o:583 Auswirkungen einer selektiven Inaktivierung des Estrogenrezeptor-a in hämatopoetischen und mesenchymalen Zellen auf den Knochenturnover im Achsenskelett von ovariektomierten Mäusen de Diplomarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2020 Diese Arbeit befasst sich mit der Auswirkung einer selektiven Inaktivierung des Östrogenrezeptor-α (ERα) in hämatopoetischen und mesenchymalen Zellen auf den Knochenturnover im Achsenskelett von ovariektomierten und Östrogen-behandelten Mäusen. Mit Hilfe von Bestrahlung und anschließender Knochenmarkstransplantationen konnte der für den Knochenturnover relevante ERα selektiv inaktiviert werden. Die Hypothese in diesem Projekt war, dass die protektive Östrogenwirkung am Knochen ausschließlich durch Zellen mesenchymalen Ursprungs vermittelt wird. Dafür wurden ca. 120 weibliche Wildtyp (WT) und ERα Knockout (αERKO) C57BL/6 Mäuse in 12 Gruppen, zu je 9-10 Tiere eingeteilt. Im Alter von 16 Wochen wurden alle letal mit einer Einzeldosis von 10 Gray bestrahlt, um dadurch die hämatopoetischen Zellen zu zerstören. Vier Stunden nach dieser Bestrahlung bekam ein Teil der Tiere unfraktionierte Knochenmarkszellen, welche aus Knochen von Spendertieren isoliert wurden, transplantiert (BMT). Da die Bestrahlung eine Östrogeninsuffizienz hervorruft, wurden zusätzlich alle Mäuse mit 10 μ/kg 17β-Östradiol (E2) 5-mal pro Woche behandelt, um einen konstanten Östrogenspiegel aufrecht zu erhalten. Nach vier Wochen, im Alter von 20 Wochen, wurden die Tiere ovariektomiert (OVX) oder scheinoperiert (SHAM). Anschließend wurde ein Teil der Tiere wieder mit Estradiol, ein anderer Teil nur mit Benzylbenzoat/Ricinusöl Vehikel behandelt. Außerdem wurde allen Tieren an Tag 8 und 6 vor dem Versuchsende der Fluoreszenzmarker Calcein, für die spätere Fluoreszenzanalyse, injiziert. Mit einem Alter von 24 Wochen wurden alle Mäuse durch Ausbluten aus der abdominalen Vena cava unter Anästhesie mit Ketamin/Xylazin getötet. Ein Teil der Tiere wurde bereits mit 16 Wochen vor der Ovariektomie und Knochenmarkstransplantation getötet, welche als Baseline (BL) Kontrolle dienten. Nach der Tötung wurde jeweils der erste Lendenwirbel histomorphometrisch aufbereitet und histologisch auf Veränderungen des Knochenturnovers und der Struktur untersucht. In der vorliegenden Arbeit konnte im Lendenwirbelkörper bei WT-Tieren weder ein Östrogenmangel-induzierter Knochenverlust noch ein protektiver Effekt der Substitutionstherapie mit Estradiol auf die trabekuläre Knochenmasse nachgewiesen werden. Auch scheint die Knochenmarkstransplantation in dieser Studie keinen signifikanten Einfluss zu haben. Bei αERKO-Mäusen kam es nach der Ovariektomie - unabhängig von Knochenmarktransplantation und Estradiol-Behandlung - zu einer Abnahme des trabekulären Knochenvolumens und zu einer Zunahme der Osteoklastenzahlen. Dieser Effekt ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass αERKO-Mäuse, aufgrund fehlender Feedback-Inhibition, sehr hohe Spiegel von in den Ovarien produzierten Androgenen aufweisen, welche nach der Ovariektomie wegfallen und dadurch einen Estradiol- unabhängigen Knochenverlust induzieren. In Bezug auf das Osteoidvolumen und die Osteoidoberfläche konnten signifikante Unterschiede nur zwischen der BL bzw. der SHAM Gruppe und den anderen Gruppen, aber nicht zwischen den OVX-Gruppen ermittelt werden. Alle weiteren Parameter wie die Trabekeldicke, die Osteoiddicke, die mineralisierte Oberfläche, die Mineral Appositon Rate und die Bone Formation Rate blieben ohne signifikante Aussagen. Außerdem sind bei einigen Parametern, insbesondere bei manchen WT-Gruppen, hohe Standardabweichungen erkennbar, was auf eine hohe Schwankung der Einzeltierergebnisse hinweist. Mehrere Faktoren spielen bei der Entstehung dieses Ergebnis eine Rolle. Einerseits ist bekannt, dass die Wirkung einer Ovariektomie auf den trabekulären Knochen zwischen verschieden Mausstämmen verschieden und auch abhängig von der gemessenen Skelettstelle ist, andererseits bietet auch die Histologie nur eine beschränkte Auswertung im Vergleich zu anderen Auswertungsmöglichkeiten. Somit konnte der anfänglichen Hypothese in dieser Arbeit, aufgrund der u.a. oben genannten Gründe, weder zugestimmt noch widersprochen werden. The aim of this work was to identify the effect of a selective inactivation of the estrogen receptor-α (ERα) in hematopoietic and mesenchymal cells on the bone turnover in the axial skeleton of ovariectomized and estrogen-treated mice. With bone marrow transplantations, it is possible to selectively inactivate the ERα, which is relevant for bone turnover. The hypothesis in this project was that the protective estrogen effect on the bone is only mediated by cells of mesenchymal origin. For this study, 120 female wild type (WT) and ERα knockout (αERKO) C57BL/6 mice were divided into 12 groups, each with 9-10 animals. At the age of 16 weeks, some of the mice were lethally irradiated with a single dose of 10 Gray to destroy the hematopietic cells. Four hours after the irradiation, the animals were given unfractionated bone marrow cells, which were isolated from the bones of donor animals (BMT). Because the radiation causes estrogen insufficiency all mice were treated additionally with 10μg/kg 17β-estradiol (E2) 5 times a week to maintain a constant level of estrogen. After 4 weeks, at the age of 20 weeks, the animals were ovariectomized (OVX) or sham operated (SHAM). One part of the animals was then treated again with E2, the others only with benzylbenzoate / ricinus oil vehicle (Veh). For later fluorescence analysis, 8 and 6 days before necropsy all mice were subcutaneously injected with the fluorochrome calcein. At the age of 24 weeks, all mice were killed by bleeding from the abdominal vena cava under anesthesia with ketamine / xylazine. Some mice were killed at the age of 16 weeks, before ovariectomy and BMT, serving as a baseline (BL) control. The first lumbar vertebrae were isolated and histologically processed to measure the osteoclastic bone resorption and the changes in bone formation and in bone structure by bone histomorphometry. In this study, neither a boneloss because of an estrogen deficiency nor a protective effect of substitution therapy with estradiol had an effect on the trabecular bone mass in the lumbar vertebra in WT animals. Bone marrow transplantation also appears to have no significant impact in this study. In αERKO mice, there was a decrease in trabecular bone volume and an increase in the number of osteoclasts after ovariectomy – regardless of bone marrow transplantation and estradiol treatment. This effect is probably because αERKO mice, due to the lack of feedback inhibition, have very high levels of androgens produced in the ovaries, which disappear after the ovariectomy and thereby induce oestradiol-independent bone loss. Regarding the osteoid volume and the osteoid surface, significant differences could only be determined between the BL or the SHAM group and the other groups, but not between the OVX groups. All other parameters such as the trabecular thickness, the osteoid thickness, the mineralized surface, the mineral apposition rate, and the bone formation rate remained without significant differences. In addition, high standard deviations can be seen in some parameters, especially in some WT groups, which indicates a high variation in the individual results of the animals. Several factors play a role in the interpretation of this outcome. On the one hand, it is known that the effect of ovariectomy on trabecular bone differs between different mouse strains and depends on the measured skeletal site. On the other hand, histology offers only a limited evaluation in comparison to other evaluation systems Thus, the initial hypothesis in this work, due to the reasons mentioned above, could be neither confirmed nor falsified. 1552151 AC16150023 2021-03-11T08:39:56.989Z 44 no 46 Tamara Huber 1552167 Reinhold Erben 1562799 Florian Zeugswetter application/pdf 685324 https://phaidra.vetmeduni.ac.at/o:583 no yes 1 70 1740 2020 77 Blätter 2020