Studies on the role of fibronectin isoforms on osteoblast differentiation

• Applicant: Professorin Dr. Inaam Nakchbandi
• Subject Area: Orthopaedics, Traumatology, Reconstructive Surgery ; Endocrinology, Diabetology, Metabolism
• Term: from 2015 to 2019
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 269936326

• Final Report Year: 2019

Final Report Abstract

Fibronektin wird von den meisten Zellen produziert und ist ein lebensnotweniger Bestandteil der extrazellulären Matrix. Die Funktionen des Fibronektins sind vielfältig und werden durch verschiedene Isoformen vermittelt. In-vitro- und in-vivo-Arbeiten aus meinem Labor zeigen, dass drei dieser Fibronektin-Isoformen die Differenzierung von Osteoblasten beeinflussen. Eine Isoform, das onkofötale Fibronektin vermittelt eine Verminderung der Knochenbildung bei cholestatischen Lebererkrankungen. Dies wird durch die Blockierung eines Integrins an der Zelloberfläche, nämlich dem a4b1 Integrins verursacht. Zwei weitere Isoformen stimulieren die Osteoblastendifferenzierung. Das EDA-Fibronektin stimuliert die Osteoblasten durch die Aktivierung des a4b1 Integrins und das EDB-Fibronektin durch die Aktivierung eines b3 Integrins. Zusätzlich kann EDA-Fibronektin aus den Osteoblasten durch das Integrin a5b1 die Immunantwort beeinflussen. Die Arbeiten in dem beantragten Projekt konnten somit neue Erkenntnisse über die Interaktion der Matrix mit den Osteoblasten aufzeigen. Die Modulation dieser Interaktionen und die vermittelnden Integrine könnten zur Grundlage neuer therapeutischer Ansätze insbesondere bei Osteoporose oder Frakturheilungsdefekte dienen.

Publications

• "EDA-Fibronectin Originating from Osteoblasts Inhibits the Immune Response against Cancer", PLoS Biol. 2016 Sep 21;14(9):e1002562
  Rossnagl S, Altrock E, Sens C, Kraft S, Rau K, Milsom MD, Giese T, Samstag Y, Nakchbandi IA
  (See online at https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1002562)
• “Identification and characterization of a unique role for EDB fibronectin in phagocytosis”. J Mol Med (Berl). 2016 May;94(5):567-81
  S. Kraft, V. Klemis, C. Sens, T. Lenhard, C. Jacobi, Y. Samstag, G. Wabnitz, M. Kirschfink, R. Wallich, G.M. Hänsch, I.A. Nakchbandi
  (See online at https://doi.org/10.1007/s00109-015-1373-0)
• "An O-Glycosylation of Fibronectin Mediates Hepatic Osteodystrophy Through α4β1 Integrin", J Bone Miner Res. 2017 Jan;32(1):70-81
  Sens C, Altrock E, Rau K, Klemis V, von Au A, Pettera S, Uebel S, Damm T, Tiwari S, Moser M, Nakchbandi IA
  (See online at https://doi.org/10.1002/jbmr.2916)
• Fibronectins containing extradomain A or B enhance osteoblast differentiation via distinct integrins. J Biol Chem. 2017 May 12;292(19):7745-7760
  Sens C, Huck K, Pettera S, Uebel S, Wabnitz G, Moser M, Nakchbandi IA
  (See online at https://doi.org/10.1074/jbc.M116.739987)