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Chondrozytäre Synthese von Prolyl-4-hydroxylasen unter Hypoxie und im arthrotischen Gelenkknorpel
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Published: | September 28, 2006 |
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Einleitung: Im Verlauf des arthrotischen Knorpelschadens kommt es zu einer gesteigerten Synthese des Typ II Kollagens. Eine gesteigerte Synthese und Akkumulation von Kollagenen lässt sich in verschiedenen Zellsystemen unter hypoxischen Kulturbedingungen beobachten. Prolyl-4-hydroxylasen (P4H`s) sind sehr wichtige Enzyme in der Kollagensynthese, welche erst die Formation der Tripelhelix und die Sekretion des Prokollagens ermöglichen. Ziel dieser Arbeit ist es die Synthese von Prolyl-4-hydroxylasen im gesunden und arthrotischen Gelenkknorpel zu untersuchen, und ob niedriger Sauerstoffpartialdruck diese Synthese beeinflusst.
Methoden: Die Synthese der Untereinheiten der P4H`s wurde mittels Immunhistochemie, konventioneller PCR und real-time PCR im gesunden und arthrotischen Gelenkknorpel analysiert. Im primären artikulären Chondrozyten wurde der Einfluss von Hypoxie auf die Typ II Kollagen-Synthese, auf die Aktivität des Transkriptionsfaktor HIF-1alpha und auf die Synthese der P4H`s, mittels ELISA, Doppelimmunfluoreszenz, Westernblotting und real-time PCR, untersucht. In weiterführenden Experimenten wurde durch chemische Inhibition des HIF-1 der Einfluss des Transkriptionsfaktors auf die Kollagensynthese und auf die mRNA Expression der P4H`s charakterisiert.
Ergebnisse: Unsere Daten zeigen, dass speziell die Untereinheit P4HA2 sowohl unter hypoxischen Bedingungen als auch während der Arthrose signifikant gesteigert synthetisiert wird, während die korrespondierende Untereinheit P4HB im Überschuss vorhanden ist. Die gesteigerte Synthese von P4HA2 als auch die gesteigerte Synthese von Typ II Kollagen können durch Inhibition des Transkriptionsfaktors HIF-1alpha blockiert werden.
Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse zeigen, dass die vermehrte Synthese von Prolyl-4-hydroxylasen und von Typ II Kollagen im arthrotischen Gelenkknorpel auf die gesteigerte Aktivität des Transkriptionsfaktors HIF-1alpha zurückzuführen sind. Neben einer gesteigerten Genexpression des Typ II Kollagens kommt es im Verlauf der Arthrose auch zu einer Beschleunigung der post-translationellen Modifikationen im Kollagenstoffwechsel.