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Fragestellung: Transient receptor potential classical (TRPC) Kanäle sind nicht selektive Kationenkanäle, die eine hohe Leitfähigkeit für Kalzium besitzen. Die Mitglieder der Familie TRPC3/6/7 können über Diacylglycerol (DAG), einem Spaltprodukt von Phosphatidylinositol-4,5-Bisphosphat, aktiviert werden. Darüber sind diese Moleküle an einen Signalweg gekoppelt, der bei vielen wichtigen Zell-Zell-Interaktionen aktiviert wird. Eine große Anzahl von Genen innerhalb des Knochenstoffwechsels unterliegen einer Regulierung durch Kalzium, beispielweise Nuclear Factor of Activated T-cells cytoplasmatic1 (NFATc1). Dieses Protein spielt bei der Differenzierung von Osteoklasten eine herausragende Rolle. TRPC6 wird in seiner Expression und Aktivierung durch Signalmoleküle reguliert, die auch bei entzündlichen Prozessen innerhalb des Knochen- und Weichgewebes eine große Rolle spielen e.g. TGF-ß1. Eine Expression von TRPC6 konnte auf Chondrozyten und Osteoblasten bereits gezeigt werden. Bisher liegen jedoch noch keine Untersuchungen dieses Kanals zu seiner Bedeutung im muskuloskelettalen Gewebe vor. Es sind bereits Wirkstoffe bekannt, die TRPC6 spezifisch beeinflussen können, mit Ausblick auf eine mögliche Anwendung.

Methodik: Es wurden vier Monate alte TRPC6-defiziente (TRPC6 -/-) und Wildtypen (TRPC6 +/+) untersucht. Histologie: Wirbelkörper L5/L6 von vier Monate alten Mäusen wurden präpariert, entkalkt und in Paraffin eingebettet. Morphometrie: Eine Masson-Goldner-Färbung erfolgte zur Darstellung der knöchernen Strukturen und zur Analyse der Knochenstruktur des Wirbelkörpers. Mittels TRAP- (Tartrate Resistant Acid Phosphatase) Färbung wurden die multinukleären Osteoklasten quantifiziert. Die Auswertung erfolgte jeweils mit einem Bildanalysesystem. Zellkultur: Das Knochenmark von fünf bis sechs Wochen alten Mäusen wurde entnommen und unter Stimulation von Zytokinen (M-CSF und RANKL) die Differenzierung der Zellen zu Osteoklasten untersucht. Auch hier erfolgte eine Quantifizierung der multinukleären Osteoklasten mittels TRAP-Färbung. Gen-Analyse: Eine Analyse von Markergenen der Osteoklastendifferenzierung (Cathepsin K, DC-Stamp, MMP9, SIRP-alpha) auf mRNA Ebene (RT-qPCR) wurde mithilfe der RNA aus den in vitro Versuchen durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die histomorphometrische Analyse der Wirbelkörperstruktur zeigte eine rarefizierte Trabekelstruktur mit osteoporotischem Phänotyp, neben einer signifikant höheren Anzahl von TRAP positiven multinukleären Osteoklasten in der TRPC6 defizienten Maus. In der Zellkultur konnte erstmals TRPC6 in RANKL stimulierten Knochenmarkzellen nachgewiesen werden. Die in vitro Versuche zeigen, dass die Osteoklasten der Mutante eine beeinflusste Differenzierung und ein verändertes Expressionsmuster der Markergene aufweisen.

Da ein Verlust von TRPC6 zu einem osteoporotischen Phänotyp bei veränderter Osteoklastogenese führt, zeigen diese Versuche, dass die Familie der durch DAG aktivierten Kalziumkanäle eine regulierende Eigenschaft innerhalb des Knochenstoffwechsels besitzen.