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Fragestellung: WISP3/CCN6 (wnt1 inducible signalling pathway protein 3) ist ein matrizelluläres Signalprotein und gehört zur Stukturfamilie der CCN-Proteine. Die 6 Mitglieder weisen eine gemeinsame Domänenstruktur auf und wirken in nicht-redundanter Weise sowie Zell- und Gewebe-spezifisch. Sie beeinflussen dabei wichtige Vorgänge wie Zellproliferation, Adhäsion, Differenzierung und Zellfunktion. Funktionell inaktivierende WISP3-Mutationen führen zur Erkrankung Progressive Pseudorheumatoide Arthritis, deren Pathophysiologie bislang unklar ist. Systematische Studien zur Aufklärung der WISP3-Funktion in Zellen des muskuloskelettalen Systems fehlen bislang. In Vorarbeiten haben wir die Expression von WISP3 in mesenchymalen Stammzellen (MSCs) nachgewiesen und MSCs als Zielzellen der WISP3-Wirkung identifiziert.

Methodik: WISP3 wurde in Insektenzellen exprimiert und das rekombinante Protein mittels Affinitätschromatographie als Fusionsprotein mit der Fc-Domäne des humanen IgG gereinigt. MSCs erhielten 0.5 µg/ml des WISP3-Proteins und aus der totalen RNA wurde das globale Genexpressionsmuster in Affymetrix Array-Analysen ermittelt und mit Kontrollzellen verglichen. Array-Ergebnisse wurden durch RT-PCR-Analysen verifiziert sowie bioinformatisch ausgewertet.

Ergebnisse: Wiederholte Hybridisierungen von RNA aus WISP3-behandelten und Kontrollzellen zu Affymetrix HG-U 2.0 plus Arrays identifizierten insgesamt 111 reproduzierbar WISP3-regulierte Transkripte in MSCs. RT-PCR Analysen bestätigten in der großen Mehrzahl die Befunde der Array-Analysen. Die Gabe des für die Reinigung des Proteins hilfreichen IgG Fc-Tag allen zu MSCs hatte keinen Effekt auf regulierte Genprodukte. Ein Cluster von Interferon-induzierbaren Genen einschließlich Chemokinen und Mitgliedern der TNFSF-Superfamilie wurde als WISP3-abhängig identifiziert. RT-PCR Analysen zusätzlicher Zeitreihen bestätigten diese Befunde, zeigten eine Genregulation bereits nach 12 Stunden der Behandlung und zusätzlich, dass Interferone und WISP3-Behandlungen in MSCs unabhängig voneinander diese Zielgene beeinflussten. Weiterführende Analysen wiesen in der RT-PCR darauf hin, dass diese Zielgene auch in Chondrozyten WISP-3-abhängig reguliert sind.

Schlussfolgerungen: Identifizierte WISP3-abhängige Genprodukte stehen im Zusammenhang mit anti-Angiogenese, Apoptose und immunresponsiven Prozessen. Die Befunde der WISP3-abhängigen Genregulation könnten Implikationen für die Rolle von WISP3 im Knorpelgewebe im Sinne einer protektiven Funktion in der Knorpelhomöostase aufweisen. Gleichzeitig eröffnen diese neuen Informationen Optionen zur Aufklärung der bislang unbekannten Pathophysiologie der Erkrankung Progressive Pseudorheumatoide Arthritis.