Knorpelentwicklung, -erkrankungen und -regulation

Die meisten Knochen des Skeletts bilden sich durch den Prozess der endochondralen Ossifikation (EO), bei dem sich mesenchymale Vorläufer zu knorpeligen Intermediaten differenzieren, die an-schließend durch Knochen ersetzt werden. Die EO ist ein mehrstufiger Vorgang und spielt eine wesentliche Rolle während der Skelettentwicklung, der Knorpelreparatur, der Knochenbruchheilung, der Gefäßverkalkung und der skelettalen Tumorentstehung. Obwohl einige Aspekte unterschiedlich sind, laufen in embryonalen, adulten und heilenden Skelettgeweben gemeinsame molekulare und zelluläre Prozesse ab. Daher ist die Identifizierung allgemeiner molekularer Akteure für ein besseres Verständnis der normalen, pathologischen und regenerativen Biologie des Skelettgewebes von Vorteil. Unser Konzept ist, dass zelluläre Interaktionen mit der extrazellulären Matrix (EZM) Signalkaskaden induzieren, die ihren Ursprung in einem Aktinzytoskelett-basierten Gerüst haben und so die Entwicklung, Funktion und Regeneration des Skelettsystems steuern. In diesem Szenario moduliert die EZM-Zusammensetzung, verankerungsabhängige Prozesse wie Integrin-vermittelte Adhäsion und Aktin-Organisation/Dynamik wechselseitig das zelluläre Verhalten und die physikalischen Eigenschaften von Knorpel-/Knochengeweben. Um die molekularen Mechanismen der durch äußere Reize induzierten EZM/zellulären Adaptation mit den biomechanischen und biochemischen Funktionen des Skelettgewebes zu verknüpfen, wenden wir eine interdisziplinäre Strategie an, die Mausgenetik, Zellbiologie, bildgebende Verfahren und biomechanische Tests kombiniert.