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Kurzfassung Hintergrund: Knochenzellen sind essentiell für die Regulation der Knochenhomöostase. Während lange Zeit das Hauptaugenmerk auf die knochenbildenden Osteoblasten und knochenresorbierenden Osteoklasten gelegt wurde, bietet das heutige Wissen über die breitgefächerte Funktionalität von Osteozyten den Grundstein für ein besseres Verständnis über den Knochenum- und aufbauprozess. Osteozyten gelten demnach schon lange nicht mehr als passive Zuschauer, sondern als aktive Akteure der Knochenhomöostase. Aufgrund ihrer enormen Präsenz und ihrer unabdingbaren Relevanz im Knochenumbau liegt das Interesse nahe, nicht nur an der zellulären Oberfläche zu kratzen, sondern eine Stufe tiefer zu gehen und die systemische Bedeutung im Knochenstoffwechsel von Osteozyten auf molekularer Ebene zu untersuchen. Denn Osteozyten exprimieren verschiedene Proteine, die mit unterschiedlichen Funktionen einhergehen und dahingehend den Funktionalitätsumfang von Osteozyten unterstreichen. Diese Studie beschäftigt sich mit der Diversität der Knocheneigenschaften zweier Mausstämme auf molekularer Ebene. Aus der Knochenforschung von Mausmodellen ist bekannt, dass sich bestimmte Eigenschaften der Knochenmikrostruktur von CH3/J-Mäusen und C57BL / 6J-Mäuse, die mittels Mikrocomputertomographie (µCT) festgestellt wurden, unterscheiden. Demnach konnten diese Daten herangezogen werden, um neben der mikrostrukturellen Diskrepanz zwischen den Mausstämmen auch molekulare Unterschiede zu identifizieren. Methodik: Es wurden die osteozytäre Proteine – Sklerostin (SOST), Dickkopf-1 (DKK-1), Periostin (POST), Fibroblast Growth Factor 23 (FGF-23) und Osteoprotegerin (OPG) analysiert. Die morphologische Beurteilung der osteozytären Proteine wurden mittels Nachweis spezifischer Antikörper (AK) erfasst und in ihrer Expression durch die Immunhistochemie (IHC) definiert. Die Auszählung der positiven Osteozyten, sowie die Bestimmung der trabekulären Eigenschaften der Mäuse erfolgten durch die Methode der Knochenhistomorphometrie mittels des OsteoMeasure-Systems. Ergebnisse: Nach über 92.000 manuell ausgezählten Osteozyten konnten tatsächlich Unterschiede in der Expression der einzelnen osteozytären Proteine zwischen den beiden Mausstämmen aufgezeigt werden. Bei DKK-1, POST und SOST waren die Differenzen sogar statistisch signifikant. C57BL / 6J-Mäuse zeigten in jeder Knochenregion und zu jedem Zeitpunkt eine höhere Expression von DKK-1 als CH3/J-Mäuse. Im Gegensatz dazu wurde POST bei CH3/J-Mäusen im Alter von 8 und 16 Wochen sowohl trabekulär als auch kortikal häufiger exprimiert als bei C57BL / 6J-Mäuse. Eine signifikant höhere Expression von SOST wurde bei C57BL / 6J-Mäusen im Alter von 8 Wochen im kortikalen Bereich im Vergleich zu CH3/J-Mäusen nachgewiesen. Neben den zellspezifischen Ergebnissen konnten ebenso trabekuläre Eigenschaften der einzelnen Mäuse angeführt und darüber hinaus Unterschiede zwischen den Mausstämmen festgestellt werden. Durch die errechneten Mittelwerte der trabekulären Parameter konnten hierzu Differenzen zwischen C3H / J-Mäuse und C57BL / 6J-Mäuse gefunden werden. Der größte Unterschied zeigte sich in der trabekulären Dicke (trabecular thickness; Tb.Th). Im Alter von 8 Wochen zeigten die C3H / J-Mäuse einen höheren Anteil der Tb.Th als C57BL / 6J-Mäuse. Dieser Unterschied minimierte sich jedoch im Alter von 16 Wochen. Weiters konnten in den Vergleichsanalysen kleine Unterschiede in Bezug auf das Verhältnis des trabekulären Knochenvolumens zum Gesamtvolumen (bone volume / totale volume; BV / TV), der trabekulären Trennung (trabecular Separation, Tb. Sp) und der trabekulären Zahl (trabecular Number; Tb.N) eruiert werden. Diese trabekulären Ergebnisse sind, trotz differenter Auswertungsmethodik mit der vorangegangenen Studie kompatibel. Conclusio: Nachdem bereits bekannt ist, dass Sklerostin eine wichtige Rolle in der Behandlung von Knochenerkrankungen, insbesondere Osteoporose, einnimmt, könnte die erhaltene Erkenntnis aus dieser Studie von großer Bedeutung sein. Die sich abzeichnende Gewichtung osteozytärer Proteine in der Knochenbildung könnte somit als Grundlage für spezifischere und in weiterer Folge effizientere Therapiestrategien bei der Behandlung von Osteoporose fungieren. Aufgrund der Ergebnisse lässt sich zusammenfassend sagen, dass osteozytäre Proteine potenzielle Osteoporose-Biomarker sein können. Abstract Background: Bone cells are essential for the regulation of bone homeostasis. With the focus being on bone-forming osteoblasts and bone-resorbing osteoclasts for a long time, today's knowledge of the wide-ranging functionality of osteocytes provides the foundation for a better understanding of the bone remodelling and building process. Osteocytes are no longer considered passive spectators but rather active actors in bone homeostasis. Due to their enormous presence and their indispensable relevance in bone-remodelling, it is interesting to not only scratch the cellular surface but also to go one -step deeper and investigate the systemic importance in the bone metabolism of osteocytes at the molecular level. This is because osteocytes express various proteins that are associated with different functions and thus underline the scope of functionality of the osteocytes. This study deals with the diversity of the bone properties of two mouse strains on a molecular level. Bone research on mouse models has shown that certain properties of the bone microstructure of CH3 / J mice and C57BL / 6J mice, which were determined by means of microcomputed tomography (µCT), differ from one another. Accordingly, this data could be used to identify not only the microstructural diversity between the mouse strains but also molecular differences. Methods: In this study the osteocyte proteins sclerostin (SOST), Dickkopf-1 (DKK-1), periostin (POST), fibroblast growth factor 23 (FGF-23) and osteoprotegerin (OPG) were analysed. Osteocytic proteins were detected by specific antibodies (AK) and their expression was defined by immunohistochemistry (IHC). The counting of the positive osteocytes and the determination of the trabecular properties of the mice were carried out using the bone histomorphometry method by using the OsteoMeasure system. Results: After more than 92,000 manually counted osteocytes, differences in the expression of the individual osteocyte proteins between the two mouse strains could actually be shown. For DKK-1, POST and SOST the differences were even statistically significant. C57BL / 6J mice showed a higher expression of DKK-1 than CH3 / J mice in every bone region and at every time. In contrast, POST was expressed more trabecularly and cortically in CH3 / J mice at the age of 8 and 16 weeks in comparison to C57BL / 6J mice. A significantly higher expression of SOST was demonstrated in C57BL / 6J mice at the age of 8 weeks in the cortical region in contrast to CH3 / J mice. In addition to the cell-specific results, trabecular properties of the individual mice could also be stated and, in addition, differences between the mouse strains could be determined. Using the calculated values of the trabecular parameters, differences between C3H / J mice and C57BL / 6J mice were found. The greatest difference was found in the trabecular thickness (Tb.Th). At the age of 8 weeks, the C3H / J mice showed a higher Tb.Th than the C57BL / 6J mice. However, this difference was minimised by the age of 16 weeks. Furthermore, the comparative analyses showed small differences in relation to the ratio of the trabecular bone volume to the total volume (BV / TV), the trabecular separation (Tb. Sp) and the trabecular number (Tb. N). Despite a different evaluation method, these trabecular results are compatible to a published study. Conclusion: Since it is common knowledge that sclerostin plays an important role in the treatment of bone diseases, in particular osteoporosis, the knowledge obtained from this study could be of great importance. The emerging weighting of osteocyte proteins in bone formation could thus serve as the basis for more specific and subsequently more efficient therapeutic strategies in the treatment of osteoporosis. Based on our results, osteocytic proteins can be considered as potential biomarkers of osteoporosis.

Chronische Nierenerkrankungen werden vor allem durch Zivilisationskrankheiten verursacht und sind dadurch ein immer größer werdendes Public Health Problem. Ein Fortschreiten der Erkrankung kann durch ein Behandeln der Grunderkrankung zwar gebremst werden, eine Heilung ist jedoch nicht möglich, da die Zerstörung des Nierengewebes irreparabel ist.Der Fibroblasten Growth Factor ist ein vielversprechender Faktor, um das Wissen über chronische Nierenerkrankungen zu erweitern und mögliche Therapien zu etablieren. Seine Wirkungen auf die Proteinexpression in der Niere und die Vermutung, dass FGF-23 einer der frühesten Biomarker für eine beginnende chronische Nierenerkrankung ist, machen ihn zu einem idealen Forschungsziel. Um den FGF-23 und seine Signalwege in der Niere besser untersuchen und letztlich verstehen zu können, war es Ziel dieser Arbeit, ein Modellsystem zur Untersuchung der Expression von Target-Molekülen in murinen Nierenschnitten zu etablieren, um in weiterer Folge mit geeigneten Inhibitoren Rückschlüsse auf die Signalwege des FGF-23-Signalings in der Niere ziehen zu können. Hierfür wurden Expressionsanalysen von den Proteinen ERK1/2, WNK-1, NCC, EnAc und TRPV5 durchgeführt. Erwartet wurde ein gleichmäßiges, reproduzierbares Ansteigen der Proteinexpression in Proben, denen rFGF-23 beigemengt wurde und eine niedrigere Expression in Proben ohne beigefügtes rFGF-23. Die Etablierung eines Modellsystems in der Maus war nicht erfolgreich, da die Beigabe von rFGF-23 nicht zu einem gleichmäßigen Anstieg der Proteinexpression führte, sondern Schwankungen in der Proteinexpression beobachtet wurden sowie auch in Abwesenheit von rFGF-23 hohe Mengen an Protein exprimiert wurden. Chronic kidney diseases are mainly caused by civilization diseases and are therefore a growing public health problem. Although the progression of the disease can be slowed down by treating the underlying disease, a cure is not possible because the destruction of the kidney tissue is irreparable The Fibroblast Growth Factor-23(FGF-23) is a promising factor in expanding knowledge about chronic kidney disease and establishing possible therapies. Its effects on protein expression in the kidney and the assumption that FGF-23 is one of the earliest biomarkers for chronic kidney disease make it an ideal research target. In order to better understand FGF-23 and its signalling pathways in the kidney, the aim of this work was to establish a model system to study the expression of target molecules in murine kidney slices and subsequently to draw conclusions on the signalling pathways of FGF-23 signalling in the kidney using suitable inhibitors. Expression analysis of the proteins ERK1/2, WNK-1, NCC, EnAc and TRPV5 were performed. A uniform, reproducible increase in protein expression in samples to which rFGF-23 was added and a lower expression in samples without added rFGF-23 was expected. The establishment of a model system in the mouse was not successful because the addition of rFGF-23 did not lead to a uniform increase in protein expression, but fluctuations in protein expression were observed and high amounts of protein were expressed in the absence of rFGF-23.

Fragestellung: Die Osteoporose ist als Volkskrankheit des hohen Lebensalters bekannt. Einhergehend mit der Osteoporose verschlechtern sich bei betagten Patienten häufig zusätzlich die neuromuskuläre Funktion und posturale Kontrolle im Rahmen des altersbedingten Muskelabbaus. Das damit[zum vollständigen Text gelangen Sie über die oben angegebene URL], Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2015)