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http://doi.org/10.25358/openscience-3147Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.author | Dohle, Eva | |
| dc.date.accessioned | 2011-07-22T16:38:28Z | |
| dc.date.available | 2011-07-22T18:38:28Z | |
| dc.date.issued | 2011 | |
| dc.identifier.uri | https://openscience.ub.uni-mainz.de/handle/20.500.12030/3149 | - |
| dc.description.abstract | Co-culture systems, consisting of outgrowth endothelial cells (OEC) and primary osteoblasts (pOB), represent a prom¬ising instrument to mimick the natural conditions in bone repair processes and provide a new concept to develop constructs for bone replacement. Furthermore, co-culture of OEC and pOB could provide new insights into the molecular and cellular mechanisms that control essential processes during bone repair. The present study described several advantages of the co-culture of pOB and OEC for bone tissue engineering applications, including beneficial effects on the angiogenic activation of OEC, as well as on the assembly of basement membrane matrix molecules and factors involved in vessel maturation and stabilization. The ongoing angiogenic process in the co-culture system proceeded during the course of co-cultivation and correlated with the upregulation of essential angiogenic factors, such as VEGF, angiopoietins, basement membrane molecules and mural cell-specific markers. Furthermore the co-culture system appeared to maintain osteogenic differentiation capacity.rnrnAdditional treatment of co-cultures with growth factors or morphogens might accelerate and improve bone formation and furthermore could be useful for potential clinical applications. In this context, the present study highlights the central role of the morphogen, sonic hedgehog, which has been shown to affect angiogenic activation as well as osteogenic differentiation in the co-culture model of OEC and pOB. Treatment of co-cultures with sonic hedgehog resulted in an increased formation of microvessel-like structures as early as after 24 hours. This proangiogenic effect was induced by the upregulation of the proangiogenic factors, VEGF, angiopoietin1 and angiopoietin 2. In contrast to treatment with a commonly used proangiogenic agent, VEGF, Shh stimulation induced an increased expression of factors associated with vessel maturation and stabilization, mediated through the upregulation of growth factors that are strongly involved in pericyte differentiation and recruitment, including PDGF-BB and TGFbeta. In addition, Shh treatment of co-cultures also resulted in an upregulation of osteogenic differentiation markers like alkaline phosphatase, osteocalcin, osteonectin and osteopontin, as well as an increased matrix calcification. This was a result of upregulation of the osteogenic differentiation regulating factors, BMP2 and RUNX2 which could be assessed in response to Shh treatment. rn | en_GB |
| dc.description.abstract | Ko-Kultur-Modelle aus primären Osteoblasten (pOB) und sogenannten Outgrowth endothelial cells (OEC), einer Subpopulation endothelialer Progenitorzellen (EPC) aus dem peripheren Blut, bieten verschiedene Vorteile als in vitro Testsysteme zur Identifizierung von Faktoren, die möglicherweise zur Verbesserung der Knochenregeneration eingesetzt werden können. Darüber hinaus gelten Ko-Kulturen bzw. Ko-Implantationsstrategien auch als vorteilhaft zur Vaskularisierung von Tissue Engineering Konstrukten, da diese in vivo zu einem schnellen Anschluß an das Gefäßsystem des peri-implantären Gewebes führen. Es konnte gezeigt werden, dass in Ko-Kulturen aus pOB und OEC, mikrovaskuläre Strukturen mit deutlichem Lumen ausgebildet werden. Die Bildung der angiogenen Strukturen im Ko-Kultur System korrelierte mit einer höheren Expression von wichtigen proangiogenen Faktoren wie VEGF, Angiopoietine, sowie einer erhöhten Expression von Bestandteilen der extrazellulären Matrix und Markern für Perizyten bzw. glatte Muskelzellen. Auch die Fähigkeit zur osteogenen Differenzierung wird im Ko-Kultur System aufrechterhalten. rnrnAls mögliche Faktoren, welche zur Verbesserung der Knochenregeneration verwendet werden können, gelten unter anderem Morphogene wie Sonic hedgehog (Shh). Shh spielt sowohl bei der embryonalen Vaskulogenese als auch bei der Angiogenese im adulten Organismus eine wichtige Rolle und ist darüber hinaus auch an der Knochenbildung bzw. -regeneration aktiv beteiligt. Im Rahmen dieser Dissertation wurden Ko-Kulturen bestehend aus pOB und OEC für verschiedene Zeitpunkte mit dem Morphogen Shh behandelt und es konnte bereits nach 24 Stunden Behandlung eine deutlich erhöhte Bildung von angiogenen Strukturen im System gezeigt werden. In den Experimenten war eine deutliche Hochregulation von proangiogenen Faktoren wie VEGF, Angiopoietin1 und Angiopoietin2 sowohl auf mRNA Ebene als auch auf Proteinebene zu beobachten. Im Gegensatz zu einer Behandlung mit VEGF, welches gewöhnlich als proangiogener Wachstumsfaktor eingesetzt wird, konnte durch Shh Stimulation ebenfalls eine erhöhte Expression von verschiedenen Faktoren, welche mit der Reifung und Stabilisierung von Gefäßen assoziiert sind, wie beispelsweise PDGF-BB und TGFbeta, gezeigt werden. Zudem hatte die Behandlung der Ko-Kulturen mit Shh ebenfalls eine Hochregulation von verschiedenen Markern für die osteogene Differenzierung zur Folge, wie Osteocalcin, Osteonectin und Osteopontin. Auch eine gesteigerte Kalzifizierung sowie eine erhöhte Enzymaktivität der alkalischen Phosphatase konnte in den stimulierten Ko-Kulturen detektiert werden. Wichtige, für die osteogene Differenzierung essentielle Faktoren wie BMP2 und der Transkriptionsfaktor RUNX2 zeigten ebenfalls eine erhöhte Expression nach Behandlung mit Shh.rn | de_DE |
| dc.language.iso | eng | |
| dc.rights | InCopyright | de_DE |
| dc.rights.uri | https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/ | |
| dc.subject.ddc | 570 Biowissenschaften | de_DE |
| dc.subject.ddc | 570 Life sciences | en_GB |
| dc.title | Role of outgrowth endothelial cells for applications in tissue engineering | en_GB |
| dc.type | Dissertation | de_DE |
| dc.identifier.urn | urn:nbn:de:hebis:77-28343 | |
| dc.identifier.doi | http://doi.org/10.25358/openscience-3147 | - |
| jgu.type.dinitype | doctoralThesis | |
| jgu.type.version | Original work | en_GB |
| jgu.type.resource | Text | |
| jgu.organisation.department | FB 04 Medizin | - |
| jgu.organisation.year | 2011 | |
| jgu.organisation.number | 2700 | - |
| jgu.organisation.name | Johannes Gutenberg-Universität Mainz | - |
| jgu.rights.accessrights | openAccess | - |
| jgu.organisation.place | Mainz | - |
| jgu.subject.ddccode | 570 | |
| opus.date.accessioned | 2011-07-22T16:38:28Z | |
| opus.date.modified | 2015-08-12T09:12:32Z | |
| opus.date.available | 2011-07-22T18:38:28 | |
| opus.subject.dfgcode | 00-000 | |
| opus.organisation.string | FB 04: Medizin: Institut für Pathologie | de_DE |
| opus.identifier.opusid | 2834 | |
| opus.institute.number | 0423 | |
| opus.metadataonly | false | |
| opus.type.contenttype | Dissertation | de_DE |
| opus.type.contenttype | Dissertation | en_GB |
| jgu.organisation.ror | https://ror.org/023b0x485 | |
| Appears in collections: | JGU-Publikationen | |
