Der Einfluss von Rab5c auf die Ciliogenese bei chondrogenen Progenitorzellen
The influence of Rab5c on ciliogenesis in chondrogenic progenitor cells
by Stella Maria Becker
Date of Examination:2023-02-15
Date of issue:2023-02-15
Advisor:Prof. Dr. Nicolai Miosge
Referee:Prof. Dr. Nicolai Miosge
Referee:Prof. Dr. Frauke Alves
Persistent Address:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-9730
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Abstract
English
The primary cilium is gaining increasing importance in research because it is believed that the primary cilium is involved in regulating the differentiation, matrix synthesis potential, and migration of chondrogenic progenitor cells (CPCs) and is thus critical for the maintenance and production of the ECM during cartilage repair. This work focuses on the comparison of the primary cilium of two cell lines. Conventional immortalized CPCs are contrasted with CPCs modified by a targeted knockout of the Rab5c gene. The aim of this experimental work was to verify whether the primary cilium is still present in CPCs after knockout of the Rab5c protein and whether the additional inhibition of integrin receptor alpha 5 (ITGA5) would have an impact on ciliogenesis. In addition, we aimed to provide information on the migration behavior of the differently treated cell lines in order to draw conclusions, if necessary, on the ciliogenic influence on cell migration in cells altered by osteoarthritis (OA). The primary cilium could be detected at cellular, mRNA and protein levels after knockout of Rab5c as well as after additional inhibition of ITGA5. However, further qualitative investigation of the primary cilium did not take place. Migration of the differentially manipulated cells was examined by scratch assay. CPCs inhibited by ITGA5 migrated significantly slower both before and after knockout of Rab5c. To draw conclusions on the extent to which the primary cilium has a direct effect on the migration of CPCs and whether ITGA5 inhibition qualitatively impairs ciliogenesis, further comparative studies are needed. Furthermore, further qualitative investigation of the primary cilium after knockout of Rab5c would be desirable. Should no impairment of ciliogenesis be observed in this respect either, knockout of Rab5c in CPCs could be further pursued as a therapeutic approach in OA.
Keywords: Rab5c; IFT88; ITGA5; cartilage regeneration; chondrocytes; chondrogenic progenitor cells; primary cilia; osteoarthritis
German
Das primäre Zilium gewinnt in der Forschung zunehmend an Bedeutung, da vermutet wird, dass das primäre Zilium an der Regulierung des Differenzierungs-, Matrixsynthesepotenzials und der Migration von Chondrogenen Progenitorzellen (CPCs) beteiligt und somit für die Aufrechterhaltung und Produktion des ECM während der Knorpelreparatur von entscheidender Bedeutung ist. In dieser Arbeit steht der Vergleich des primären Ziliums zweier Zellinien im Mittelpunkt. Gegenübergestellt werden herkömmliche, immortalisierte CPCs mit durch einen gezielten Knockout des Gens Rab5c veränderten CPCs. Das Ziel dieser experimentellen Arbeit war es zu überprüfen, ob das primäre Cilium nach dem Knockout des Proteins Rab5c in CPCs noch vorhanden ist und ob die zusätzliche Hemmung des Integrinrezeptors alpha 5 (ITGA5) Einfluss auf die Ciliogenese haben würde. Zudem sollte Aufschluss über das Migrationsverhalten der verschieden behandelten Zelllinien gegeben werden, um ggf. Rückschlüsse auf den ciliogenetischen Einfluss auf die Zellmigration bei durch Osteoarthrose (OA) veränderter Zellen ziehen zu können. Das primäre Cilium konnte sowohl nach dem Knockout von Rab5c als auch nach der zusätzlichen Hemmung von ITGA5 auf zellulärer, mRNA- und Proteinebene nachgewiesen werden. Eine weitergehende qualitative Untersuchung des primären Ciliums fand allerdings nicht statt. Die Untersuchung der Migration der unterschiedlich manipulierten Zellen erfolgte durch ein Scratch Assay. Die durch ITGA5 gehemmten CPCs migrierten sowohl vor als auch nach dem Knockout von Rab5c signifikant langsamer. Um Rückschlüsse darauf zu ziehen, inwieweit das primäre Cilium einen direkten Einfluss auf die Migration von CPCs hat und ob die ITGA5 Hemmung die Ciliogenese qualitativ beeinträchtigt ist, müssen weitere vergleichende Untersuchungen angestellt werden. Desweiteren wäre die weitergehende qualitative Untersuchung des primären Ciliums nach dem Knockout von Rab5c wünschenswert. Sollte auch insoweit keine Beeinträchtigung der Ciliogenese festzustellen sein, könnte der Knockout von Rab5c bei CPCs weiter als therapeutischer Ansatz bei OA weiterverfolgt werden.
Schlagwörter: Rab5c; IFT88; ITGA5; Knorpelregeneration; Chondrozyten; Chondrogene Progenitorzellen; Primäres Cilium; Osteoarthrose
