PTH/PTHrP-Rezeptor-Expression im zeitlichen Verlauf einer experimentell induzierten Arthrose im Kaninchenmodell

PTH/PTHrP-Rezeptor-Expression im zeitlichen Verlauf einer experimentell induzierten Arthrose im Kaninchenmodell Einleitung: Die Arthrose ist eine Erkrankung von enormer sozioökonomischer Bedeutung. Vorangegangene Studien konnten eine Präsenz des PTH/PTHrP-Rezeptors in osteoarthrotischem Knorpel nachweisen und seine Beteiligung an pathophysiologischen Prozessen der Arthrose nahelegen. Es gibt jedoch bislang keine Informationen über die PTH1R-Expression in der Frühphase der Arthroseentstehung. Ziel: Diese Studie soll die Expression des PTH1-Rezeptors im zeitlichen Verlauf einer experimentell induzierten Arthrose im Kaninchenmodell zeigen. Methode: 12 ausgewachsenen Neuseelandkaninchen wurde das vordere Kreuzband reseziert (Versuchsgruppe). 12 weitere Tiere erhielten lediglich eine Eröffnung und Spülung des Gelenkes, wobei das vordere Kreuzband belassen wurde (Vergleichsgruppe). Aus jeder Gruppe wurden vier Tiere nach jeweils 3, 6 und 12 Wochen getötet und die Kniegelenke entnommen und begutachtet. 4 weitere Tiere wurden ohne vorherige Operation getötet und ihre Kniegelenke entnommen (Kontrollgruppe). Alle entnommenen Gelenke wurden hinsichtlich makroskopischen sowie mikroskopischen arthrotischen Veränderungen untersucht. Es erfolgte weiterhin eine immunhistochemische Anfärbung der PTH1R-exprimierenden Zellen. Ergebnis: Nach Kreuzbanddurchtrennung zeigte sich eine deutliche, progrediente Arthroseentstehung sowie eine deutliche Abnahme PTH1R-positiver Zellen. Die Gelenke zeigten, sowohl histologisch als auch makroskopisch, signifikant höhere Arthrosegrade (p < 0.01) als die Gelenke der Vergleichsgruppe. Es ließ sich eine signifikante, positive Korrelation zwischen histologischem und makroskopischem Arthrosegrad feststellen (r = 0,857; p < 0,001). Der immunhistochemisch gefärbte Anteil PTH1R-exprimierender Zellen war nach 6 bzw. 12 Wochen signifikant niedriger in der Gruppe nach Kreuzbandresektion in Bezug auf die Vergleichsgruppe (p < 0.05 bzw. p < 0,01). Des Weiteren zeigte sich bei hohen Arthrosegraden ein niedriger Anteil PTH1R-exprimierender Zellen. Diesbezüglich besteht eine signifikante, negative Korrelation sowohl zwischen PTH1R-angefärbten Zellen und histologischem Arthrosegrad (r = - 0,601; p < 0,001) als auch zwischen PTH1R-angefärbten Zellen und makroskopischem Arthrosegrad (r = - 0,541; p < 0,001). Schlussfolgerung: Diese Studie zeigt eine Abnahme PTH1R-exprimierender Chondrozyten im zeitlichen Verlauf einer Arthrose. Die enge Assoziation dieser Abnahme mit den makroskopisch und histologisch nachweisbaren Knorpelveränderungen lässt annehmen, dass PTH1R eine wichtige Rolle in der Pathophysiologie der Arthrose spielt

Decrease in the expression of the type 1 PTH/PTHrP receptor (PTH1R) on chondrocytes in animals with osteoarthritis

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>To evaluate the expression of the type 1 PTH/PTHrP receptor (PTH1R) on chondrocytes from hyaline cartilage over the course of osteoarthritis (OA).</p> <p>Methods</p> <p>In 12 NZW rabbits, the anterior cruciate ligament (ACL) was resected to create anterior instability of the knee. In 12 control rabbits, only a sham operation, without resection of the ACL, was performed. Four animals from each group were killed at 3, 6, and 12 weeks. After opening the knee joint, OA was macroscopically graded and hyaline cartilage of the load-bearing area was evaluated histologically according to the Mankin scale and by immunostaining for PTH1R.</p> <p>Results</p> <p>There was a positive linear correlation between the time after surgery and the macroscopic and histologic OA scores. The scores in the control group were constant over the time course. Immunostaining showed significantly less expression of PTH1R in the experimental compared to the control group after 6 (P < 0.05) and 12 weeks (P < 0.01). In the experimental group, a negative linear correlation between PTH1R expression and macroscopic and histologic grades was found.</p> <p>Conclusions</p> <p>The results show an in vivo decrease in the expression of PTH1R on chondrocytes over the time course of OA. Further studies are needed to evaluate whether new treatment approaches could evolve from this knowledge.</p

PTH/PTHrP-Rezeptor-Expression im zeitlichen Verlauf einer experimentell induzierten Arthrose im Kaninchenmodell

PTH/PTHrP-Rezeptor-Expression im zeitlichen Verlauf einer experimentell induzierten Arthrose im Kaninchenmodell Einleitung: Die Arthrose ist eine Erkrankung von enormer sozioökonomischer Bedeutung. Vorangegangene Studien konnten eine Präsenz des PTH/PTHrP-Rezeptors in osteoarthrotischem Knorpel nachweisen und seine Beteiligung an pathophysiologischen Prozessen der Arthrose nahelegen. Es gibt jedoch bislang keine Informationen über die PTH1R-Expression in der Frühphase der Arthroseentstehung. Ziel: Diese Studie soll die Expression des PTH1-Rezeptors im zeitlichen Verlauf einer experimentell induzierten Arthrose im Kaninchenmodell zeigen. Methode: 12 ausgewachsenen Neuseelandkaninchen wurde das vordere Kreuzband reseziert (Versuchsgruppe). 12 weitere Tiere erhielten lediglich eine Eröffnung und Spülung des Gelenkes, wobei das vordere Kreuzband belassen wurde (Vergleichsgruppe). Aus jeder Gruppe wurden vier Tiere nach jeweils 3, 6 und 12 Wochen getötet und die Kniegelenke entnommen und begutachtet. 4 weitere Tiere wurden ohne vorherige Operation getötet und ihre Kniegelenke entnommen (Kontrollgruppe). Alle entnommenen Gelenke wurden hinsichtlich makroskopischen sowie mikroskopischen arthrotischen Veränderungen untersucht. Es erfolgte weiterhin eine immunhistochemische Anfärbung der PTH1R-exprimierenden Zellen. Ergebnis: Nach Kreuzbanddurchtrennung zeigte sich eine deutliche, progrediente Arthroseentstehung sowie eine deutliche Abnahme PTH1R-positiver Zellen. Die Gelenke zeigten, sowohl histologisch als auch makroskopisch, signifikant höhere Arthrosegrade (p < 0.01) als die Gelenke der Vergleichsgruppe. Es ließ sich eine signifikante, positive Korrelation zwischen histologischem und makroskopischem Arthrosegrad feststellen (r = 0,857; p < 0,001). Der immunhistochemisch gefärbte Anteil PTH1R-exprimierender Zellen war nach 6 bzw. 12 Wochen signifikant niedriger in der Gruppe nach Kreuzbandresektion in Bezug auf die Vergleichsgruppe (p < 0.05 bzw. p < 0,01). Des Weiteren zeigte sich bei hohen Arthrosegraden ein niedriger Anteil PTH1R-exprimierender Zellen. Diesbezüglich besteht eine signifikante, negative Korrelation sowohl zwischen PTH1R-angefärbten Zellen und histologischem Arthrosegrad (r = - 0,601; p < 0,001) als auch zwischen PTH1R-angefärbten Zellen und makroskopischem Arthrosegrad (r = - 0,541; p < 0,001). Schlussfolgerung: Diese Studie zeigt eine Abnahme PTH1R-exprimierender Chondrozyten im zeitlichen Verlauf einer Arthrose. Die enge Assoziation dieser Abnahme mit den makroskopisch und histologisch nachweisbaren Knorpelveränderungen lässt annehmen, dass PTH1R eine wichtige Rolle in der Pathophysiologie der Arthrose spielt

Impaired surface membrane insertion of homo- and heterodimeric human muscle chloride channels carrying amino-terminal myotonia-causing mutations

Mutations in the muscle chloride channel gene (CLCN1) cause myotonia congenita, an inherited condition characterized by muscle stiffness upon sudden forceful movement. We here studied the functional consequences of four disease-causing mutations that predict amino acid substitutions Q43R, S70L, Y137D and Q160H. Wild-type (WT) and mutant hClC-1 channels were heterologously expressed as YFP or CFP fusion protein in HEK293T cells and analyzed by whole-cell patch clamp and fluorescence recordings on individual cells. Q43R, Y137D and Q160H, but not S70L reduced macroscopic current amplitudes, but left channel gating and unitary current amplitudes unaffected. We developed a novel assay combining electrophysiological and fluorescence measurements at the single-cell level in order to measure the probability of ion channel surface membrane insertion. With the exception of S70L, all tested mutations significantly reduced the relative number of homodimeric hClC-1 channels in the surface membrane. The strongest effect was seen for Q43R that reduced the surface insertion probability by more than 99% in Q43R homodimeric channels and by 92 ± 3% in heterodimeric WT/Q43R channels compared to homodimeric WT channels. The new method offers a sensitive approach to investigate mutations that were reported to cause channelopathies, but display only minor changes in ion channel function