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Einfluss artifizieller und nativer extrazellulärer Matrizes auf die Adhäsion und Differenzierung von mesenchymalen Stammzellen und Osteoblasten

Dr. rer. nat. Ute Hempel, Dr. rer. nat. Carolin Noack, Christine Kupke (TA)

Die extrazelluläre Matrix (ECM) beeinflusst die Differenzierung mesenchymaler Stromazellen (MSC)/Osteoblasten entscheidend. Dies ist wichtig für die Knochenheilung, unterstreicht aber auch die Bedeutung der ECM für die Entwicklung neuer Biomaterialien. Ausgehend von der Zusammensetzung der natürlichen organischen Knochenmatrix werden im Projekt Kollagen und Glykosaminoglykan-Derivate zur Modifizierung von Biomaterialien eingesetzt. Der Einfluss dieser Matrizes auf Adhäsion, adhäsionsvermittelte Signaltransduktionswege und Differenzierung der Zellen sowie ihre Bedeutung für die Modulation von Mediatorwirkungen soll in vitro geklärt werden.

Publikationen

  1. Kliemt S, Lange C, Otto W, Hintze V, Möller S, von Bergen M, Hempel U, Kalkhof S. Sulfated hyaluronan containing collagen matrices enhance cell-matrix-interaction, endocytosis, and osteogenic differentiation of human mesenchymal stromal cells. J Proteome Res. 2013;12:378-89.
  2. Büttner M, Möller S, Keller M, Huster D, Schiller J, Schnabelrauch M, Dieter P, Hempel U. Over-sulfated chondroitin sulfate derivatives induce osteogenic differentiation of human mesenchymal stromal cells independent of bone morphogenetic protein-2 and transforming growth factor-b1 signalling. J Cell Physiology. 2013;228:330-40.
  3. Hempel U, Möller S, Noack C, Hintze V, Scharnweber S, Schnabelrauch M, Dieter P. Sulfated hyaluronan/collagen I-matrices enhance osteogenic differentiation of human mesenchymal stromal cells in vitro even in the absence of dexamethasone. Acta Biomater. 2012;8:4064-72.
  4. Hempel U, Hintze V, Möller S, Schnabelrauch M, Scharnweber D, Dieter P. Artificial extracellular matrices composed of collagen I and sulfated hyaluronan with adsorbed TGF-b1 promote collagen synthesis of human mesenchymal stromal cells. Acta Biomater. 2012;8:659-66.
  5. Salbach J, Rachner T, Rauner M, Hempel U, Anderegg U, Franz S, Simon JC, Hofbauer LC. Regenerative potential of glycosaminoglycans for skin and bone. J Mol Med. 2012;90:620-35.
  6. Hempel U, Hintze V, Möller S, Schnabelrauch M, Scharnweber D, Dieter P. Artificial extracellular matrices composed of collagen I and sulfated hyaluronan with adsorbed transforming growth factor beta1 promote collagen synthesis of human mesenchymal stromal cells. Acta Biomat. 2012;8:659-66.
  7. Hamann C, Göttsch C, Mettelsiefen J, Henkenjohann V, Rauner M, Hempel U, Bernhardt R, Fratzl-Zelman N, Roschger P, Rammelt S, Günther KP, Hofbauer LC. Delayed bone regeneration and low bone mass in a rat model of insulin-resistanz type 2 diabetes mellitus is due to impaired osteoblast function. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2011;301:e1220-8.
  8. Goettsch C, Rauner M, Pacyna M, Hempel U, Bornstein SR, Hofbauer LC. mi-R-125b regulates calcification of vascular smooth muscle cells. Am J Pathol. 2011;179:1594-600.
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  10. Kunze R, Hempel U, Dieter P. Differential Effect of Chondroitin-4-sulfate on the immediate and delayed Prostaglandin E(2) Release from Osteoblasts. Prostaglandins other Lipid Mediat. 2010;epub.
  11. Lutter AH, Hempel U, Wolf-Brandstetter C, Garbe A, Goettsch C, Hofbauer LC, Jessberger R, Dieter P. A novel resorption assay for osteoclast functionality based on an osteoblast-derived native extracellular matrix. J Cell Biochem. 2010;109:1025-32.
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  13. Helas S, Goettsch C, Schoppet M, Zeitz U, Hempel U, Morawietz H, Kostenuik PJ, Erben RG, Hofbauer LC. Inhibition of Receptor Activator of NF-kappaB Ligand by Denosumab Attenuates Vascular Calcium Deposition in Mice. Am J Pathol. 2009;175:2249.
  14. Scheffler A-H, Hempel U, Dieter P. Verfahren und Mittel zum Nachweis der Aktivität von Osteoklasten. (Deutsche Patentanmeldung Nr. 10 2009 013 957.5-41)