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Bibliographic Metadata

Title
Dentaler und parodontaler Phenotyp in Sclerostin-Knock-out-Mäusen / eingereicht von Stephan Tòka
Additional Titles
Dental and periodontal phenotype in sclerostin knock-out-mice
AuthorTóka, Stephan
CensorGruber, Reinhard ; Kuchler, Ulrike ; Schwarze, Uwe
Published2013
Description50 Bl. : Ill., graph. Darst.
Institutional NoteWien, Med. Univ., Dipl.-Arb., 2013
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Zusammenfassung in engl. Sprache
LanguageGerman
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Sclerostin / SOST / Knochen / Zement / Wnt / Beta-Catenin / Osteozyt / Zementozyt
Keywords (EN)sclerostin / SOST / bone / cementum / Wnt / beta-catenin / osteocyte / cementocyte
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-1140 Persistent Identifier (URN)
Restriction-Information
 The work is publicly available
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Dentaler und parodontaler Phenotyp in Sclerostin-Knock-out-Mäusen [1.68 mb]
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Classification
Abstract (German)

Sclerostin, ein Glykoprotein und Produkt des SOST-Gens, wurde zuerst in Osteozyten und diese umgebender Knochenmatrix gefunden. Eine loss-of-function-Mutation, die zu einer erhöhten Knochenmasse führt, lässt auf ihre knochenwachstumsinhibierende Funktion schließen.

Neuerdings wurde Sclerostin auch in Zementozyten und in Odontoblasten identifiziert, wo es eine Rolle in der Mineralisation von Hartgeweben zu spielen scheint. Bei Personen mit Van Buchem-Syndrom und Sclerosteose sind unter anderem schwere Fehlbildungen im Kieferbereich der Betroffenen vorzufinden, die durch eine stark erhöhte Knochenqualität und -quantität bewirkt werden.

Basierend auf den bisherigen Erkenntnissen könnten bei der Mutation des SOST-Gens demzufolge auch Malformationen im Bereich des Dentins und Zements vorzufinden sein.

Ziel der Studie war es, das Ausmaß der Rolle von Sclerostin auf die Entwicklung von Zähnen und des Zahnhalteapparates zu untersuchen. Es wurden jeweils die ersten linken Molaren des Unterkiefers bei sechs Wildtyp-Mäusen und sechs SOST-Knock-out-Mäusen präpariert, um deren Form und ihre Histomorphometrie (2D) und CT (3D) zu untersuchen. Die Unterkieferbasis in SOST-Knock-out Mäusen wies im Vergleich zum Wildtyp mehr als die doppelte Fläche in den Hartgewebsschnitten (+141,72%) auf.

Volumen (+168,89%) und Breite (+105,58%) in den CT Analysen stiegen ebenfalls um mehr als das doppelte an. Der Alveolarknochen zeigte ebenfalls eine Vergrößerung (+42,86% an Fläche, +33,84% an Breite) in den Hartgewebsschnitten auf, wobei hier die Größenzunahme nicht so stark ausgeprägt war. Sclerostin weist in zweidimensionaler Vermessung einen Einfluss auf das linguale Zement des Zahnes auf (durchschnittlich +52,54%), wobei das bukkale Zement weniger (durchschnittlich +31,52%) beeinflusst war. Die Abwesenheit von Sclerostin in SOST-Knock-out Mäusen hatte keinen signifikanten Einfluss auf das Zahnvolumen im CT (+1,15%) und die Fläche von Dentin in den Hartgewebsschnitten (+2,86%).

Verkleinert waren in den Knock-out-Mäusen die Pulpa (-35,06% an Fläche, -10,89% an Volumen) und das Desmodont (-19,71 an Fläche, -23,87% an Breite), wobei die Werte nicht signifikant sind. Zusammenfassend hat Sclerostin einen Einfluss auf die Entwicklung des basalen Kieferknochens, des Alveolarknochens und des Zements, jedoch nicht auf die Dentinformation.

Abstract (English)

Sclerostin, a glycoprotein expressed form the so-called SOST-gen, was first identified in bone matrix surrounding osteocytes. A loss-of-function mutation of the SOST gene leads to a high bone mass in individuals, which leads to the assumption that this specific gene is responsible for bone growth inhibition. Newest research has shown that Sclerostin is also expressed in cementocytes and odontoblasts, where it could play a role in hard tissue mineralization. In patients suffering from van Buchem Disease and Sclerosteosis show among other symptoms of excessive bone formation, malformations in the jaw region. These malformations are due to a high bone mass and density, caused by lack of Sclerostin expression. Hence mutations of the SOST gene could cause malformations in dentin and cementum.

The aim oft the study was to investigate if lack of sclerostin, an antagonist of wnt-signaling ligands, influences the development of teeth and the surrounding hard tissue in SOST-knock-out mice compared to its wild-type. The skulls of six mice lacking the SOST gene and six wild-type mice underwent CT (3D) and histomorphometric (2D) analysis of the first left lower molar and its surrounding tissue. The size of the basal body of the mandible in mice lacking the SOST gene was more than double in area (+141,72%) in 2D histomorphometric analysis and volume (+168,89%) and width (+105,58%) in 3D CT analysis. Histomorphometric analysis also showed significant increase in the alveolar part of the jawbone (+42,86% in area, +33,84% in width). The lack of sclerostin increases the development of lingual cementum (+52,54% in average), whilst buccal cementum seems to be less affected (+31,52% in average).

However, sclerostin does not have influence on the volume of teeth (+1,15%) and area of dentin (+2,86%). The lack of sclerostin decreased the size of the pulp chamber (-35,06% in area, -10,89% in volume) and periodontal ligament space (-19,71 in area, -23,87% in width), without reaching significance. Together the data suggest that sclerostin does have an effect on the basal and alveolar part of the mandible and cementum, but it plays no role in the formation of Dentin.

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