Die Rolle des Komplement-Rezeptors C5aR auf Osteoblasten

Abstract

Als Trauma- und Frakturfolge kommt es im Rahmen der einsetzenden Entzündungsreaktion zur Aktivierung der Komplementkaskade und Freisetzung des Komplementaktivierungsprodukts C5a. Über seine Rolle im Knochengewebe und während der Frakturheilung ist wenig bekannt. Deshalb sollte in dieser Arbeit die Expression des C5a-Rezeptors (C5aR) in primären humanen Osteoblasten und osteogen differenzierten mesenchymalen Stammzellen (MSC) sowie in vivo im Frakturmodell untersucht werden. Die in vitro-Versuche konnten mittels RT-PCR, Immunfärbung und Durchflusszytometrie C5aR auf MSC und Osteoblasten auf mRNA- und Proteinebene nachweisen. Desweiteren war in MSC eine differenzierungsabhängige C5aR-Induktion erkennbar. Zum Nachweis der C5aR-Funktionalität wurden Chemotaxis-Versuche durchgeführt. Übereinstimmend mit dem zuvor erhobenen C5aR-Expressionsmuster zeigten nur primäre Osteoblasten und reife, osteogen differenzierte MSC eine C5a-abhängige Zellmigration. In vivo wurde im Frakturmodell der Ratte eine Immunfärbung durchgeführt. Dadurch konnte das C5aR-Expressionsprofil während der 28-tägigen Frakturheilung erfasst werden. In Übereinstimmung mit den in vitro-Ergebnissen, waren bindegewebeartige Zellen und Zellen des Periosts C5aR-negativ. Knorpel- und Knochenzellen zeigten im weiteren Heilungsverlauf eine zunehmende C5aR-Expression. Zudem waren C5aR-positive Osteozyten im Kortex vorhanden, die parallel zu ihrem Untergang einen Anstieg der C5aR-Expression aufwiesen. C5aR konnte zusätzlich in gesundem Tibiaknochen des Menschen und der Ratte nachgewiesen werden.