Titelaufnahme

Titel
Skelettale Heterogenität der Genexpression von Regulatoren des Knochenstoffwechsels bei C57BL/6J Mäusen
Weitere Titel
Skeletal heterogeneity of gene expression of regulators of bone metabolism in C57BL/6J mice
VerfasserSalzmann, Martina
GutachterZahradnik, Michaela
Erschienen2016
Datum der AbgabeJuni 2016
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Skelettale Heterogenität / RANKL / OPG / Osteoprotegerin / Sklerostin / SOST / Mus musculus / C57BL/6J Maus
Schlagwörter (EN)skeletal heterogeneity / RANKL / OPG / Osteoprotegerin / Sclerostin / SOST / Mus musculus / C57BL/6J mice
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Die Zellen des Knochens beeinflussen sich gegenseitig. Osteoblasten, die Knochen-aufbauenden Zellen und die Osteozyten (eingemauerte Osteoblasten) exprimieren an ihrer Oberfläche Receptor activator of nuclear factor NF-κB Ligand (RANKL) und steuern damit die Differenzierung und Aktivierung der Osteoklasten (die Knochen-abbauenden Zellen). Osteoprotegerin (OPG), das von den Osteoblasten synthetisiert wird, bindet sich an RANKL und antagonisiert somit dessen Wirkung. Der Osteozyt produziert Sklerostin; dieses hemmt über Signalwege die Differenzierung des Osteoblasten und reduziert somit den Knochenaufbau.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, inwiefern sich die Genexpression der Regulatoren RANKL, OPG und Sklerostin in den fünf ausgewählten skelettalen Regionen Femur, Tibia, Humerus, Schädelknochen und Brustwirbelsäule bei männlichen und weiblichen C57BL/6J Mäusen unterscheiden. Gesamt-RNA wurde dazu aus zerkleinerten Knochen gewonnen, in komplementäre Desoxyribonukleinsäure (cDNA) durch reverse Transkription umgeschrieben und mittels quantitativer real-time Polymerase-Kettenreaktion auf die Genexpression von RANKL, OPG und Sklerostin untersucht.

Bei allen drei Regulatoren konnten signifikante Unterschiede zwischen den beiden Geschlechtern detektiert werden. Bei zwei Regulatoren (RANKL und Sklerostin) konnten auch signifikante Abweichungen zwischen den Skelettregionen festgestellt werden. Die RANKL Expression war im Schädelknochen signifikant höher als in der Brustwirbelsäule. Der Brustwirbel hatte - verglichen mit allen langen Knochen - eine signifikant niedrigere Sklerostin-Expression.

Diese erstmalig beschriebenen skelettalen Heterogenitäten könnten bereits beobachtete Unterschiede zwischen den Geschlechtern beziehungsweisen Knochenstellen erklären, aber auch Einfluss auf das Forschungsdesign von zukünftigen Studien haben.

Zusammenfassung (Englisch)

The cells of the bone influence each other. Osteoblasts, the cells that form bone and osteocytes (in mineralized bone embedded osteoblasts), express receptor activator of nuclear factor NF-κB ligand (RANKL) on their surface and regulate the activation and differentiation of the osteoclasts. The RANK/RANKL interaction leads to activation and differentiation of osteoclasts and facilitates bone resorption. Osteoprotegerin (OPG, produced by the osteoblasts) is an antagonist of RANKL. Sclerostin, which is produced by osteocytes, inhibits the differentiation of the osteoblasts and thereby reduces bone formation.

This thesis deals with gene expression of the regulators RANKL, OPG and sclerostin in five selected skeletal regions (femur, tibia, humerus, skull and thoracic spine), in male and female C57BL/6J mice. Total RNA was extracted from crushed bones, transcribed in complementary DNA and afterwards quantified by real-time polymerase chain reaction.

Significant differences between both genders could be determined in all three regulators. Additionally, the gene expression of sclerostin and RANKL differed between the various types of bone. The expression of RANKL was significantly higher in the skull than in the thoracic spine. Thoracic vertebrae compared to all long bones had a significantly decreased expression of sclerostin.

The above described skeletal heterogeneities could explain already observed differences between the genders or skeletal sites and should also influence the research design of future studies.