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Fragestellung: Krankheiten des Knochens, wie z. B. die Osteoporose gewinnen durch den ständigen Anstieg der Lebenserwartung immer mehr an Bedeutung. Der Einfluss der Hormone auf den Knochenstoffwechsel ist seit langer Zeit bekannt. So steuert z.B. Estradiol (E2) u.a. die Proliferation und Differenzierung der Osteoblasten. Der Vitamin D Rezeptor (VDR), aktiviert durch den Liganden Calcitriol, arbeitet als Transkriptionsfaktor und beeinflusst, neben Runx2 und Osterix, entscheidend die osteogene Differenzierung und Mineralisierung. So wird z.B. das Knochenprotein Osteocalcin, ein Zielgen des VDR, durch 1,25(OH)2D3 stark induziert. Bisher ist wenig über die Wechselwirkungen von VDR und E2 in Osteoblasten vor oder nach der Menopause bekannt. Ziel dieser Studie war deshalb abzuklären, ob ein altersabhängiger Einfluss von E2 auf die Expression des VDR nachweisbar ist.

Methodik: Es wurden von 14 weiblichen Patientinnen primäre humane Osteoblasten aus Hüftkopfspongiosa mittels Explant-Methode isoliert, die 2 Gruppen (je n=7) zugeordnet wurden (Gruppe A: 36-45 Jahre; Gruppe B: 52-71 Jahre).

Die Zellen wurden in osteogenem Medium kultiviert, auf Objektträgern ausgesät und für 24h mit 10 nmol 17 β-Estradiol (E2) stimuliert. Eine Immunzytochemie wurde durchgeführt, als Kontrolle dienten unstimulierte Zellen. Die Auswertung erfolgte semiquantitativ. Nach Stimulation mit E2 (24h) wurde zur Ermittlung der Genexpression die RNA extrahiert, in c-DNA umgeschrieben und eine qPCR (TaqMan) durchgeführt. Unstimulierte Zellen dienten als Referenz. Die Quantifizierung der VDR mRNA-Expression erfolgte mit Hilfe der 2- Δ Δ Ct Methode. Die statistische Analyse wurde mit dem 2way-ANOVA und dem Sidak's multiple comparisons test durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Immunzytochemisch zeigte sich sowohl eine punktförmige Expression des VDR im Zellkern als auch eine zytosolische Reaktion. Hierbei ergab E2 nur in der Gruppe A eine Stimulierbarkeit. Diese Ergebnisse konnten mit Hilfe der qPCR bestätigt werden, die Gruppe A zeigte eine signifikante Hochregulierung (bis zu 3-fach) durch E2, während in der Gruppe B teilweise sogar eine schwache Runterregulierung des VDR zu beobachten war (Abbildung 1 [Abb. 1]).

Primäre humane Osteoblasten exprimieren den VDR. Die Ergebnisse von Gruppe A und B zeigen jedoch, dass der Einfluss von Estradiol auf die Synthese des VDR von der Menopause abhängig ist. Weitere Untersuchungen, auch zur Co-Stimulierung beider Rezeptorsysteme, sind Gegenstand unserer laufenden Versuche.

Diese Erkenntnisse stellen eine wichtige Grundlage für mögliche, personalisierte Therapieansätze bei Erkrankungen des Knochenstoffwechsels dar.