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Fragestellung: Das weiße Fettgewebe ist eine reiche, leicht zugängliche Quelle für humane adipozytäre Vorläuferzellen (ASC). Die Regulation der ASC-Physiologie wird von biochemischen und mechanischen Signalen aus der Umgebung und der extrazellulären Matrix (EZM) beeinflusst. Diese Signale werden hauptsächlich von Integrinen übertragen, einer Familie von transmembranären Proteinen, die intrazelluläre Signalwege und die EZM verbinden. Integrin αV (ITGAV, CD51), ein Fibronektin-bindendes Protein, wird im Laufe der adipogenen Differenzierung stark reguliert. Das Ziel des Projekts war die Analyse der ITGAV-abhängigen Kontrolle von Differenzierung und zytoskelettalen Funktionen.

Material und Methoden: Primäre CD34+ ASC wurden im Rahmen von elektiven Abdominoplastiken aus abdominellem Fettgewebe isoliert. Initial wurde die physiologische Regulation von ITGAV in der Adipogenese in-vivo mit quantitativer RT-PCR und Western blot analysiert. Genfunktionsanalysen anhand konstitutiver Überexpression und lentiviral transduzierter RNAi (3 verschiedene Sequenzen) wurden durchgeführt. Der konsekutive Phänotyp und intrazellulär beeinflusste Signalwege wurden auf RNA- und Proteinlevel sowie durch funktionelle Untersuchungen und Mikroskopie analysiert. Knock-down und Differenzierung wurden mittels FACS quantifiziert.

Ergebnisse: In der Adipogenese zeigte sich in-vivo eine signifikante Downregulation von ITGAV auf RNA- und Proteinebene (p<0,05). Diese Resultate wurden in in-vitro-Versuchen bestätigt. Der Verlust von ITGAV veränderte die Morphologie und das Zytoskelett der Zellen und reduzierte die Zelladhäsion um zu 70% (p<0,001), während die adipogene Differenzierungsfähigkeit der Zellen signifikant zunahm (p<0,05). In Übereinstimmung mit diesen Daten verstärkte eine ITGAV-Überexpression die Adhäsion und hemmte die Differenzierung um durchschnittlich 40%.

Schlussfolgerungen: Die vorliegenden Daten deuten auf eine zentrale Rolle von ITGAV in der Regulation der adipogenen Differenzierung und der Zelladhäsion von ASC hin. In Anbetracht der funktionellen Bedeutung von ITGAV als Fibronektin-bindendes Integrin, suggerieren die Resultate eine wichtige regulatorische Funktion von ITGAV beim Detektieren von Fibronektin-reichen Regionen (Stammzellnische, Wundheilung). Die Ergebnisse tragen in der regenerativen Medizin zur Entwicklung neuer Matrizen mit definierten Eigenschaften zur gezielten Beeinflussung von Zelldifferenzierung und Zelladhäsion bei.