Untersuchungen zur Funktion des Wachstumsfaktors Midkine und seines putativen Rezeptors Rptpζ in Osteoblasten

Abstract

Midkine und Pleiotrophin bilden eine eigenständige Gruppe von Heparin-bindenden Wachstumsfaktoren. Für Midkine konnte gezeigt werden, dass ein Genverlust im Alter durch erhöhte Knochenformation in vermehrter Knochenmasse resultiert. In weiteren Versuchen konnte nachgewiesen werden, dass Midkine die Gene Ank und Enpp1 induziert. Dies sind Gegenspieler der Gewebe-unspezifischen alkalischen Phosphatase. Diese Arbeit zeigt, dass der Phänotyp einer Akp2-Defizienz in 3 Wochen alten Mäusen nicht durch eine gleichzeitige Defizienz von Akp2 und Mdk korrigiert werden kann. Die Signaltransduktion von Midkine ist noch nicht vollständig verstanden. Um den putativen Rezeptor Rptpζ zu bestätigen, wurde die durch rekombinantes humanes Midkine induzierte Genexpression in Wildtyp- und Ptprz1-defizienten Osteoblasten untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Induktion der Gene Ank, Enpp1 und Akp2 sowie die für den Phosphathaushalt wichtigen Gene Dmp1 und Slc20a1 zumindest auf die Anwesenheit von Ptprz1 angewiesen sind, da ohne diesen Rezeptor keine Induktion durch Midkine messbar war. Im Rahmen der Untersuchung von Midkine wurde ebenfalls der Zusammenhang mit Ptprz1 und dem Wnt-Signalweg in Osteoblasten in vitro untersucht. Ergebnisse zeigten, dass ein synergistischer Effekt von Midkine und Ptprz1 zu einer vollkommenen Hemmung des Wnt-Signalweges führt. In dieser Arbeit wurden die Auswirkungen einer Doppeldefizienz in vivo am Mausmodell im Alter von 26 Wochen untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass der in vitro beobachtete Effekt in vivo nicht zu bestätigen ist. Durch weitere Mäuse soll der Knochenphänotyp im Alter von 52 Wochen analysiert werden. Rptpζ hat durch seine dephosphorylierende Eigenschaft regulierenden Einfluss auf die Zellproliferation. Durch BrdU-Inkorparationsversuche konnte gezeigt werden, dass dieser Einfluss auch für Osteoblasten gilt. In dieser Arbeit sollte in vivo durch ein Mausdefizienzmodell untersucht werden, ob dieser Einfluss die Bildung von Osteosarkomen beeinflusst. Hierzu wurden Trp53/Ptprz1-defiziente Mäuse generiert und histologisch analysiert. Dies ergab bei Mäusen im Alter von 13 Wochen keine Unterschiede im Vergleich zu gleichaltrigen Kontrolltieren. Erste Untersuchungen 52 Wochen alter Trp53+/-/Ptprz1-/--defizienter Mäuse zeigten hingegen, dass sich in 40% dieser Tiere Osteosarkome entwickelten. Dies soll nun durch Erhöhung der Fallzahlen bestätigt werden.