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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
72. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 94. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 49. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

22. - 25.10.2008, Berlin

Das Melanocortin-System in humanen artikulären Chondrozyten

Meeting Abstract

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  • S. Grässel - Klinik & Poliklinik f. Orthopädie d. Universität Regensburg, Experimentelle Orthopädie, Regensburg, Germany
  • M. Marschner - Klinik & Poliklinik f. Orthopädie d. Universität Regensburg, Experimentelle Orthopädie, Regensburg, Germany
  • M. Böhm - Universitätsklinikum Münster, Klinik für Dermatologie und Venerologie, Münster, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 72. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 94. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 49. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 22.-25.10.2008. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2008. DocEF12-1167

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dkou2008/08dkou025.shtml

Veröffentlicht: 16. Oktober 2008

© 2008 Grässel et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: α-MSH (alpha-Melanozyten-stimulierendes Hormon) ist Bestandteil des Proopiomelanocortin (POMC)-Systems, eines Neuropeptidnetzwerk, welches diverse physiologische Prozesse wie Pigmentierung, Entzündung und Lipogenese reguliert. Melanocortinen wie ACTH wird eine induzierende Funktion im Längenwachstum zugeschrieben, da Chondrozyten der Wachstumsfuge und ihre Vorläufer den Melanocortinrezeptor (MC-3R) exprimieren. α-MSH wurde in der Synovialflüssigkeit von Patienten mit RA nachgewiesen. Ziel der vorliegenden Studie ist eine funktionelle Analyse des Melanocortin-Systems in humanen artikulären Chondrozyten. Speziell wurde der Effekt von α-MSH auf die Expression von MMP-, Kollagen- und Zytokingenen in artikulären Chondrozyten in vitro untersucht.

Methodik: Die Genexpression von MC-1-5R, POMC sowie der Prohormonkonvertasen PACE4 und Furin wurde mittels RT-PCR an frisch isolierten artikulären Chondrozyten, die aus Knorpelresektionen von TEP-Patienten stammen, nachgewiesen. Die MC-1R- und POMC-Expression wurde auf Proteinebene mittels Immunoblot untersucht. Paraffin-eingebettete Knorpelschnitte wurden mit einem anti-MC-1R-Antikörper immungefärbt. Zur cAMP-Messung mittels ELISA wurden die Zellen nach einmaliger Passage auf einer 12-well-Platte ausgesät und am nächsten Tag mit α-MSH (10-6 - 10-10 M) stimuliert. Für Regulationsstudien wurden Chondrozyten nach einmaliger Passage als Micromasspellets kultiviert und nach 1 u. 7 Tagen Kultur jeweils 48h mit 10-6 M α-MSH stimuliert. Ein Kollagen- und MMP-Profil wurde aus dem Kulturüberstand mittels Zymographie erstellt und der Genexpressionslevel von Kollagenen, MMP und Zytokinen mit quantitativer PCR ermittelt.

Ergebnisse: Artikuläre Chondrozyten exprimieren den MC-1R, POMC, PACE 4 und Furin. Mittels Immunhistologie konnte der MC-1R in Knorpelschnitten auf Chondrozyten identifiziert werden. α-MSH reprimiert nach 3 Tagen Pelletkultur die Genexpression von MMP-2, MMP-13, Col1a1, Col2a1,Col10a1, IL-1ß, IL-6 und TGF-ß1, induziert diese aber nach 7 Tagen Pelletkultur. Interessanterweise führte α-MSH in Chondrozyten zu keiner nachweisbaren intrazellulären cAMP-Induktion.

Zusammenfassung: Wir haben gezeigt, dass humane artikuläre Chondrozyten in das Melanocortin-Netzwerk eingebunden sind und Rezeptoren für α-MSH besitzen. α-MSH reguliert differenzierungsabhängig den Genexpressionslevel von Kollagenen, Zytokinen und MMPs. Zu einem frühen Kulturzeitpunkt (3 Tage Pelletkultur) werden diese Gene reprimiert, zu einem späteren Zeitpunkt (10 Tage) werden sie induziert. Diese temporär differenzierte Genregulation könnte auf eine trophische Rolle des Melanocortin-Systems während der Skelettogenese und enchondralen Ossifikation hindeuten, die Regulierung von Zytokin- und MMP-Genen auf eine entzündungsmodulierende Rolle von α-MSH in Chondrozyten. Die fehlende cAMP-Induktion in humanen Chondrozyten durch α-MSH könnte zudem auf andere Signalwege oder auf einen MC-R-unabhängigen Effektormechanismus hindeuten