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Bedeutung von TAZ bei der adipogenen-osteogenen Transdifferenzierung
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Authors
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J. Zhang
- First Affiliated Hospital, Xi’an Jiaotong University, Department of Orthopaedics, Xi’an, China
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W. Böcker
- Chirurgische Klinik - Innenstadt, LMU München, Experimentelle Chirurgie und Regenerative Medizin, München, Germany
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Z. Yin
- First Affiliated Hospital, Xi’an Jiaotong University, Department of Orthopaedics, Xi’an, China
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D. Docheva
- Chirurgische Klinik - Innenstadt, LMU München, Experimentelle Chirurgie und Regenerative Medizin, München, Germany
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W. Mutschler
- Chirurgische Klinik - Innenstadt, LMU München, Experimentelle Chirurgie und Regenerative Medizin, München, Germany
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M. Schieker
- Chirurgische Klinik - Innenstadt, LMU München, Experimentelle Chirurgie und Regenerative Medizin, München, Germany
| Published: | October 16, 2008 |
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Fragestellung: Patienten mit Osteoporose zeigen eine Verfettung des Markraumes mit einem erniedrigten Knochen-zu-Fett-Anteil. Die Ursachen hierfür sind ungeklärt. Humane mesenchymale Stammzellen (hMSCs) besitzen die Fähigkeit in Gewebe mesenchymalen Ursprungs, wie Fett und Knochen zu differenzieren. Seit kurzem ist bekannt, dass der Transkriptionsfaktor TAZ sowohl zu einer osteogenen Differenzierung durch Co-Aktivierung Runx2-abhängiger Gene, als auch zu einer Inhibition der PPARγ-vermittelten adipogenen Differenzierung von hMSCs führt. Bisher ist allerdings die Rolle von TAZ bei der adipogenen-osteogenen Transdifferenzierung nicht bekannt.
Methodik: Zunächst wurden hMSCs von zwei Spendern für 3 Wochen adipogen und anschließend für 3 Wochen osteogen differenziert. Adipogene Differenzierung wurde mittels Oil-red-O Färbung und Expression von PPARγ und AP2 charakterisiert. Osteogene Transdifferenzierung wurde durch Alizarin Red S Färbung und Expression von Osterix und Runx2 untersucht. Die TAZ-Expression während der osteogenen Transdifferenzierung wurde mit RT-PCR und Western-Blot charakterisiert. Der Einfluss von TAZ während der osteogenen Transdifferenzierung wurde mittels siRNA Knockdown und lentiviraler Überexpression von TAZ untersucht.
Ergebnis: HMSCs ließen sich adipogen und anschließend osteogen transdifferenzieren. Während der osteogenen Transdifferenzierung kam es zu einer Hochregulation von endogenem TAZ auf RNA- und Protein-Ebene. Mit Hilfe einer TAZ-spezifischen siRNA konnte ein 70%iger Knockdown des endogenen TAZ erzielt werden. Dies führte zu einer signifikanten Abnahme der osteogenen Transdifferenzierung (p 0,001). Eine ektopische Expression von TAZ nach lentiviralem Gentransfer zeigte demgegenüber eine signifikante Zunahme der osteogenen Transdifferenzierung (p 0,001).
Zusammenfassung: Wir konnten erstmals zeigen, dass der Transkriptionsfaktor TAZ eine wichtige Rolle bei der osteogenen Transdifferenzierung adipogen differenzierter hMSCs spielt. Dadurch könnte TAZ möglicherweise eine bedeutende Funktion bei dem gestörten Knochen-zu-Fett-Verhältnis osteoporotischer Patienten haben.
