@phdthesis{Rasthofer2011, author = {Rasthofer, Johanna}, title = {Vergleich der plantaren Druckverteilung mit der R{\"o}ntgenmorphologie des Fußskeletts}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-75637}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2011}, abstract = {Hintergrund: Die Metatarsalgie ist ein sehr heterogenes Krankheitsbild mit vielf{\"a}ltigen Ursachen. Als zugrunde liegender Pathomechanismus wird eine {\"u}berm{\"a}ßige plantare Druckbelastung im Bereich der Metatarsalk{\"o}pfchen beziehungsweise eine {\"U}berlastung einzelner Metatarsalk{\"o}pfchen bei ver{\"a}ndertem Vorfußalignment angenommen. Operative Techniken zielen durch entsprechende Verk{\"u}rzungs- oder Umstellungsosteotomien auf einen Druckausgleich ab und liefern diesbez{\"u}glich unterschiedliche, zum Teil widerspr{\"u}chliche Ergebnisse. In dieser Studie soll gekl{\"a}rt werden inwieweit von der R{\"o}ntgenmorphologie des Fußskeletts auf die Belastungsverh{\"a}ltnisse im Vorfußbereich geschlossen werden kann. Insgesamt ist diese Thematik bisher selten untersucht und unzureichend gekl{\"a}rt. Methodik: Prim{\"a}r erfolgte die Einteilung in eine Patientengruppe, 46 F{\"u}ße mit Metatarsalgie, und 40 asymptomatische F{\"u}ße als Vergleichskollektiv. In belasteten dorsoplantaren R{\"o}ntgenaufnahmen wurden der Metatarsalindex (Plus-Minus-Index und Maestroindex) und der Intermetatarsale-1/2-Winkel gemessen und dementsprechend zum Vergleich Untergruppen gebildet. Die plantare Druckverteilung wurde durch dynamische Messungen im Gehen unter Verwendung des Emed-x/R Systems der Firma Novel bestimmt und hinsichtlich Spitzendruck, Druck-Zeit-Integral, Maximalkraft und Kraft-Zeit-Integral unter den Metatarsalk{\"o}pfchen mit der R{\"o}ntgenmorphologie verglichen. Ergebnisse: Es fand sich ein deutlicher Zusammenhang zwischen der zu MT1 relativen L{\"a}nge von MT2 und der plantaren Druckverteilung im Sinne einer Belastungssteigerung unter MH2 bei verl{\"a}ngertem Metatarsale 2. Die {\"u}brigen Metatarsall{\"a}ngen schienen kaum Auswirkung auf die plantaren Druckverh{\"a}ltnisse zu haben. Des Weiteren bewirkte ein großer Intermetatarsalwinkel tendenziell eine Belastungssteigerung unter MH2 und Minderung unter MH1. Insgesamt fanden sich bei gesunden F{\"u}ßen weniger ausgepr{\"a}gte Zusammenh{\"a}nge. Im Vergleich zu gesunden war bei F{\"u}ßen mit Metatarsalgie die Belastung im zentralen Vorfußbereich deutlich erh{\"o}ht, der Intermetatarsalwinkel vergr{\"o}ßert und unerwartet das erste Metatarsale l{\"a}nger als das zweite. Diskussion: Die Resultate zeigten {\"u}bereinstimmend, dass die individuelle Struktur des Fußskeletts beziehungsweise eine Abweichung im Sinne eines auff{\"a}lligen Metatarsalindex mit {\"U}berl{\"a}ngen einzelner Metatarsalia oder ein großer Intermetatarsalwinkel nur teilweise die Entstehung von Metatarsalgien erkl{\"a}rt. Sie stellt lediglich eine Komponente im Zusammenspiel von Weichgewebe, Ballenarchitektur, Kapsel-Band-Strukturen und muskul{\"a}ren Wechselwirkungen dar. Die durch biomechanische Hebelwirkung bei Fehlstellungen des Fußskeletts entstehenden Kr{\"a}fte gewinnen erst bei vorgesch{\"a}digtem Fuß an Einfluss. Ein gesunder Fuß scheint in der Lage Besonderheiten des Fußskeletts auszugleichen. Eine große interindividuelle Variabilit{\"a}t der plantaren Druckverteilung suggeriert eine große Spannbreite an physiologischen Druckwerten mit der Schwierigkeit die Grenze zum Pathologischen zu definieren.}, subject = {Metatarsalgie}, language = {de} } @article{SeefriedMuellerDeubertSchwarzetal.2010, author = {Seefried, Lothar and Mueller-Deubert, Sigrid and Schwarz, Thomas and Lind, Thomas and Mentrup, Birgit and Kober, Melanie and Docheva, Denitsa and Liedert, Astrid and Kassem, Moustapha and Ignatius, Anita and Schieker, Matthias and Claes, Lutz and Wilke, Winfried and Jakob, Franz and Ebert, Regina}, title = {A small scale cell culture system to analyze mechanobiology using reporter gene constructs and polyurethane dishes}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-68099}, year = {2010}, abstract = {Mechanical forces are translated into biochemical signals and contribute to cell differentiation and phenotype maintenance. Mesenchymal stem cells and their tissuespecific offspring, as osteoblasts and chondrocytes, cells of cardiovascular tissues and lung cells are sensitive to mechanical loading but molecules and mechanisms involved have to be unraveled. It is well established that cellular mechanotransduction is mediated e.g. by activation of the transcription factor SP1 and by kinase signaling cascades resulting in the activation of the AP1 complex. To investigate cellular mechanisms involved in mechanotransduction and to analyze substances, which modulate cellular mechanosensitivity reporter gene constructs, which can be transfected into cells of interest might be helpful. Suitable small-scale bioreactor systems and mechanosensitive reporter gene constructs are lacking. To analyze the molecular mechanisms of mechanotransduction and its crosstalk with biochemically induced signal transduction, AP1 and SP1 luciferase reporter gene constructs were cloned and transfected into various cell lines and primary cells. A newly developed bioreactor and small-scale 24-well polyurethane dishes were used to apply cyclic stretching to the transfected cells. 1 Hz cyclic stretching for 30 min in this system resulted in a significant stimulation of AP1 and SP1 mediated luciferase activity compared to unstimulated cells. In summary we describe a small-scale cell culture/bioreactor system capable of analyzing subcellular crosstalk mechanisms in mechanotransduction, mechanosensitivity of primary cells and of screening the activity of putative mechanosensitizers as new targets, e.g. for the treatment of bone loss caused by both disuse and signal transduction related alterations of mechanotransduction.}, subject = {Bioreaktor}, language = {en} } @phdthesis{Sakaki2011, author = {Sakaki, Akio}, title = {Landmarkenanalyse zur Implantation der Tibia-Komponente einer LCS® Knie-Totalendoprothese unter Nutzung einer kernspintomographischen 3D-Bild-Analyse}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-72574}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2011}, abstract = {Diese prospektive radiologisch-klinische Studie vergleicht die Eignung dreier anatomischer Strukturen (Sehne des M. tibialis ant., Tibiavorderkante und Intermetatarsal-raum I) als intraoperative Landmarke bei der Implantation der Tibia-Komponente eines bikondyl{\"a}ren Oberfl{\"a}chenersatzes mit einer mobilen Gleitlage. Eine m{\"o}glichst genaue mechanische Achsausrichtung tr{\"a}gt laut Fachliteratur nicht nur zur langen Standzeit des Implantats bei, sondern f{\"u}hrt auch zu einer fr{\"u}heren Rehabilitation und somit zu besserer klinischer Funktion des operierten Knies. Im Rahmen der Studie wurden insgesamt 29 Patienten rekrutiert, die zur Implantation einer LCS® Prothese (DePuy, Warsawa, USA) anstanden. Das Studiendesign beinhaltete eine pr{\"a}operative Body Mass Index und Knee Score Bestimmung, eine Ganzbeinstandaufnahme und eine 3D-MRT-Bildanalyse. Die pr{\"a}operative Achseinteilung ergab einen Varuswinkel (Tibiofemoral-Winkel <3 Grad) bei 16 Patienten, einen physikalischen Winkel bei neun Patienten und einen Valguswinkel bei vier Patienten. In der 3D-Bildanalyse wurde die Lage der drei oben genannten Strukturen zu einer virtuellen kernspintomographisch darstellbaren mechanischen Achse verglichen. Diese Analyse zeigt, dass die Sehne des M. tibialis ant. im Mittel die ideale Implantationsachse am ehesten reflektiert (Abstand zur idealen Achse: -1,66 +/-5,73mm), gefolgt von der Tibiavorderkante (-1,87 +/-2,58mm; p=0,859) und dem Intermetatarsalraum I (3,01 +/-8,48mm; p= 0,006). Insgesamt weist die Sehne des M. tibialis ant. die besten Eigenschaften als Landmarke auf, da sie den durchschnittlich kleinsten Abstand zur idealen Implantationsachse bei vergleichsweise geringer Streuung und hoher Intra-Beobachter-Reliabilit{\"a}t zeigt. Eine Ausnahme bilden Patienten mit starker Varusstellung in der pr{\"a}operativen Beinachse. Die differenzierte Analyse in Abh{\"a}ngigkeit der pr{\"a}operativen Beinachse legt nahe, dass hier die Tibiavorderkante aufgrund ihrer geringen Streuung im Abstand zur idealen Implantationsachse als Landmarke vorzuziehen ist, obwohl sie eine niedrigere Intra-Beobachter-Reliabilit{\"a}t als die Sehne des M. tibialis ant. hat.}, subject = {Kniegelenkprothese}, language = {de} } @phdthesis{Schlegelmilch2012, author = {Schlegelmilch, Katrin}, title = {Molecular function of WISP1/CCN4 in the musculoskeletal system with special reference to apoptosis and cell survival}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-73430}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2012}, abstract = {Human adult cartilage is an aneural and avascular type of connective tissue, which consequently reflects reduced growth and repair rates. The main cell type of cartilage are chondrocytes, previously derived from human mesenchymal stem cells (hMSCs). They are responsible for the production and maintainance of the cartilaginous extracellular matrix (ECM), which consists mainly of collagen and proteoglycans. Signal transmission to or from chondrocytes, generally occurs via interaction with signalling factors connected to the cartilaginous ECM. In this context, proteins of the CCN family were identified as important matricellular and multifunctional regulators with high significance during skeletal development and fracture repair. In this thesis, main focus lies on WISP1/CCN4, which is known as a general survival factor in a variety of cell types and seems to be crucial during lineage progression of hMSCs into chondrocytes. We intend to counter the lack of knowledge about the general importance of WISP1-signalling within the musculoskeletal system and especially regarding cell death and survival by a variety of molecular and cell biology methods. First, we established a successful down-regulation of endogenous WISP1 transcripts within different cell types of the human musculoskeletal system through gene-silencing. Interestingly, WISP1 seems to be crucial to the survival of all examined cell lines and primary hMSCs, since a loss of WISP1 resulted in cell death. Bioinformatical analyses of subsequent performed microarrays (WISP1 down-regulated vs. control samples) confirmed this observation in primary hMSCs and the chondrocyte cell line Tc28a2. Distinct clusters of regulated genes, closely related to apoptosis induction, could be identified. In this context, TRAIL induced apoptosis as well as p53 mediated cell death seem to play a crucial role during the absence of WISP1 in hMSCs. By contrast, microarray analysis of WISP1 down-regulated chondrocytes indicated rather apoptosis induction via MAPK-signalling. Despite apoptosis relevant gene regulations, microarray analyses also identified clusters of differentially expressed genes of other important cellular activities, e.g. a huge cluster of interferon-inducible genes in hMSCs or gene regulations affecting cartilage homeostasis in chondrocytes. Results of this thesis emphasize the importance of regulatory mechanisms that influence cell survival of primary hMSCs and chondrocytes in the enforced absence of WISP1. Moreover, findings intensified the assumed importance for WISP1-signalling in cartilage homeostasis. Thus, this thesis generated an essential fundament for further examinations to investigate the role of WISP1-signalling in cartilage homeostasis and cell death.}, subject = {Knorpelzelle}, language = {en} } @phdthesis{Steinert2011, author = {Steinert, Nicole}, title = {Ergebnisse der operativen Therapie der kontrakten Krallenzehendeformit{\"a}t der Kleinzehen mittels PIP- Arthrodese}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-70920}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2011}, abstract = {Zur Therapie der kontrakten Krallenzehe wurde in dem von uns untersuchten Kollektiv die Arthrodese des PIP-Gelenkes mit begleitender Sehnenverl{\"a}ngerung und/oder Sehnentransfer eingesetzt. Ziel der vorliegenden Studie war es die Ergebnisse der operativen Therapie der kontrakten Krallenzehendeformit{\"a}t der Kleinzehen mittels PIP-Arthrodese zu evaluieren. Die Nachuntersuchung erfolgte klinisch und radiologisch mittels eines standardisierten Protokolls. Im Zeitraum von 2000 bis 2002 wurden an der Orthop{\"a}dischen Klinik W{\"u}rzburg, K{\"o}nig-Ludwig-Haus, 77 Patienten mittels PIP-Arthrodese operiert. Davon wurden 56 Patienten (67 F{\"u}ße, 89 Zehen) mit vollst{\"a}ndiger Krankheitsgeschichte klinisch und radiologisch nachuntersucht. Das durchschnittliche Alter zum Zeitpunkt der Operation betrug 56,4 Jahre. Der Frauenanteil {\"u}berwog mit 89,3\% deutlich. Der mittlere Nachuntersuchungszeitraum betrug 36 Monate. Die Patienten wurden klinisch unter Verwendung des AOFAS- Scores nachuntersucht. Von 100 m{\"o}glichen Punkten wurde im Durchschnitt ein „gutes" Ergebnis mit 82,2 Punkten erreicht. In 83,6\% der F{\"a}lle wurden exzellente und gute Ergebnisse erreicht, wobei die Patienten selbst in 86,5\% der F{\"a}lle schmerzfrei bzw. {\"u}berwiegend schmerzfrei waren. Die Fusionsrate der PIP-Arthrodese lag bei 91\%. Von allen nachuntersuchten Zehen waren 6 Arthrodesen nicht kn{\"o}chern konsolidiert, 4 davon wiesen Pseudarthrosen auf. Eine Rezidivoperation wurde in 3,4\% der F{\"a}lle n{\"o}tig. Jeweils einmal mussten eine Operation nach Hohmann, eine Operation nach Weil und eine PIP-Arthrodese durchgef{\"u}hrt werden. Die Rezidivoperationen waren aufgrund von Schmerzen und Aktivit{\"a}tseinschr{\"a}nkung sowie Metatarsalgie indiziert. R{\"o}ntgenologisch konnte in der Mehrheit der F{\"u}ße mit 59,7\% eine „Index-Minus-Variante" dokumentiert werden. Bei 95,5\% der Patienten traten keine postoperativen Komplikationen auf. Lediglich bei 4,5\% der Patienten wurden Wundheilungsst{\"o}rungen bzw. Infekte verzeichnet. Pininfektionen oder Pinfrakturen traten nicht auf. 11,9\% der untersuchten Patienten klagten {\"u}ber Metatarsalgien und 46,3\% Kleinzehendeformit{\"a}ten sind die am h{\"a}ufigsten anzutreffende Deformit{\"a}t des Vorfußes. Sie sind insbesondere bei Frauen im mittleren Lebensalter zu finden. Dabei werden flexible von bereits kontrakten Fehlstellungen unterschieden. Pathogenetisch tragen mehrere Mechanismen zur Ausbildung von Kleinzehendeformit{\"a}ten bei. Bei Vorliegen einer geschw{\"a}chten intrinsischen Muskulatur kommt es zu einem {\"U}berwiegen der Flexoren, so dass eine Hyperextension der proximalen Phalanx und eine Beugung des mittleren und distalen Interphalangealgelenkes schließlich zu einer Krallenzehe f{\"u}hren. wiesen eine plantare Beschwielung auf. Zusammenfassend ist festzuhalten, dass die Arthrodese des proximalen Interphalangealgelenkes zur Korrektur einer symptomatischen Kleinzehendeformit{\"a}t sehr gut geeignet ist. Die Vorteile liegen vor allem in einer guten Konsolidierungsrate, einer geringen Anzahl an Pseudarthrosen, einer niedrigen Komplikationsrate, einer schnellen Heilung sowie einer hohen Patientenzufriedenheit. Eine sichere kn{\"o}cherne Durchbauung der Arthrodese trat bei den nachuntersuchten Patienten dieser Studie wie auch bereits in der Literatur beschrieben zu 91\% ein. Wenn die Arthrodesen nicht kn{\"o}chern fusionieren muss es jedoch nicht zwangsl{\"a}ufig zu Symptomen kommen. Nachteilig sind die relativ lange Nachbehandlungszeit postoperativ sowie eine st{\"a}rkere K{\"u}rzung der Zehe im Vergleich zu anderen Operationsmethoden.}, subject = {Arthrodese}, language = {de} } @phdthesis{Flegler2012, author = {Flegler, Katharina}, title = {Untersuchung der Expression von Knochensialoprotein (BSP) an Gewebe von Knochenmetastasen mittels Immunhistologie : Vergleich eines Antik{\"o}rpers gegen nicht-glykosyliertes BSP mit einem Antik{\"o}rper gegen glykosyliertes BSP}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-71642}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2012}, abstract = {Knochensialoprotein (BSP) ist ein Protein der extrazellul{\"a}ren Matrix im Knochen und mineralisierten Geweben, wird aber auch von verschiedenen Tumorzellen exprimiert (Bellahcene et al., 1994, 1997, 1998). Dies ist assoziiert mit einer schlechten Prognose und einem erh{\"o}hten Risiko f{\"u}r eine sp{\"a}tere Entwicklung von Knochenmetastasen. Diel et al. (1999) konnte zeigen, dass ein erh{\"o}hter Serum-BSP-Wert bei Patientinnen mit Mammakarzinom zu einem geh{\"a}uften Auftreten von Knochenmetastasen im Laufe der Erkrankung f{\"u}hrt. BSP scheint ein Marker f{\"u}r die Entstehung von Knochenmetastasen zu sein. In der Literatur ist ein Antik{\"o}rper beschrieben, der ein Epitop des BSP erkennt, welches im BSP aus Tumorzellen nicht glykosyliert ist, im BSP aus mineralisiertem Gewebe allerdings schon (Armbruster et al., 2009). Im Tiermodell konnte gezeigt werden, dass Knochenmetastasen verhindert werden k{\"o}nnen bei gleichzeitiger Gabe von Tumorzellen und Antik{\"o}rpern gegen BSP beziehungsweise, dass bei vorhandenen Knochenmetastasen eine Behandlung der Tiere mit einem Anti-BSP-Antik{\"o}rper die Metastasen zur{\"u}ckbildet (B{\"a}uerle et al., 2005, 2006). In der aktuellen Arbeit wird die Expression von BSP an menschlichem Gewebe von Knochenmetastasen mit unterschiedlichen Prim{\"a}rtumoren mittels Immunhistochemie untersucht. Insgesamt wurden 35 F{\"a}lle von Knochenmetastasen mit Prim{\"a}rtumor eines Mammakarzinoms untersucht, wobei 22,9\% eine BSP Expression aufweisen, davon 5,7\% eine starke. Knochenmetastasen mit dem Prim{\"a}rtumor Prostatakarzinom sind mit 8 F{\"a}llen repr{\"a}sentiert, wobei 75\% positiv f{\"u}r BSP sind, davon 25\% stark positiv. Die einzelnen F{\"a}lle zeigen eine starke BSP Expression im Stroma und eine schwache BSP Expression der Tumorzellen. Diese Ergebnisse des Antik{\"o}rpers gegen normal glykosyliertes BSP wurden verglichen mit dem Antik{\"o}rper gegen nicht glykosyliertes BSP. Der Nachweis von BSP in Tumorzellen zeigt dasselbe Ergebnis, BSP im Stroma wird durch den Antik{\"o}rper gegen nicht- glykosyliertes BSP intensiver dargestellt. Daraus l{\"a}sst sich folgern, dass der Antik{\"o}rper gegen nicht- glykosyliertes BSP nicht spezifisch f{\"u}r die Isoform des BSP aus Tumorzellen ist, sondern gleichermaßen in der Routinediagnostik von BSP eingesetzt werden kann. Die Untersuchung k{\"o}nnte sogar darauf hinweisen, dass dieser Antik{\"o}rper die nicht- glykosylierte Isoform im Stroma erkennt und damit bei Untersuchung des Stromas die bessere Alternative darstellt.}, subject = {Knochensialoprotein}, language = {de} } @phdthesis{Reder2012, author = {Reder, Christiane}, title = {Die inverse Schulterprothese nach fehlgeschlagener Versorgung proximaler Humerusfrakturen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-73162}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2012}, abstract = {Im K{\"o}nig-Ludwig-Haus wurde im Zeitraum von 2001 bis 2006 bei 65 Patienten nach fehlgeschlagener Versorgung einer proximalen Humerusfraktur eine inverse Prothese implantiert. Davon konnten 46 Patienten nachuntersucht werden. Vorbehandelt waren die Patienten zu 39,1\% (n=18) konservativ, zu 26,1\% (n=12) mit winkelstabiler Platte, zu 4,3\% (n=2) mit proximalem Humerusnagel, zu 10,9\% (n=5) mit Dr{\"a}hten, zu 6,6\% (n=3) mit Dr{\"a}hten und Schrauben und zu 8,7\% (n=4) mit Schrauben. Bei 4,3\% (n=2) wurde eine Humeruskopfresektion durchgef{\"u}hrt. Das durchschnittliche Alter der Patienten lag bei 73,9 Jahren. 28,2\% (n=13) waren m{\"a}nnlich, 71,1\% (n=33) waren weiblich. Im Mittel erreichten die Patienten postoperativ einen Constant Score von 45 Punkten. Bereinigt nach Alter und Geschlecht ergibt das 64 \% des altersentsprechenden Normwertes. Minimalinvasiv mit Schrauben bzw. Schrauben und Draht versorgte Patienten zeigten die besten Ergebnisse mit durchschnittlich 55,3 bzw. 56,7 Punkten. 9 Patienten gaben an mit dem Ergebnis der TEP-Implantation sehr zufrieden zu sein, 37 waren zufrieden. Lediglich zwei Patienten waren unzufrieden mit dem postoperativen Ergebnis, wobei diese nicht dazu bereit waren, weitere Ausk{\"u}nfte zu geben. Auch aus den Krankenakten waren die Gr{\"u}nde hierf{\"u}r nicht ersichtlich. Neben zwei periprothetischen Frakturen nach erneutem Sturzereignis trat lediglich eine Abszedierung nach Schweissdr{\"u}senabszess als Komplikation auf. Die inverse Schulterprothese stellt somit eine gute M{\"o}glichkeit der Versorgung nach fehlgeschlagenen Voroperationen bei proximaler Humerusfraktur dar. Damit ist zwar eine Verbesserung der Funktion und hohe Zufriedenheit unter den Patienten zu erzielen, jedoch sind die funktionellen Ergebnisse deutlich schlechter als bei prim{\"a}rer TEP-Implantation bei Defektarthropathie. M{\"o}gliche Gr{\"u}nde hierf{\"u}r waren operationsbedingte Morbidit{\"a}t und Deltaatrophien aufgrund des Operationszugangs bei osteosynthetischer Versorgung}, subject = {Humerusfraktur}, language = {de} } @phdthesis{Goektas2010, author = {Goektas, Volkan}, title = {Einfluss von CYR61 auf die chondrogene Differenzierung humaner Chondrozyten}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-49298}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2010}, abstract = {Das CCN Protein CYR61 besitzt eine Reihe außergew{\"o}hnlicher biologischer Funktionen. Als ein Molek{\"u}l der EZM dient es der Regulation zellul{\"a}rer Aktivit{\"a}ten wie Adh{\"a}sion, Wanderung und Proliferation. Diese Funktionen stehen im Einklang mit der Wirkung von Proteinen, die Zellwachstum und Differenzierung steuern. Die gewebespezifische und zeitlich begrenzte Expression von CYR61 in M{\"a}useembryonen lieferte bereits erste Hinweise {\"u}ber eine m{\"o}gliche Beteiligung an der Entwicklung des Skelettsystems. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wurde das CYR61 Protein in nachfolgenden Arbeiten als ein neuer, die Chondrogenese regulierender, Faktor identifiziert. Welchen Einfluss dieses Proteins auf den Knorpelstoffwechsel unterschiedlicher humaner Chondrozytenzelllinien hat wurde Gegenstand neuer Untersuchungen. Dieses Interesse bildete die Grundlage zur Themenstellung der vorliegenden Arbeit. Die Wirkung von CYR61 auf die chondrogene Differenzierung sollte anhand zweier verschiedener Zelllinien (C-28/I2 und T/C-28a2) untersucht werden. Hierbei wurde das Expressionsverhalten von unterschiedlichen Chondrozytenmarkern unter der Wirkung von CYR61 untersucht. Die CYR61-abh{\"a}ngigen Effekte wurden durch RT-PCR nachgewiesen und die Ergebnisse unter serumhaltigen sowie serumreduzierten Versuchsbedingungen hierbei miteinander verglichen.}, subject = {Knorpelzelle}, language = {de} } @phdthesis{Benisch2011, author = {Benisch, Peggy}, title = {Molekulare Analysen zur Knochenregeneration im Alter und bei Osteoporose}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-64701}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2011}, abstract = {Mesenchymale Stammzellen (MSC) stellen die Grundlage der Knochenformation dar, indem sie als multipotente Zellen in viele, f{\"u}r die Knochenhom{\"o}ostase ben{\"o}tigte Zelltypen differenzieren k{\"o}nnen, wie z.B. Osteoblasten. W{\"a}hrend der Alterung des Menschen kommt es zu einem Ungleichgewicht zwischen Knochenaufbau und Knochenabbau, resultierend in einer verringerten Knochenmasse. Noch ist unklar, ob MSC an dem verminderten Knochenaufbau direkt beteiligt sind, indem sie z.B.im Laufe der Zeit Funktionsst{\"o}rungen akkumulieren oder in die Seneszenz eintreten, und somit nicht mehr als Stammzellpool f{\"u}r die Osteoblastendifferenzierung zur Verf{\"u}gung stehen. In der vorliegenden Arbeit wurde das Genexpressionsmuster gealterter Zellen mittels Mikroarray-Analysen untersucht, um die Alters-bedingten Ver{\"a}nderungen detektieren zu k{\"o}nnen. Hierf{\"u}r wurde ein in-vitro-Alterungsmodell von humanen MSC (hMSC) etabliert, um die seneszenten Zellen mit hMSC fr{\"u}her Kultivierungspassagen zu vergleichen. Auch Zellen aus Spendern hohen Alters wurden untersucht, um einen Vergleich zwischen ex-vivo- und in-vitro-gealterten hMSC anstellen zu k{\"o}nnen. Da Osteoporose eine polygenetische Erkrankung des gealterten Knochens darstellt, wurden auch mit hMSC aus Osteoporose-Patienten Genexpressionsanalysen durchgef{\"u}hrt. Die Mikroarray-Analysen und anschließende systembiologische Auswertung zeigten, dass in-vitro-gealterte, seneszente hMSC starke Ver{\"a}nderungen im Transkriptom aufweisen, die auf Defizite in der Proliferation, Differenzierungskapazit{\"a}t und Migration schließen lassen. Neben bekannten Markern f{\"u}r replikative Seneszenz konnten in hMSC auch neue detektiert werden, wie z.B. HELLS, POU5F1 (OCT4) und FGFR2, deren Expression mit der Seneszenz abnimmt, oder CDH1 und PSG5, deren Expression zunimmt. Gene f{\"u}r Akute-Phase-SAA wurden stark erh{\"o}ht exprimiert vorgefunden. Bei der funktionellen Charakterisierung konnte jedoch gezeigt werden, dass SAA1 und SAA1 durch Stress induziert werden, der der Seneszenz vorausgeht, und dass sie die Mineralisierung bei der osteogenen Differenzierung von hMSC f{\"o}rdern. Akute-Phase-SAA k{\"o}nnten somit eine Verbindung zwischen Alterung bzw. Inflammation und extra-skelettaler Verkalkung darstellen, die im Alter h{\"a}ufig auftritt, z.B. in Form von Arteriosklerose. In-vivo-gealterte hMSC wiesen ebenfalls Defizite im Expressionsmuster von Proliferations- und Migrations- relevanten Genen auf. Des Weiteren konnten nur wenige Gemeinsamkeiten zwischen in-vivo-gealterten hMSC und in-vitro-gealterten hMSC festgestellt werden. Dies l{\"a}sst vermuten, dass die in-vivo-Alterung nicht zwangsl{\"a}ufig zu seneszenten Stammzellen f{\"u}hrt, da Alterung eines Organismus ein multizellul{\"a}rer Prozess ist, der durch viele Faktoren beeinflusst wird, wie z.B. Akkumulation von Mutationen und Krebsabwehr. Auch osteoporotische hMSC wiesen Ver{\"a}nderungen im Genexpressionsmuster auf, die mit den Daten zur in-vivo-Alterung verglichen wurden, um die rein Alters-assoziierten {\"A}nderungen herausfiltern zu k{\"o}nnen. Die {\"u}brig gebliebenen Gene repr{\"a}sentierten Ver{\"a}nderungen allein aufgrund der Krankheit. Osteoporose bewirkte somit distinkte Genexpressions-{\"a}nderungen in hMSC, die auf F{\"o}rderung der Osteoklastogenese und Defizite in Proliferation, Migration und Differenzierungskapazit{\"a}t schließen lassen. Es konnten vielversprechende Kandidaten-gene f{\"u}r osteoporotische hMSC gefunden werden. Die pr{\"a}mature Expression des WNT-Inhibitors SOST (Sclerostin) und die {\"U}berexpression des BMP-Signalweg-Inhibitors MAB21L2 deuten auf eine Autoinhibition der Stammzellen hin, die letztlich die gest{\"o}rte Knochenformation bei Alters-assoziierter Osteoporose begr{\"u}nden k{\"o}nnte. Zusammenfassend zeigt die vorliegende Arbeit, dass intrinsische Defizite von Stammzellen an der Pathophysiologie von Alterung und Osteoporose beteiligt sind. Sie er{\"o}ffnet tiefgreifende Einblicke in die systembiologischen Ver{\"a}nderungen in Stammzellen aufgrund von Alterung oder Osteoporose, und setzt somit einen soliden Grundstein f{\"u}r weiterf{\"u}hrende Analysen.}, subject = {Osteoporose}, language = {de} } @phdthesis{Arnholdt2010, author = {Arnholdt, J{\"o}rg}, title = {Vergleichende Genexpressions-Analyse unterschiedlicher Populationen mesenchymaler Stammzellen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-53512}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2010}, abstract = {Neben den omnipotenten embryonalen Stammzellen existieren im menschlichen K{\"o}rper adulte mesenchymale Stammzellen (MSZ). Diese Zellen sind in mesenchymalen Geweben {\"u}ber den gesamten Organismus verteilt und sorgen f{\"u}r die Entwicklung und Erneuerung von mesenchymalen Geweben wie Knochen, Knorpel und B{\"a}ndern. Daher gelten die MSZ im Gegensatz zu den omnipotenten embryonalen Stammzellen als multipotent. Diese verschiedenen MSZ stellen keine homogene Population dar, zeigen aber sowohl in vivo und auch in vitro ein {\"a}hnliches Differenzierungsverhalten. In der vorliegenden Arbeit wurde nun eine aus den Knochentrabekeln selbst isolierte MSZ-Population, so genannte bhMSZ, mit MSZ aus dem Knochenmark, mhMSZ genannt, mittels Array-Analyse miteinander verglichen. Die technische Evaluation des Array respektive der zugeh{\"o}rigen SAM-Analyse (significance analysis of microarrays) mittels konventioneller oder Real-Time PCR diente dazu, die Verl{\"a}sslichkeit der Aussage der Hybridisierungsverfahren zu {\"u}berpr{\"u}fen. Dies wurde mit einem Set an ausgew{\"a}hlten Genen durchgef{\"u}hrt, die signifikant differentiell exprimiert waren, und die im Rahmen der Stammzellbiologie relevant erschienen. Die Analyse zeigte, dass die {\"U}bereinstimmung der Aussage im Array in {\"u}ber 80 \% mit den Ergebnissen der RT-PCR kongruent war. Auf Grund starker interindividueller Schwankungen zeigte sich aber auch, dass die Anzahl der Spender 5 nicht unterschreiten sollte. Im Rahmen der Untersuchungen ergab sich, dass offenbar bei MSZ der Passage 0 eine Kontamination der MSZ mit Plasmazellen vorliegt. Weitere Versuche zeigten, dass erst das Passagieren der MSZ kontaminierende Plasmazellen weitgehend aus der Zellkultur entfernte. Aus diesem Grund wurde in einer weiteren Array Analyse das Transkriptom von MSZ aus Knochentrabekeln mit MSZ aus dem Knochenmark in Passage 1 verglichen. Es zeigten sich in einer stringenten SAM-Analyse keine Unterschiede im Transkriptom. F{\"u}r klinische Anwendungen scheinen die bhMSZ daher auf Grund der aufwendigeren Isolierung und des dennoch eher geringen Zellgewinns nicht im gleichen Maß f{\"u}r klinische Anwendungen geeignet wie mhMSZ.}, subject = {Adulte Stammzelle}, language = {de} }