Dentinogenese als Modell für Biomineralisationsprozesse
Final Report Abstract
Im dritten Teil dieses Projekts war geplant, die intrazellulär ablaufenden Mineralisations-Prozesse zu beobachten und darzustellen sowie die molekularbiologischen Möglichkeiten bei der Untersuchung der Apatit- bzw. Dentinbildung zu erweitern. Die Darstellung der Kalziumphosphatbildungsmechanismen in den Zellen konnte durch die Verbesserung der Mikroskoptechniken entscheidende Schritte vorangebracht werden. Dies erfolgte mittels Fluoreszenz-Lichtmikroskopie (FM) am Axiovert, an das ein Apotome und eine Life-on Stage Vorrichtung (Cellobserver, Zeiss, Deutschland) angegliedert ist. Ergänzend dazu konnte in Kooperation mit anderen Arbeitsgruppen im Hause ein Confocal Laser Scanning Microscope (TC SP5, Leica, Deutschland) beschafft werden, beide Methoden lassen es zu, Mineralisationsvorgänge online zu beobachten. Außerdem konnten Gewebeverbände, die durch Tissue engineering entstanden sind, adäquat untersucht werden. Durch diese beiden optischen Systeme war es möglich, ergänzend zur qPCR, auch Proteinexpressionen mittels immunhistochemischer Färbungen valide zu untersuchen. Durch diese Analyseverfahren konnten folgende wichtigen Ergebnisse erzielt werden: im Sinne eines Monitoring konnte der Ablauf der Mineralisation intrazellulär auch in Relation zu Organellen und zu spezifischen Proteinen mit den entstehenden Apatitkomplexen dargestellt werden. Diese Ergebnisse konnten andererseits durch MACS Zellsortierung ergänzt und dadurch gezielt einzelne Zellfraktionen kultiviert werden. Das FACS Zellsortierung erlaubte eine Quantifizierung der Proteinexpression in den (Sub-) Kulturen. Untersuchungen von Trägermaterialien wurden dadurch in umfangreichem Ausmaß sichergestellt. Außerdem konnte gezeigt werden, wie sich durch Triggerung die Expressionsmuster auch im Zeitverlauf vorhersagbar beeinflussen lassen. Es fanden weitere Untersuchungen der neu generierten DSPP Antikörper statt. Dadurch konnte eine Kooperation mit dem Naturwissenschaftlichen Medizinischen Institut (NMI) Reutlingen aufgebaut werden. Des Weiteren wurden Stammzellkulturen, sogenannte human Pulp derived stem cells etabliert und durch die oben beschriebenen Methoden identifiziert und charakterisiert. Dies wird die weitere Entwicklung des Projekts in der Zukunft auf dem Weg zur regenerativen Zahnheilkunde und zur gesteuerter Mineralisation entscheidend mitprägen.
