Expression und Regulation der Calcitonin-Peptid-Familie in osteoblastären Zelllinien

Die Calcitonin-Familie bezeichnet eine Gruppe strukturell verwandter Peptide, die eine Vielzahl biologischer Funktionen im Körper hervorruft. Dazu gehört auch die Regulation des Knochenstoffwechsels, wodurch unter anderem die Knochenbildung gefördert wird. CGRP, Adrenomedullin und Intermedin als Mitglieder der Calcitonin-Peptid-Familie wirken über den CRLR und die sogenannten RAMPs, die Heterodimere mit diesem Rezeptor bilden. In der Lunge kommt es unter Sauerstoffmangel zu einer Hochregulation von Adrenomedullin und Intermedin. Auch im Knochen gibt es Prozesse, die unter hypoxischen Bedingungen ablaufen, wie beispielsweise die Frakturheilung oder das Tumorwachstum. Zum einen befasst sich die vorliegende Arbeit mit dem Nachweis verschiedener Komponenten der Calcitonin-Peptid- Familie in murinen osteoblastären MC3T3-E1-Zellen vor und nach osteogener Differenzierung. Zum anderen wird erstmalig die Regulation von Adrenomedullin und Intermedin unter Sauerstoffmangel in humanen Osteosarkomzellen untersucht. Mittels RT-PCR können CRLR und RAMP 1-3 sowohl in undifferenzierten als auch in osteogen differenzierten MC3T3-E1-Zellen detektiert werden. Ein sicherer Nachweis von Adrenomedullin gelingt nur in undifferenzierten Zellen, während Intermedin teilweise auch in osteogen differenzierten Zellen vorkommt. CGRP mRNA wird in MC3T3-E1-Zellen nicht exprimiert. Weiterhin kann in der humanen Osteosarkomzelllinie TE 85 mit Hilfe der real-time RT-PCR eine signifikante Hochregulation von Adrenomedullin unter Hypoxie nachgewiesen werden. Im Gegensatz dazu wird Intermedin unter gleichen Bedingungen herunterreguliert. Diskutiert wird die Minderung der Adrenomedullin und Intermedin mRNA-Expression infolge einer mehrwöchigen Dexamethasonbehandlung im Rahmen der osteogenen Differenzierung, wodurch wiederum eine Knochendichteminderung bei chronischer Glukokortikoidexposition begünstigt werden könnte. Bekannt ist, dass Sauerstoffmangel die Angiogenese fördert. Eine HIF-1 vermittelte Regulation von Adrenomedullin und gegebenenfalls Intermedin infolge lokaler Hypoxie könnte die Frakturheilung oder aber die Entstehung von Tumoren im Knochen durch Induktion der Neovaskularisation möglicherweise vorantreiben.The calcitonin family denotes a group of structurally related peptides, which cause a variety of biological functions in the body. This also includes the regulation of the bone metabolism, which promotes bone formation among others. CGRP, adrenomedullin and intermedin as members of the calcitonin peptide family function via CRLR and the so-called RAMPs, which heterodimerize with this receptor. In the lung, a lack of oxygen causes an upregulation of adrenomedullin and intermedin. Also in bone, there are processes under hypoxic conditions, for example fracture healing or tumor growth. On the one hand, this paper is concerned with detecting several components of the calcitonin peptide family in the murine osteoblastic cell line MC3T3-E1 before and after an osteogenic differentiation. On the other hand, the regulation of adrenomedullin and intermedin under a lack of oxygen in a human osteosarcoma cell line is anylysed for the first time. With the help of RT-PCR, CRLR and RAMP 1-3 can be detected both in undifferentiated and in osteogenic differentiated cells. A certain evidence of adrenomedullin only succeeds in undifferentiated cells, whereas intermedin partly appears in osteogenic differentiated cells as well. CGRP mRNA is not expressed in MC3T3-E1 cells. Furthermore, a significant upregulation of adrenomedullin in hypoxia was shown in the human osteosarcoma cell line TE 85 with the help of the real-time RT-PCR. In contrast, intermedin is downregulated under the same conditions. The decrease of the adrenomedullin and intermedin mRNA expression due to a dexamethason treatment for several weeks within the osteogenic differentiation is discussed, which might facilitate a reduce in bone density during chronic exposure to glucocorticoids. It is well established that a lack of oxygen promotes angiogenesis. A HIF-1-stimulated regulation of adrenomedullin and, if applicable, intermedin due to a local hypoxia might possibly accelerate fracture healing or tumorigenesis in bone via an induction of neovascularisation