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Einfluss des Heparansulfat-Proteoglykans Syndekan-4 auf die biomechanische Knochenstabilität unter osteoporotischen Bedingungen
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Published: | October 18, 2011 |
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Fragestellung: Syndekan-4 gehört zur Familie der Heparansulfat-Proteoglykane, welche als Rezeptoren für Matrix-Moleküle wie z.B. Wachstumsfaktoren und Zytokine dienen. Erste eigene Untersuchungen zeigten bei adulten Syndecan-4 defizienten Mäusen (SD-4-/-) eine signifikante Minderung der biomechanischen Stabilität des Femurs im Vergleich zu Wildtyp (WT)- Mäusen, sowie eine signifikante Reduktion der trabekulären Knochenstruktur in Wirbelkörpern der lumbalen Wirbelsäule.
Die durch Östrogenmangel induzierte Osteoporose in der ovarektomierten WT-Maus ist ein etabliertes Model, um die komplexen Beziehungen zwischen Osteoblasten und Osteoklasten zu untersuchen. Ziel dieses Projektes ist zu untersuchen, ob die Östrogenmangel- induzierte Osteoporose einen Effekt auf die biomechanische Stabilität im Sinne eines Verstärkers hat und so neue Erkenntnisse über die Rolle des Heparansulfat-Proteoglykans Syndecan-4 im Knochenauf- und -umbau zu erlangen.
Methodik: Verwendet wurden 3 Monate alte weibliche C57BL/6 (WT) und Sdc4-/- Mäuse, (je n=10). Zunächst wurde eine beidseitige Ovarektomie (OVX) durchgeführt, nach 3 Wochen wurden die Femura (rechts und links) einer biomechanischen Torsionstestung zugeführt und das max. Drehmoment (Nmm), der max. Torsionswinkel (°) und die Steifigkeit (Nmm/°) bestimmt.
Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die OVX-WT-Maus wies wie erwartet einen signifikanten Unterschied hinsichtlich des max. Drehmomentes (14.44Nmm ± 0.71) (p=0,037) und der Steifigkeit (2.74Nmm/° ± 0.23) (p=0,04) im Vergleich zu den nativen WT- Mäusen auf (max. Drehmoment: 19.57Nmm ± 2.22; Steifigkeit: 4.03Nmm/° ± 0.48). Es konnten jedoch keine signifikanten Unterschiede (p>0,05), weder zwischen den nativen WT- und SD-4-/- Mäusen noch zwischen den OVX- WT und OVX-Sdc4-/- Mäusen untereinander, gezeigt werden.
Die Östrogenmangel- induzierte Osteoporose führt bei 4 Monate alten Syndecan-4 defizienten Mäusen interessanterweise zu keiner signifikanten Minderung der biomechanischen Stabilität des Femurs im Vergleich zu WT-Mäusen, was auf einen Einfluss von Syndecan-4 im Rahmen der Hormon-Regulation hindeuten könnte. Weitere histologische Untersuchungen der Knochenstruktur und zellulären Zusammensetzung in vivo, sollen hier zur weiteren Aufklärung der Rolle von Syndecan-4 unter osteoporotischen Bedingungen beitragen.