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Hamburg, Carl von Ossietzky

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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-83778
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2017/8377/


Untersuchungen zur Rolle der Ribosomalen S6 Kinase 2 (Rsk2) im Zahnhalteapparat

Investigations on the role of the ribosomal S6 kinase 2 (Rsk2) in the periodont

Petermann, Franz

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SWD-Schlagwörter: Zahn , Zahnzement , Dentin , Parodontium , Parodontitis , Parodontologie , Zahnmedizin , Knochen , Computertomografie , Maus , Genmutation , Genetik
Freie Schlagwörter (Deutsch): Parodontitistherapie , Coffin-Lowry-Sydrom , CLS , Rsk2 , Kiefergelenksathrose
Freie Schlagwörter (Englisch): Rsk2 , Periodontitistherapy , alveolar bone loss , alveolar bone , juvenile tooth loss , tooth loss , regeneration , cementum , periodontitis , tooth
Basisklassifikation: 44.60 , 44.96 , 44.83
Institut: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin, Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Amling, Michael (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 09.01.2017
Erstellungsjahr: 2016
Publikationsdatum: 20.02.2017
Kurzfassung auf Deutsch: Seltene genetische Erkrankungen mit juvenilem Zahnverlust können Einblick in die molekulare Kontrolle des Zahnhalteapparats geben und neue regenerative Therapieansätze für Patienten mit Parodontitis aufzeigen. Bei Patienten mit Coffin-Lowry-Syndrome (CLS), das durch eine fehlende Funktion der ribosomalen S6 Kinase 2 (Rsk2) gekennzeichnet ist, wurden Nichtanlagen, verfrühter Zahnverlust und Störungen der Zementbildung beschrieben. In der vorliegenden Arbeit wurde daher der Einfluss von Rsk2 auf die postnatale Zahnentwicklung in einem Rsk2- defizienten Mausmodell untersucht. Darüber hinaus wurde analysiert, welchen Einfluss eine Steigerung des Knochenaufbaus durch Überexpression des osteoanabolen Faktors Fra1 bzw. einer Steigerung des Knochenabbaus durch Überexpression des proinflammatorischen Faktors TNF-α auf den Zahnhalteapparat in Rsk2-defizienten Tieren besitzt.
Mittels Kontaktradiographien und μCT konnte gezeigt werden, dass eine Rsk2- Defizienz bei Mäusen zu Hyperdontie, Dentinhypoplasie und alveolärem Knochenabbau führt. Der Alveolarknochenabbau wurde bereits bei Tierem im Alter von 8 Wochen beobachtet und zeigte sich im Beobachtungszeitraum progredient. Eine Steigerung der Knochenformation in Rsk2-defizienten Tieren durch Überexpression von Fra1 führte nicht zu einer Verbesserung des Alveolarknochenniveaus. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Alveolarknochenabbau bei Rsk2-Defizienz auf einem intrinsischen Defekt des Zahnhalteapparats beruht und unabhängig von der systemischen Knochenformation ist. Schließlich zeigte die Analyse von Tieren, die TNF-α überexprimieren, dass TNF- α und Rsk2 im Alveolarknochen nicht interagieren. In den Kiefergelenken konnte hingegen ein deutlicher degenerativer Effekt von TNF-α beobachtet werden, der durch Rsk2-Defizienz eher verstärkt wurde.
Zusammenfassend zeigt diese Arbeit die zentrale Funktion von Rsk2 für den Erhalt des Zahnhalteapparats und trägt somit zum Verständnis der Ätiopathogenese des juvenilen Zahnverlustes bei CLS bei. Die Ergebnisse bilden somit die Grundlage für die weitere Erforschung von Rsk2 im Bereich der Regeneration zahnbezogener Hartgewebe. Darüber hinaus deuten sie auf einen möglichen protektiven Effekt von Rsk2 bei TNF-α induzierten rheumatischen Kiefergelenkerkrankungen hin, welcher in weiteren Studien untersucht werden sollte.
Kurzfassung auf Englisch: Analyzing rare genetic disorders associated with juvenile oral bone loss can help to identify determining factors of periodontal development and find new ways of regenerative treatment for periodontitis. Patients with Coffin-Lowry-Syndrom (CLS), a genetic disorder caused by inactivating mutations in the ribosomal S6 kinase 2 (Rsk2), show hypodontia, premature tooth loss and impaired formation of cementum. This study investigates the effects of Rsk2 to the postnatal periodontal tissue development by the examination of Rsk2 knockout mice. Moreover, the study examines the alveolar bone level of mice lacking Rsk2 function combined with overexpression of both bone anabolic factor Fra1 and proinflammatory factor TNF-α.
Evaluations of x-ray images and μCTs show that mice with Rsk2 deficiency suffer from hyperodontia, dentin hypoplasia and alveolar bone loss. The alveolar bone loss manifested already at eight weeks of age and was progressive. Overexpression of osteoanabolic factor Fra1 did not result in a higher alveolar bone level. Therefore these observations suggest that the alveolar bone loss is independent of the systematic bone formation but due to an internal defect of the periodontium. Finally the results of TNF-a overexpression revealed no interaction of Rsk2 and TNF-α for the alveolar bone. In contrast, in the temporomandibular joints, TNF-α caused severe degeneration, an effect that was further increased by Rsk2-deficiency.
Overall this study reveals the central function of Rsk2 for the integrity of the periodontium and therefore explains the reasons for juvenile premature tooth loss from CLS patients. Based on these findings further studies can investigate the Rsk2 function for the regeneration of periodontal tissues. Moreover the observations indicate a protection effect of Rsk2 from rheumatic mandibular joint disease caused by Rsk2, which should be examined in further studies as well.

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