Detailseite
Projekt
Die Rolle des Heparan-sulfatproteoglykan Syndecan-1 im Knochenstoffwechsel
Antragsteller
Professor Dr. Richard Stange
Fachliche Zuordnung
Orthopädie, Unfallchirurgie, rekonstruktive Chirurgie
Förderung
Förderung von 2014 bis 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 259129953
Als membranständiges Heparansulfatproteoglykan fungiert Syndecan-1 als Vermittler von Signalen zwischen der Zelle und ihrer Umgebung. Insbesondere in Stresssituationen stellt das Vorhandensein von verschiedenen Syndecanen einen entscheidenden Überlebensvorteil dar. Syndecane fungieren als Co-Rezeptor für Wachstumsfaktoren oder Signalmolekülen, vermitteln die Bindung an Matrixmoleküle und beeinflussen die Zelladhäsion oder wirken auf die Struktur des Zytoskeletts ein, die wichtig ist für die Migration der Zelle. Syndecan-1 wird in mesenchymalen Zellen während der Knochenbildung und auch während der Frakturheilung im Knochenmark vermehrt exprimiert. Verschiedene Studien postulieren eine Funktion bei der Rekrutierung von Zellen nach einer Gewebsveränderung (z.B. Verletzung) oder eine Vermittlung von Zell-Zellkontakten (z.B. bei Leukozyten) zur Adhäsion oder Transmigration. Ein Fehlen von Syndecan-1 in der jungen Maus (4 Monate) zeigt nach unseren Untersuchungen eine verminderte trabekuläre Knochenstruktur in der lumbalen Wirbelsäule sowie der Tibia auf. Auch die biomechanische Stabilität des Knochens der Syndecan-1 defizienten Maus ist geringer. Erste Untersuchungen von primären Osteoblasten (sdc1-/- vs. Wildtyp) zeigten jedoch, das dieser verminderte Knochenaufbau nicht von einer veränderten Osteoblastendifferenzierung oder Mineralisationsfähigkeit herrührt. Jedoch scheint die Kommunikation der Osteoblasten im Rahmen der Osteoklastogenese verändert zu sein. Im vorliegenden Projekt soll daher zunächst die Funktion von Syndecan-1 in der Osteoklastogenese näher charakterisiert werden. Gemeinsame Kulturen (sdc1-/- vs. Wildtyp) von Osteoblasten- und Osteoklastenvorläuferzellen werden Aufschluss über die Kommunikation dieser Zelltypen geben, die in vivo essentiell für den Knochenauf- und umbau ist. Um Einblick in die Rolle des Proteins für die Knochenhomöostase zu erhalten, werden histologische Analysen des Knochenauf- und -umbaus in verschiedenen Altersstufen (Embryo, neonatal bis 18 Monate) durchgeführt und die zelluläre Zusammensetzung des Knochenmarks charakterisiert. In einem zweiten Teil des Projektes wird mit Hilfe eines Maus-Frakturmodell der Einfluss von Syndecan-1 in Zusammenhang mit einem inflammatorischen Prozess untersucht. Hierbei soll der Heilungsprozess sowie insbesondere die Knochenneubildung analysiert werden. Unterstützt wird die Studie durch Zellkulturen mit Knochenzellen, die mit wichtigen Wachstumsfaktoren und Zytokinen stimuliert und dann in ihrer Funktion in An- und Abwesenheit von Syndecan-1 charakterisiert werden. Die Untersuchungen werden interessante Einblicke in die vielfältigen Funktionen der Syndecane an der Schnittstelle der Zelle mit ihrer Umgebung im Heilungsprozess geben.
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen
