Die Effekte von Dihydrotestosteron und Wachstumsfaktoren auf menschliche Knochenzellen in vitro
- Art: Dissertation / Doktorarbeit
- Autor: Simon Heuthe
- Abgabedatum: Januar 1998
- Umfang: 112 Seiten
- Dateigröße: 8,9 MB
- Institution / Hochschule: Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg Deutschland
- ISBN (eBook): 978-3-8324-1420-7
-
ISBN (Paperback) :
978-3-8324-1420-7 P - ISBN (CD) :978-3-8324-1420-7 CD
- Sprache: Deutsch
- Prämierung:
- Arbeit zitieren: Heuthe, Simon Januar 1998: Die Effekte von Dihydrotestosteron und Wachstumsfaktoren auf menschliche Knochenzellen in vitro, Hamburg: Diplomica Verlag
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Dissertation / Doktorarbeit von Simon Heuthe
Einleitung:
Androgene Steroide und Wachstumsfaktoren sind an der Regulation des Knochenstoffwechsels maßgeblich beteiligt. Dabei sind die direkten Effekte von Androgenen und Wachstumsfaktoren auf osteoblastäre Zellen von zentraler Bedeutung (s. 2.1 u. 2.2). Die genauen Wirkprinzipien sind jedoch nicht geklärt. Insbesondere die Unterschiedlichkeit von Androgeneffekten im Knochengewebe (s. 2.4) führen zu der Frage, ob Androgene an menschlichen osteoblastären Zellen, die sich hinsichtlich Geschlecht und Alter unterscheiden, differentielle Wirkungen entfalten. Da es zu geschlechts- und/oder altersspezifischen Wachstumsfaktorwirkungen bisher nur wenige Erkenntnisse gibt und aufgrund der Hinweise zur Beteiligung von Wachstumsfaktoren an der Vermittlung der Androgeneffekte (s. 2.3), wird diese Frage auch auf die Wirkungen von Wachstumsfaktoren (s. 2.2) und auf die Modifikation der Wachstumsfaktorwirkungen durch Androgene (s. 2.3.2) ausgedehnt.
Zur Klärung dieser Frage sollen aus menschlicher Knochenspongiosa von präpubertär männlichen, präpubertär weiblichen, adult männlichen und adult weiblichen Individuen Knochenzellpopulationen in vitro etabliert und hinsichtlich osteoblastärer Merkmale charakterisiert werden. Hierzu ist bei jeder einzelnen Knochenzellpopulation der basale und der durch TGFß und 1,25-(OH)ZVitamin D3 stimulierte prozentuale Anteil alkalische Phosphatase (AP)-positver Zellen, die Osteokalzinsekretion und die Generationszeit zu prüfen.
In diesen nach Geschlecht und Altersgruppe differenzierten und hinsichtlich osteoblastärer Merkmale charakterisierten spongiösen Knochenzellpopulationen soll dann geprüft werden, ob sie sich in ihren biologischen Reaktionen auf die Behandlung mit dem Androgen Dihydrotestosteron (DHT) und den Wachstumsfaktoren IGFI, IGF2, bFGF und TGFß, sowie in der Modifikation der Wirkungen von IGF2 und bFGF durch DHT, unterscheiden. Dazu wird die DNA-Synthese als Parameter der Mitose und die spezifische AP-Aktivität als Parmeter der Zelldifferenzierung unter dem Einfluß der genannten Substanzen untersucht.
Im einzelnen gliedert sich die Fragestellung in folgende Punkte:
1. Zeigen die nach Geschlecht und Altersgruppe differenzierten menschlichen Knochenzellpopulationen eine unterschiedliche Ausprägung ihrer osteoblastären Merkmale?
z. Entfaltet DHT in Abhängigkeit von Geschlecht und Altersgruppe der untersuchten Kno-chenzellpopulation differentielle Wirkungen?
3. Zeigen die Effekte der Wachstumsfaktoren IGFI, IGF2, bFGF und TGFß hinsichtlich Geschlecht und Altersgruppe der untersuchten Knochenzellpopulation Unterschiede?
4. Ist die Modifikation der Wirkungen von IGF2 und bFGF durch DHT abhängig von Geschlecht und Altersgruppe der Knochenzellpopulation?
5. Kann bei positiver Beantwortung der Fragen 1. bis 4. ein Zusammenhang zwischen der unterschiedlichen Ausprägung der osteoblastären Merkmale und den Wirkunterschieden von Androgenen/Wachstumsfaktoren abgeleitet werden?
6. Sind aus der Gesamtheit der Ergebnisse neue Hinweise zu den Wirkprinzipien von Androgenen und Wachstumsfaktoren erkennbar?
Inhaltsverzeichnis:
| 1. | ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS | 1 |
| 2. | EINLEITUNG | 3 |
| 2.1 | Die Rolle androgener Steroide im Knochenstoffwechsel | 3 |
| 2.1.1 | Erkenntnisse aus klinischen und tierexperimentellen Untersuchungen | 3 |
| 2.1.2 | Erkenntnisse aus zell- und molekularbiologischen Untersuchungen | 5 |
| 2.2 | Die Rolle von Wachstumsfaktoren im Knochenstoffwechsel | 7 |
| 2.2.1 | Insulin-like Growth Factors | 7 |
| 2.2.2 | Transforming Growth Factor ß | 9 |
| 2.2.3 | Fibroblast Growth Factors | 11 |
| 2.3 | Aspekte zum Androgenwirkmechanismus | 12 |
| 2.3.1 | Modulation knochenresorptiv wirkender Faktoren | 12 |
| 2.3.2 | Wachstumsfaktoren als Mediatoren | 13 |
| 2.4 | Aspekte zur Bedeutung von Alter und Geschlecht für die Androgenwirkung auf das Knochengewebe | 14 |
| 2.5 | Fragestellung und Zielsetzung | 15 |
| 3. | MATERIAL UND METHODIK | 16 |
| 3.1 | Material | 16 |
| 3.2 | Untersuchungsgut | 18 |
| 3.3 | Methodik | 21 |
| 3.3.1 | Zellkultur | 21 |
| 3.3.2 | Assays zur Charakterisierung der Knochenzellpopulationen | 26 |
| 3.3.3 | Assays zur Durchführung der Experimente | 28 |
| 3.4 | Aufbau und Ablauf der Experimente | 33 |
| 3.4.1 | Experimente mit Dihydrotestosteron | 33 |
| 3.4.2 | Experimente mit Dihydrotestosteron und Wachstumsfaktoren | 34 |
| 3.4.3 | Experimente mit Wachstumsfaktoren | 34 |
| 3.5 | Statistik | 35 |
| 4. | ERGEBNISSE | 36 |
| 4.1 | Charakterisierung der Knochenzellpopulationen | 36 |
| 4.1.1 | Prozentsatz alkalische Phosphatase-positiver Zellen | 36 |
| 4.1.2 | Osteokalzinsekretion | 37 |
| 4.1.3 | Generationszeit | 37 |
| 4.1.4 | Zusammenfassung der Charakterisierungsergebnisse | 39 |
| 4.2 | Die Effekte von Dihydrotestosteron | 40 |
| 4.2.1 | Der proliferative Effekt von Dihydrotestosteron | 40 |
| 4.2.2 | Der Effekt von Dihydrostestosteron auf Parameter der Differenzierung | 42 |
| 4.2.3 | Zusammenfassung der Effekte von Dihydrotestosteron | 44 |
| 4.3 | Die Effekte von Dihydrotestosteron auf die Wirkung von Wachstumsfaktoren | 45 |
| 4.3.1 | Die Beeinflussung der mitogenen Wirkung | 45 |
| 4.3.2 | Die Beeinflussung der Wachstumsfaktorwirkung auf die Differenzierung | 46 |
| 4.3.3 | Zusammenfassung der Effekte von Dihydrotestosteron auf die Wirkung von Wachstumsfaktoren | 48 |
| 4.4 | Die Effekte von Wachstumsfaktoren | 49 |
| 4.4.1 | Der mitogene Effekt von Wachstumsfaktoren | 49 |
| 4.4.2 | Die Effekte von Wachstumsfaktoren auf die Differenzierung | 52 |
| 4.4.3 | Zusammenfassung der Effekte von Wachstumsfaktoren | 55 |
| 5. | DISKUSSION | 56 |
| 5.1 | Diskussion der Fragestellung | 56 |
| 5.1.1 | Grundlagen | 56 |
| 5.1.2 | Hypothesen und resultierende | 56 |
| 5.2 | Diskussion der Methodik | 57 |
| 5.2.1 | Knochenzellmodell | 57 |
| 5.2.2 | Wirksubstanzen | 61 |
| 5.3 | Diskussion der Ergebnisse und Literatur | 63 |
| 5.3.1 | Weibliche Osteoblasten exprimieren mehr alkalische Phosphatase als männliche Osteoblasten | 63 |
| 5.3.2 | Männliche Osteoblasten sezernieren mehr Osteokalzin als weibliche Osteoblasten | 64 |
| 5.3.3 | Androgene stimulieren die Proliferation von adulten und präpubertär männlichen Osteoblasten, nicht jedoch von präpubertär weiblichen Osteoblasten | 67 |
| 5.3.4 | Androgene stimulieren die Differenzierung von weiblichen Osteoblasten stärker als von männlichen Osteoblasten | 68 |
| 5.3.5 | Mitogene Wachstumsfaktoren stimulieren die Proliferation von präpubertären Osteoblasten stärker als von adulten Osteoblasten | 69 |
| 5.3.6 | Wachstumsfaktoren mit stimulierender Wirkung auf die Differenzierung bei männlichen Osteoblasten haben nur einen marginalen differenzierenden Effekt bei weiblichen Osteoblasten | 70 |
| 6. | ZUSAMMENFASSUNG | 72 |
| 7. | LITERATURVERZEICHNIS | 75 |
| 8. | LEBENSLAUF | 100 |
| 9. | DANKSAGUNG | 102 |
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Link zur Arbeit:
http://www.diplom.de/ean/9783832414207
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Heuthe, Simon Januar 1998: Die Effekte von Dihydrotestosteron und Wachstumsfaktoren auf menschliche Knochenzellen in vitro, Hamburg: Diplomica Verlag
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