Interaktion des Wnt- und des Östrogenrezeptorsignalwegs in der Mechanotransduktion

Abstract

Ziel der Studie war die in vivo-Untersuchung des Einflusses der Interaktion des ER- und des Wnt/beta-Catenin-Signaltransduktionswegs auf die mechanische Regulation der Knochenmasse und die Aufdeckung möglicher zugrundeliegender zellulärer Mechanismen in vitro. Hierfür wurde in vivo zur mechanischen Stimulation das nicht invasive Ulna-Belastungsmodell in der ovarektomierten Maus verwendet und die Signaltransduktionswege wurden mit einem Wnt/beta-Catenin-Signalwegaktivator bzw. mit Östrogen aktiviert. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl die Aktivierung des Wnt/beta-Catenin- als auch die des ER-Signaltransduktionswegs einen sensibilisierenden Effekt auf die mechanisch induzierte, kortikale Knochenformation hatte. Bei gleichzeitiger Applikation hatten Östrogen und der Wnt/beta-Catenin-Signalwegaktivator in den ovarektomierten Mäusen keinen sensibilisierenden Effekt mehr auf die mechanisch induzierte Knochenformation. In vitro konnte in der präosteoblastären Zelllinie MC3T3-E1 gezeigt werden, dass durch mechanische Stimulation sowie die Aktivierung des Wnt/beta-Catenin- und des ER-Signaltransduktionswegs eine komplexe Interaktion zur Feinregulation der zellulären, an der Mechanotransduktion beteiligten Prozesse stattfindet. Auch hier schien die Aktivierung des Wnt/beta-Catenin- und des ER-Signaltransduktionswegs jeweils zu einer Sensibilisierung der untersuchten zellulären Prozesse zu führen, während deren gleichzeitige Aktivierung zu einem negative feedback geführt zu haben schien. Abschließend lieferten die Untersuchungen neue Belege dafür, dass die Interaktion des Wnt/beta-Catenin- und des ER-Signaltransduktionswegs ein wichtiger Mechanismus in der komplexen und fein abgestimmten Antwort des Knochens auf wechselnde mechanische Beanspruchungen ist.