Funktionelle Charakterisierung des Chondrozytendifferenzierungsmarkers CRTAC1
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel dieses Antrags war die funktionelle Charakterisierung des von uns identifizierten Moleküls Cartilage Acidic Protein 1 (CRTAC1). Unsere Hypothese, dass CRTAC1 die Adhäsion oder Migration von Zellen beeinflussen kann, konnte in den von uns gewählten Systemen nicht bestätigt werden. Es zeigten sich jedoch erste Hinweise darauf, dass CRTAC1 an Poly-L-Lysin, Kollagen IV und Laminin bindet und daraufhin die Zelladhäsion von MSC an diese Moleküle eingeschränkt wird. Wir konnten zeigen, dass humane mesenchymale Stammzellen in Anwesenheit von CRTAC1 eine tendenziell verringerte Proliferation aufwiesen, die sich aber nicht signifikant von einer Leervektor-Kontrolle unterschied. Im Gegensatz zum Menschen, in dem CRTAC1 sehr stark in adultem Knorpelgewebe nachweisbar war, war Crtac1 in der adulten Maus vorwiegend in Geweben bzw. Organen mit neuronalem Anteil detektierbar (wie. z.B. Gehirn, Auge oder Wirbelsäule), in artikulärem Knorpel jedoch nur in geringem Umfang nahe der Nachweisgrenze. Die Generierung einer konditionalen Crtac1 Knock-out Maus, basierend auf dem loxP-Cre System, führte bei Verwendung einer EIIa-Cre-Maus, die die Cre-Rekombinase bereits in den frühesten Embryonalstadien aktiviert, nicht zur Geburt von Crtac1 Knock-out Mäusen. 13 Verpaarungen führten im Mittel zu 5,1 Nachkommen, wobei 0 Crtac1-/- Knock-out Tiere, 50 Crtac1+/- und 16 Crtac1+/+ Tiere erhalten wurden. Wir vermuten daher, dass das Ausschalten von Crtac1 bereits während der frühen Embryonalentwicklung zu einem letalen Phänotyp der Embryonen führt. Als nächster Schritt wäre hierbei die Elimination von Crtac1 zu einem späteren Zeitpunkt der Embryonalentwicklung sinnvoll, wie beispielsweise durch Verpaarung mit einer Col2a1-Cre-Maus. Im Rahmen dieser Projektförderung konnte eine neue Methode entwickelt und publiziert werden, die es erlaubt, murine Zellen in Xenotransplantaten, basierend auf speziesspezifischen repetitiven Sequenzabschnitten, zu detektieren.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2007) Chondrocyte secreted CRTAC1: a glycosylated extracellular matrix molecule of human articular cartilage. Matrix Biology 26 (1): 30-41
Steck E, Bräun J, Pelttari K, Kadel S, Kalbacher H, Richter W
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(2008) Chondrogenesis of mesenchymal stem cells in gel-like biomaterials in vitro and in vivo. Frontiers in Bioscience 13: 4517- 4528
Dickhut A, Gottwald E, Steck E, Heisel C, Richter W
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(2008) Secretion of Matrix Metalloproteinase 3 by expanded articular chondrocytes as a predictor of ectopic cartilage formation capacity in vivo. Arthritis and Rheumatism 58 (2): 467-474
Pelttari K, Lorenz H, Boeuf S, Templin M, Bischel O, Goetzke K, Suh HY, Steck E, Richter W
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(2008) Subtractive gene expression profiling of articular cartilage and mesenchymal stem cells: serpins as cartilage-relevant differentiation markers. Osteoarthritis and Cartilage 16 (1): 48-60
Boeuf S, Steck E, Pelttari K, Hennig T, Buneß A, Benz K, Witte D, Sültmann H, Poustka A, Richter W
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(2009) Enhanced early tissue regeneration after matrix assisted autologous mesenchymal stem cell transplantation in full thickness chondral defects in a minipig model. Cell Transplantation 18 (8): 923-32
Jung M, Kaszap B, Redöhl A, Steck E, Breusch S, Richter W, Gotterbarm T
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(2009) Mesenchymal stem cell differentiation in an experimental cartilage defect: restriction of hypertrophy to bone-close neocartilage. Stem Cells Development 18 (7): 969-78
Steck E, Fischer J, Lorenz H, Gotterbarm T, Jung M, Richter W
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(2010) Discrimination between cells of murine and human origin in xenotransplants by species specific genomic in situ hybridization. Xenotransplantation 17 (2): 153-159
Steck E, Burkhardt M, Ehrlich H, Richter W
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(2010) Impact of growth factors and PTHrP on early and late chondrogenic differentiation of human mesenchymal stem cells. Journal Cellular Physiology 233 (1): 84-93
Weiss S, Hennig T, Bock R, Steck E, Richter W
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“Influence of Cartilage Acidic Protein 1 on proliferation and migration of cells”. (2010) Joint Meeting of the German Society for Connective Tissue Research and the British Society for Matrix Biology
Rathmann
