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Internationales Journal für Parodontologie & Restaurative Zahnheilkunde
Int J Paro Rest ZHK 32 (2012), Nr. 3     6. Juli 2012
Int J Paro Rest ZHK 32 (2012), Nr. 3  (06.07.2012)

Seite 273-281


GDF-5 und BMP-2 steuern in vitro die Differenzierung von Knochenzellen über die Genexpression von MSX1, MSX2, Dlx5 und Runx2 und beeinflussen die OCN-Genexpression
Koch, Felix Peter / Weinbach, Christoph / Hustert, Elisabeth / Al-Nawas, Bilal / Wagner, Wilfried
Rekombinanter humaner Growth and Differentiation Factor 5 (rhGDF-5) und rekombinantes humanes Bone Morphogenetic Protein 2 (rhBMP-2) beeinflussen als Mitglieder der Transforming-growth-factor-ß-Familie die Knochenneubildung und -differenzierung. In dieser In-vitro-Studie an Zellkulturen von Osteoblasten wurden die molekularbiologischen Effekte dieser Wachstumsfaktoren auf die Expression von Regulatorgenen der Homebox-Proteine MSX1 und MSX2 sowie auf die Distal-less Homebox 5 (Dlx5) und den Runt-related Transcription Factor 2 (Runx2/Cbfa1) untersucht. Bezüglich der Effektorgene wurden die Messenger-Ribonukleinsäuren von Osteocalcin (OCN) mittels reverse Transkriptase/Real-time-Polymerase- Kettenreaktion quantifiziert. Die Osteoblasten wurden über einen Zeitraum von 15 Tagen stimuliert und am ersten, zweiten, fünften, 10. und 15. Tag analysiert. In Konzentrationen von 100, 500 und 1000 ng/ml wurden rhGDF-5 und rhBMP-2 eingesetzt. Bei der niedrigeren rhGDF-5-Konzentration (100 ng/ml) zeigten sich dosisabhängig in den ersten 48 Stunden eine vermehrte Genexpression von MSX1 und MSX2 und eine marginal erhöhte Genexpression von Runx2 und OCN. Die rhBMP-2-Stimulation erhöhte die Expression von MSX1 und MSX2 mit Spitzenwerten nach 24 und 240 Stunden. Runx2 und OCN wurden durch die Konzentration von 100 ng/ml stärker exprimiert als in der nicht stimulierten Kontrolle. Offenbar stimuliert rhGDF-5 die frühe Differenzierung der Osteoblasten und die Produktion von extrazellulärer Matrix, während rhBMP-2 die frühe und späte Differenzierung der Osteoblasten zu verstärken scheint. Niedrige Konzentrationen der Wachstumsfaktoren führten effektiver zu einer vermehrten Genexpression.