Bibliographic Metadata

Title
Sklerostin-Expression auf Proteinebene bei Nagetieren
Additional Titles
Sclerostin expression at the protein level in rodents
AuthorRieschl, Linda
Published2018
Date of SubmissionJune 2018
LanguageGerman
Document typeBachelor Thesis
Keywords (DE)Sklerostin/SOST / Immunhistochemie / C57BL/6J Mäuse / Osteozyten
Keywords (EN)Sclerostin/SOST / Immunohistochemistry / C57BL/6J Mice / Osteocytes
Restriction-Information
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Classification
Abstract (German)

Das Protein Sklerostin ist ein Inhibitor des Wnt/beta-catenin Signaltransduktionsweges. Das von Osteozyten gebildete Protein limitiert die Knochenbildung, indem es an Wnt Co-Rezeptoren bindet und dadurch die Transkription bestimmter Gene verhindert. Somit stellt Sklerostin einen Antagonisten der Osteoblasten dar.

In Zukunft könnte Sklerostin eine wesentliche Rolle in der Behandlung von Knochenerkrankungen spielen. Eine Anti-Sklerostin Antikörpertherapie reduziert die negative Wirkung von Sklerostin auf die Osteoblasten und steigert somit die Knochenbildung. Aufgrund dessen ist es von wesentlicher Bedeutung, zu analysieren, welche Methoden bereits in Verwendung sind, um die Expression von Sklerostin zu quantifizieren.

Verschiedenste Methoden zur Quantifizierung von Sklerostin bei Nagetieren konnten identifiziert werden. Die Detektion von Sklerostin auf mRNA Ebene erfolgte mit Hilfe von quantitativer Real-Time PCR. Mittels ELISA wurde aus Serumproben oder Knochenextrakten die Expression des Proteins quantifiziert. Eine weitere Möglichkeit der Quantifizierung von Sklerostin besteht darin, Osteozyten zuerst zu kultivieren und anschließend die Sklerostin-Expression mittels ELISA oder PCR zu bestimmen. Bei der Verwendung von PCR oder ELISA aus Knochenextrakten kann die genaue Lokalisation, in der die Expression stattfindet, nicht festgestellt werden. Die Quantifizierung aus Serum stellt eine vergleichsweise einfache Methode dar, jedoch ist nicht geklärt, ob die Konzentration im Serum der Expression im Knochen entspricht.

Ein wesentlicher Punkt ist die in der Literatur verwendete Methode der immunhistochemischen Reaktion. Dabei wird die Sklerostin-Expression direkt in Knochenschnitten quantifiziert, woraus resultiert, dass die Lokalisation der Expression eindeutig identifizierbar ist. Nach Vergleich der immunhistochemischen Methoden waren verschiedene Arten der Quantifizierung feststellbar: keine Angaben, Abbildungen, manuelles Zählen, semiautomatisierte Methoden und automatisierte Methoden. Am häufigsten kam das Zeigen von Abbildungen zum Einsatz. Die genaue Vorgehensweise der Quantifizierung wurde dabei nicht näher beschrieben. Weiters ist das manuelle Zählen Sklerostin-positiver Osteozyten eine häufige Art der Quantifizierung. Es sind wenige semiautomatisierte und automatisierte Methoden zur Quantifizierung von Sklerostin in Knochen vorhanden. Bereits verwendete automatisierte Methoden entsprechen unzureichender Validität.

Die am meisten verwendeten Skelettregionen waren das Femur und die Tibia. Die Spezies, welche am häufigsten in Verwendung war, ist die Maus und der am meisten verwendete Stamm ist C57BL/6.

Abstract (English)

The protein sclerostin inhibits the wnt/beta-catenin signalling pathway. The protein is produced by osteocytes and limits bone formation by binding to wnt co-receptors. This prevents the transcription of certain genes. Thus, sclerostin is an antagonist of the bone forming cells, the osteoblasts.

In the future sclerostin could be of major importance in terms of treatment of bone disorders. An anti-sclerostin antibody therapy can reduce the negative effect of sclerostin on the osteoblasts and as a result increase bone formation. Because of this potential future importance it is essential to analyse which methods are in use to quantify the expression of sclerostin.

Various methods for the quantification of sclerostin in rodents were identified. Using quantitative real-time PCR, sclerostin was detected at the mRNA level. The expression of protein was quantified by ELISA from serum samples or bone extracts. In addition, osteocyte cultures were used. Subsequently, the sclerostin expression was detected by ELISA or PCR. When using PCR or bone extracts, the localisation of sclerostin expression cannot be determined exactly. The quantification of serum sclerostin is a relatively simple method, but it is not clear if the concentration of the protein in serum corresponds to sclerostin expression in bone.

A key point is the method of immunohistochemistry, which is commonly used in the literature. Sclerostin expression is quantified in bone sections and the localisation of the expression is clearly identifiable. Comparing existing research papers, different quantification methods were identified: no data, only images, manual counting, semi-automated methods or automated methods. The most common method was to show only images. The quantification was not described more precisely. The second most commonly used method was manual counting of the sclerostin positive osteocytes and determination of their percentage. It has been determined that there are very few semi-automated or automated methods for the quantification of sclerostin in bones. Moreover, already used automated methods were insufficiently validated.

The most commonly used skeletal regions were the femur and the tibia. The most used species was the mouse and the most commonly used strain C57BL/6.