Die Auswirkungen von Ernährung auf die Einlagerung von ektopen Fettzellen im Knochengewebe

Einleitung Mesenchymale Zellen des Knochenmarkstromas spielen aufgrund ihres spezifischen Differenzierungspotentials und ihrer Fähigkeit, die Hämatopoese zu unterstützen, eine wichtige Rolle bei der Homöostase des Knochengewebes. In Bezug auf Bildung von neuem Knochengewebe differenzieren diese Zellen entweder in osteochondrogene Vorläuferzellen und bilden Osteozyten und Chondrozyten oder sie differenzieren in adipogene Vorläuferzellen, die letztlich Adipozyten ausbilden. Unter pathologischen Bedingungen, wie beispielsweise beim Altern oder bei Adipositas, kommt es zu einer übermäßigen Differenzierung von Fettzellen im Knochenmark. Aufgrund von parakrinen und endokrinen Wechselwirkungen des ektopischen Fetts werden vermehrt bestimmte Adipokine ausgeschüttet, die die Regenerationsprozesse des Knochens beeinträchtigen.

Methoden Mit Hilfe einer Einzelzell-RNA-Analyse charakterisieren wir die zelltypspezifische Transkriptregulation in Stammzellen aus murinen Knochenproben nach bestimmten Ernährungsinterventionen. Durch den Einsatz von bioinformatischen Ansätzen können wir Vorhersagen zur Zelldifferenzierung und Transkriptionszustände in definierten Zelltypen, beispielsweise während des Alterns und unter einer fettreichen Diät, erforschen.

Ergebnisse Unsere in vivo Experimente zeigen, dass Signale einer Akkumulation ektoper Fettzellen im Knochenmark durch bestimmte metabolische Signale bereits auf Ebene der Stromazellen, also vor Differenzierung, zunimmt. Wir identifizieren Kandidatengene in definierten Knochenkompartimenten, die durch Alterung und Ernährung reguliert werden.

Schlussfolgerung Zusammengefasst konnten wir kritische Veränderungen in der Knochenmarksnische beobachten, die Hinweise auf neue Mechanismen der Knochenregeneration in Abhängigkeit von Alter und Ernährung geben.

Publication History

Article published online:
04 September 2020