Regulation des Chondrozytenphänotyps durch Zell-Matrix-Wechselwirkungen

Journal/Book: Z Rheumatol 1998; 57: 175. 1998;

Abstract: Prof. Dr. P. Bruckner; Institut für Physiologische Chemie & Pathobiochemie der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster Knorpelfibrillen sind biologische Legierungen. Sie enthalten nicht nur die beiden genetisch verschiedenen Kollagentypen II und XI sondern auch nicht-kollagene Makromoleküle. Außerdem sind sie heterogen indem sie unterschiedliche Dicken und - korrelierend - entweder Kollagen IX oder Decorin enthalten ein kleines Proteoglykan mit Leuzin-reichen Domänen. Kollagen IX ist vorwiegend auf dünneren Fibrillen lokalisiert während die dickeren reich an Decorin sind. Die Populationen überlappen sich so daß eine Population von Fibrillen mittlerer Dicke beide Makromoleküle enthält. Da Kollagen IX und Decorin die Oberfläche der Fibrillen modifizieren geht aus diesen Befunden hervor daß wesentliche Fibrilleneigenschaften (Durchmesser Oberflächenladung) durch die biochemische Zusammensetzung der Fibrillenlegierungen bestimmt werden. Dies läßt sich anschaulich an Hand der Rekonstitution von fibrillären Aggregaten aus löslichen Makromolekülen zeigen. Kollagen IX bestimmt in sättigbarer Weise die Fibrillenmorphologie. Ist das Protein in den Rekonstitutionsgemischen in "natürlichen" Mengen vorhanden bilden sich den Knorpelfibrillen sehr ähnliche Aggregate aus. Ist der Anteil jedoch geringer so entstehen zunehmend Gebilde mit zwei nadelförmigen Spitzen die Rücken an Rücken angeordnet sind. Diese Taktoide besitzen an ihrer dicksten Stelle sehr große für Knorpelfibrillen untypische Durchmesser. Der Phänotyp von Chondrozyten ist charakteristisch labil und unterliegt einer Kontrolle durch die zelluläre Umgebung. Die Umgebungssignale schließen sowohl lösliche Faktoren wie auch Zell-Matrix-Wechselwirkungen ein. Zum Beispiel wird die Gestalt und das biosynthetische Repertoire der Zellen direkt von Fibrillen je nach deren Zusammensetzung unterschiedlich beeinflußt. Kollagen-I-Fibrillen rekonstituiert aus dem biochemisch gereinigten Haupt-Kollagentypen aller Gewebe außer Knorpel sind mit dem differenzierten Knorpelphänotypen der Chondrozyten nicht vereinbar. Fibrillen aus den Knorpelkollagenen II IX und XI nehmen auf die Differenzierung entweder keinen Einfluß oder - wahrscheinlicher - stabilisieren den Knorpelphänotypen. ... le

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