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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie, 75. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 97. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 52. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

25. - 28.10.2011, Berlin

Midkine-Defizienz erhöht die kortikale Knochenbildung nach mechanischer Belastung

Meeting Abstract

  • A. Liedert - Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Ulm, Germany
  • R. Bindl - Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Ulm, Germany
  • T. Schinke - Institut für Osteologie und Biomechanik, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Hamburg, Germany
  • M. Amling - Institut für Osteologie und Biomechanik, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Hamburg, Germany
  • A. Ignatius - Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Ulm, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 75. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 97. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 52. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 25.-28.10.2011. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2011. DocPO16-872

DOI: 10.3205/11dkou633, URN: urn:nbn:de:0183-11dkou6338

Veröffentlicht: 18. Oktober 2011

© 2011 Liedert et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Einige Studien deuten auf eine regulatorische Funktion des Wachstumsfaktors Midkine (Mdk) im Knochenremodeling hin. Ein potentieller Rezeptor von Mdk ist die Rezeptor-Protein-Tyrosin-Phosphatase Typ zeta (Ptprz1). Protein-Tyrosin-Phosphatasen sind an der Regulation von Proliferation und Differenzierung von Knochenzellen beteiligt. Ziel dieser Studie war die Untersuchung der Rolle von Mdk in der mechanisch-induzierten Knochenbildung mittels eines Mdk-defizienten Maus-Modells.

Methodik: Es wurden die rechten Ulnae von weiblichen Mdk-defizienten Mäusen und Wild-Typ-Mäusen durch eine axiale Kompression für 1 min an 5 aufeinanderfolgenden Tagen pro Woche für 2 Wochen belastet. Die linken nicht belasteten Ulnae dienten als interne Kontrollen. Es erfolgte die histomorphometrische Quantifizierung der periostalen mineralisierenden Oberfläche im Verhältnis zum Gesamtknochenumfang (PsMS/BPm), die periostale Wachstumsrate des mineralisierenden Knochens (PsMAR) und die periostale Knochenneubildungsrate im Verhältnis zur Gesamtknochenoberfläche (PsBFR/BS). Osteoblastäre Zellen wurden mit einem Wnt-responsiven Luciferase-Reportergen transfiziert, mit einem Mdk- bzw. mit einem Ptprz1- und Wnt3a-Expressionsplasmid kotransfiziert und die Wnt-vermittelte Signaltransduktion wurde analysiert. Osteoblasten wurden durch zyklische Dehnung mit und ohne rekombinantem Mdk belastet. Mittels Immunoblotting wurde die Expression von Wnt/β-Catenin-Zielgenen analysiert.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Es zeigte sich, dass die PsMS/BPm, die PsMAR und die PsBFR/BS in den Mdk-defizienten Mäusen im Vergleich zu den Wildtyp-Mäusen nach mechanischer Belastung erhöht war. Die Wnt3a-induzierte Genexpression wurde durch die gleichzeitige Expression von Mdk und Ptprz1 blockiert. Die Expression von Wnt/β-Catenin-Zielgenen wurde nach Mdk-Zugabe ohne und mit mechanische/r Belastung erniedrigt. Die beobachtete erhöhte mechanisch-induzierte Knochenbildung in Mdk-defizienten Mäusen ist vermutlich zumindest zum Teil auf eine erhöhte Aktivierung des Wnt-Signalwegs in diesen Mäusen und zusätzliche mechanische Belastung zurückzuführen.