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Fragestellung: Beim Riesenzelltumor (RZT) handelt es sich um einen häufigen, aber im Allgemeinen benignen Knochentumor, der jedoch lokal ein sehr aggressives Verhalten aufweist und zu umfangreichen Knochenschädigungen führt. In seltenen Fällen kann es auch zur malignen Transformation kommen. Die Expression früher Osteoblasten- und mesenchymaler Stammzellmarker, sowie das hohe Differenzierungspotential der neoplastischen Stromazellen deuten darauf hin, dass diese Tumorzellen der Osteoblastenlinie entstammen und sich aus mesenchymalen Stammzellen (MSC) entwickeln. Welche Faktoren für diese neoplastische Transformation von MSCs verantwortlich sind ist jedoch ungeklärt.

Da der negative regulatorische Einfluss von microRNAs auf die Expression verschiedener Tumor-relevanter Gene zunehmend an Bedeutung in der Onkologie gewinnt, sollte die Frage, ob solche Regulationsmechanismen auch bei der Pathogenese des Riesenzelltumors eine Rolle spielen, durch eine genomweite microRNA Expressionsanalyse in RZT- und MSC-Zelllinien geklärt werden.

Methodik: Die Expression von 866 microRNAs (Sanger mirBase 12.0) wurde mittels microRNA-Arrays an je vier RZT- und MSC-Primärkulturen analysiert. Die Arrays wurden anhand des Medians aller Signale normalisiert und signifikant unterschiedlich exprimierte microRNAs mit Hilfe der Software SAM (Significance Analysis of Microarrays) und einem Wilkoxon-Test ermittelt. Bedingung war ein >2-facher Expressionsunterschied und ein p-Wert< 0.05. Eine Validierung dieser Daten erfolgte durch quantitative PCR an zehn RZT-Gewebeproben und zehn MSC-Zelllinien. Mögliche Zielgene der identifizierten microRNAs wurden durch die Web-tools „TargetScan“, „Pictar“ und „DIANA-T“ ermittelt. Die Expression dieser Zielgene wurde ebenfalls mittels quantitativer PCR an zehn RZT-Gewebeproben und zehn MSC-Zelllinien quantifiziert.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die Array Analysen ergaben 26 signifikant unterschiedlich exprimierte microRNAs, wobei 23 microRNAs in MSCs und nur drei in RZTs höher exprimiert waren. Eine Cluster Analyse mit diesen 26 microRNAs ergab eine deutliche Unterscheidung von RZTs und MSCs. Die Expressionsunterschiede von zehn ausgewählten microRNAs konnte in acht Fällen an RZT-Gewebeproben und MSC-Zelllinien (je n=10) validiert werden. Zudem konnten signifikante Expressionsunterschiede möglicher Zielgene an RZT-Gewebeproben und MSC-Zelllinien (je n=10) nachgewiesen werden.

Unsere Beobachtung von nur geringen microRNA Expressionsunterschieden zwischen RZT und MSC (ca. 3%) bestätigen die vermutete, nahe Verwandtschaft dieser Zelltypen. Dennoch erlaubt die identifizierte microRNA-Signatur eine klare Abgrenzung von RZT und MSC. Diese microRNAs bzw. deren Zielgene stellen somit viel versprechende Kandidaten für die neoplastische Transformation mesenchymaler Stammzellen im Rahmen der Riesenzelltumorpathogenese, mit möglichem diagnostischem und therapeutischem Potential dar.