Z Orthop Ihre Grenzgeb 2003; 141 - O26_1
DOI: 10.1055/s-2003-821829

HIF-1alpha reguliert die Energiegewinnung und die Matrixsynthese von epiphysären Chondrozyten während Hypoxie

D Pfander 1, T Cramer 2, E Schipani 3, RS Johnson 2, B Swoboda 1
  • 1Abteilung f. Orthopädische Rheumatologie, Orthopädische Universitätsklinik, Erlangen
  • 2Molecular Biology Section, Division of Biology, University of San Diego
  • 3Endocrine Unit, Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, Boston

Ziel: Ziel dieser Arbeit war es, die Funktion des Transkriptionsfaktors „Hypoxia-inducible-factor-1alpha“ (HIF-1alpha) im Chondrozytenstoffwechsel zu analysieren.

Methoden: Epiphysäre Chondrozyten wurden aus neugeborenen konditionellen HIF-1 (-/-) Mäusen isoliert und kultiviert. Mittels Cre-lox-Technologie wurde der Transkriptionsfaktors (HIF-1alpha) deletiert. Wildtyp- und HIF-1alpha negative Chondrozyten wurden in Bezug auf die Art der Energiegewinnung, die Expression und Synthese von glykolytischen Enzyme, von Vaskulär-Endothelialen-Wachstumsfaktor (VEGF) und von Matrixmolekülen untersucht.

Ergebnisse: Sowohl die aerobe und vor allem anaerobe Energiegewinnung sind partiell von HIF-1alpha abhängig. Unter hypoxischen Bedingungen zeigten sich hochsignifikante Steigerungen der Expression des Glukosetransporters-1, der Phosphoglyceratkinase-1 und des Vaskulär-Endothelialen-Wachstumsfaktors, welche aber komplett HIF-1alpha abhängig waren. Weiterhin zeigte sich, dass die Proteinsynthese der Matrixmoleküle Aggrecan und Kollagen-II unter Hypoxie die Anwesenheit von HIF-1alpha erfordern.

Schlussfolgerung: Sowohl in der Wachstumsfuge als auch im Gelenkknorpel leben Chondrozyten unter hypoxischen Bedingungen. Offensichtlich spielt HIF-1alpha die überragende Rolle in der lebensnotwendigen Antwort von Chondrozyten auf diese umweltfeindlichen Lebensbedingungen. HIF-1alpha ist dabei nicht nur an der Regulation der anaeroben Energiegewinnung beteiligt, sondern regelt auch die Expression von Matrixmolekülen und Wachstumsfaktoren.