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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

21. - 24.10.2009, Berlin

Werkzeuge zur Funktionsaufklärung von WISP-Proteinen

Meeting Abstract

  • N. Schütze - Orthopädische Klinik, König-Ludwig-Haus, Orthopädisches Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Würzburg, Germany
  • S. Hilpert - Orthopädische Klinik, König-Ludwig-Haus, Orthopädisches Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Würzburg, Germany
  • S. Jatzke - Orthopädische Klinik, König-Ludwig-Haus, Orthopädisches Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Würzburg, Germany
  • K. Schlegelmilch - Orthopädische Klinik, König-Ludwig-Haus, Orthopädisches Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Würzburg, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 21.-24.10.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. DocWI21-839

DOI: 10.3205/09dkou196, URN: urn:nbn:de:0183-09dkou1969

Published: October 15, 2009

© 2009 Schütze et al.
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Fragestellung: WISP-Proteine (wnt1 inducible signalling pathway protein 1-3/CCN4-6) sind extrazelluläre Signalgeber die der Strukturfamilie der CCN-Proteine angehören. Die sechs Mitglieder weisen eine identische Domänenstruktur auf und wirken in z. T. nicht-redundanter Weise zell- und gewebespezifisch. Sie beeinflussen wichtige zelluläre Vorgänge wie Proliferation, Adhäsion, Apoptose und Differenzierung. Die drei WISP-Proteine scheinen durch ihre Verbindung mit dem Wnt/ß-catenin Signaltransduktionsweg für die Skelettentstehung wichtig zu sein. Studien zur Funktionsaufklärung der drei Proteine in Zellen des muskuloskelettalen Systems sind bislang jedoch selten.

Methodik: Die offenen Leserahmen von WISP1 (zwei Transkriptvarianten), WISP2 und WISP3 wurden als Fc-Fusionsproteine mit Hilfe des Baculovirus-Systems exprimiert, durch Affinitätschromatographie gereinigt und mit Silbergel- und Western Blot-Analysen auf Reinheit und Größe überprüft. Humane mesenchymale Stammzellen (MSCs) aus dem Knochenmark wurden anhand ihrer Differenzierungsfähigkeit in Chondrozyten, Osteoblasten und Adipozyten durch spezifische Marker und mittels immunzytochemischer Färbungen charakterisiert. RT-PCR Analysen dienten zur Darstellung von Expressionsmustern der WISP-Proteine während der MSC Differenzierungswege und in Zellen des muskuloskelettalen Systems. shRNA's für WISP-Proteine wurden lentiviral in MSC und Chrondrozyten transduziert und die funktionelle Inaktivierung des Zielproteins durch RT-PCR und Western-Blot überprüft.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die Affinitätschromatographie führte zu 200 bis 400µg des jeweiligen WISP-Proteins. Silbergel- und Western Blot-Analysen zeigten eine Reinheit von >95% und eine einzelne Bande der erwarteten Größe. RT-PCR Analysen wiesen eine deutliche Abnahme der Proteinexpression während der chondrogenen (WISP2, WISP3) und adipogenen (WISP2) Differenzierung auf. Speziell WISP3 weist nicht redundante Funktionen bei MSC und Chondrozyten auf. So werden in MSC immunmodulatorische Gene durch Gabe des rekombinanten Proteins reguliert, während WISP3 in Chondrozyten für das Überleben der Zellen wichtig ist. MSC und Chondrozyten sind Zielzellen für WISP-Proteine. Die rekombinanten Proteine und spezifische shRNA-Ansätze sind wichtige Werkzeuge zur Funktionsaufklärung in zellulären Systemen. Die WISP-Proteine scheinen eine wichtige regulatorische Funktion bei den Differenzierungswegen der MSCs einzunehmen. Diese Hinweise und die Tatsache, dass aberrante Proteinexpressionen häufig mit Krankheiten in Verbindung stehen deuten auf eine wichtige Bedeutung dieser Proteine für das muskuloskelettale System hin.