerland
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A. Toffoli
- University of Western Australia, School of Anatomy and Human Biology, Perth, Australia
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L. Filgueira
- University of Western Australia, School of Anatomy and Human Biology, Perth, Australia
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R. Zellweger
- Royal Perth Hospital, Department of Orthopaedic and Trauma Surgery, Perth, Australia
| Veröffentlicht: | 9. Oktober 2007 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, phenotypische Eigenschaften und Verteilung der Zellen des humanen Periostes mit immunohistochemischen und molekularen Methoden zu untersuchen.
Methodik: Hierfür wurden 15 periostale Explantate (10x5mm2) bei operativen Eingriffen medial an der proximalen Tibia entnommen (Royal Perth Hospital Human Research Ethics Committee). Bei der Entnahme wurde sorgfältig darauf geachtet, dass weder das oberflächliche Stratum fibrosum noch die an die Korticalis grenzende tiefere und zellreichere Cambiumschicht beschädigt wurden. 7 Explantate wurden für Immunfluoreszenz Mikroskopie (confokal) vorbereitet. Weitere 8 Explantate wurden zur molekularen Untersuchung für die real-time polymerase chain reaction (rt-PCR) vorbereitet. Als immunhistochemische Marker wurden verwendet: Vimentin, Stro-1, Runx-2 (runt related transcription factor)/cbfa-1 (core-binding factor), ALP (alkaline phosphase), MHC class II, CD3, TRAP (tartrate-resistant acid phosphatase). Als zellspezifische Marker für die rt-PCR wurden verwendet: ALP, cbfa-1/Runx-2, Rank-L (receptor activator of NF- κB), M-CSF (macrophage colony-stimulating factor), Osx (Osterix)/SP7-s, SP7-l, Sox-9 (SRY (sex determing region Y) box 9), TRAP, CTR (calcitonin receptor), cathepsin K.
Ergebnisse: Das Stratum fibrosum, welches dem Periost eine stabilisierende Wirkung gibt, bestand vor allem aus einem zellarmen Bindegewebe. Überwiegend hatten die Zellen ein fibroblastisch spindelförmiges Aussehen. Der überwiegende Anteil der Zellen in der Cambiumschicht war positiv für Vimentin (Vimentin +). Darüber hinaus wurden stromale Stammzellen (stro-1 +) vor allem in Korticalisnähe gesehen. Mit confokaler Mikroskopie wurde das cytoplasmatische Expressionsmuster von cbfa-1/Runx2 bestätigt. In Ausrichtung zur Korticalis wurden vereinzelt TRAP + Zellen gefunden, was auf das Vorliegen von osteoclastischen Zellen einer frühen Entwicklungstufe hinweist. Interessanterweise zeigte sich auch eine intracelluläre MHC class II + Expression, was auf das Vorliegen von dendritischen Zellen hindeutet. Die Expression osteoblastischer Marker (Cbfa-1/Runx2, ALP, SP7/Osterix, M-CSF, RANK-L) in der rt-PCR unterstützen die Ergebnisse der Immunfluoreszenz. Ferner waren osteoklastische Marker (CTR, TRAP, cathepsin K) als auch Differenzierungsfaktoren, die von Osteoblasten exprimiert werden (M-CSF, Rank-L), positiv. Außerdem war der chondroblastische Marker Sox-9 positiv und deutet auf das Vorliegen chondrosblastischer Zellen hin.
Schlussfolgerungen: Die vorliegende Studie charakterisiert die Zellen des humanen Periostes. Zellen osteoblastischer und chondroblastischer Herkunft als auch deren Vorläuferzellen wurden in der Cambiumschicht detektiert. Zusätzlich wurden Osteoklasten und dendritische Zellen in der gleichen Schicht gefunden. Sowohl zukünftige Studien als auch ein möglicher klinischer Einsatz z.B. im Rahmen einer Transplantation spezifischer Zellpopulationen ist denkbar.
