C4-Kommunikation von Chondozyten und Endothelzellen in Kultur:
Rolle von humoralen Faktoren und Beziehung zur
Gelenkdestruktion bei degenerativen Prozessen

Die Skelettentwicklung verläuft zum großen Teil durch enchondrale Ossifikation, bei welcher ein knorpeliges Modell durch Knochen ersetzt wird. Dabei durchlaufen Knorpelzellen (Chondrozyten) eine Kaskade von Differenzierungsschritten zum reifen Stadium, das in permanentem, z.B. dem normalen Gelenksknorpel weitgehend ausbleibt. Ein notwendiger Schritt vor der Resorption des hypertrophen Knorpels ist dessen Vaskularisierung. Die parakrine Kommunikation zwischen Endothel und Knorpel ist der Gegenstand dieses Projektes. In frühen Reifungsstadien ist Knorpel gegen Gefäßinvasion auffällig resistent, während hypertrophierter Knorpel durch Ausscheidung angiogener Proteine seine eigene Vaskularisierung fördert. Gefäßendothelzellen können mehrere bereits identifizierte, angiogene resp. anti-angiogene Chondrozytensignale empfangen. Dagegen wurden Endothel-Faktoren an die Adresse des Knorpels erst kürzlich von uns nachgewiesen. Zu diesem Zweck entwickelten wir ein serum-freies Kokultursystem von Endothel- und Knorpelzellen. Endothelien sekretieren wahrscheinlich basolateral mehrere Proteinasen, welche die Chondrozytenreifung deblockieren und die jetzt zu identifizieren sind. Außerdem soll der Wirkungsmechanismus der Proteasen aufgeklärt werden (z.B. Wirkung als Proteinase-Kaskade). Ferner interessieren wir uns für Chondrozytenoberflächenproteine, die als Substrate in Frage kommen und die an der Barriere gegen die Spätdifferenzierung beteiligt sind. Als neue Therapiestrategie bei degenerativen Gelenkserkrankungen kommt die gezielte Inhibition der Proteasen in Frage.

Beteiligter Wissenschaftler:

Prof. Dr. P. Bruckner

Veröffentlichungen:

Gregory, K.E., M.E. Marsden, J. Anderson-MacKenzie, J.B.L. Bard, P. Bruckner, J. Farjanel, S.P. Robins und D.J.S. Hulmes: Abnormal collagen assembly, though normal phenotype, in alginate bead cultures of chick embryo chondrocytes. Exp. Cell Res.246:98-107, 1999

Grässel, S., C. Unsöld, H. Schäcke, L. Bruckner-Tuderman und P. Bruckner: Collagen XVI is expressed by human dermal fibroblasts and keratinocytes and is associated with the microfibrillar apparatus in the upper papillary dermis. Matrix Biol. 18:309-317, 1999

Dietz, U.H., G. Ziegelmeier, K. Bittner, P. Bruckner, and R. Balling: Cloning of chicken chondromodulin-I and spatio-temporal expression during embryonic development. Dev. Dyn. 216:233-243 , 1999

Tasanen, K., J.A. Eble, M. Aumailley, H. Schumann, L. Borradori, J. Baetge, H. Tu, P. Bruckner, and L. Bruckner-Tuderman: Collagen XVII Is destabilized by a glycine substitution mutation in the cell adhesion domain Col15. J. Biol. Chem. 275 :3093-3099, 2000

Bahrami, S., U. Stratmann, H.P. Wiesmann, K. Mokrys, P. Bruckner, and T. Szuwart: Periosteally derived osteoblast-like cells differentiate into chondrocytes in suspension culture in agarose. Anat. Rec. in press, 2000

Blaschke, U.K., E.F. Eikenberry, D.J.S. Hulmes, H.J. Galla, and P. Bruckner: Collagen XI nucleates assembly and limits lateral growth of cartilage fibrils. J. Biol. Chem. in press, 2000

Eikenberry, E.F. and P. Bruckner: Supramolecular structure of cartilage matrix. In Dynamics of bone and cartilage metabolism. M.J. Seibel, S.P. Robins, and J. P. Bilezekian, editors. Academic Press, San Diego, CA. 289-300, 1999