Universität zu Köln

Sun, Li ORCID: 0009-0002-7251-7976 (2025). Funktionen von Kollagen XII und XXII in Zähnen und im parodontalen Ligament. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Zahnanomalien sind ein Thema, dem sowohl in der Forschung als auch im Alltag eine besondere Bedeutung zukommt, da sie die Funktion und Ästhetik der Zähne erheblich beeinträchtigen können. Ihr Auftreten ist häufig genetisch bedingt, wobei solche genetischen Veränderungen oft zu einer fehlerhaften Synthese von Kollagenen führen. Kollagene sind essenzielle Strukturproteine, die maßgeblich zur Stabilität und Funktion des Zahns beitragen. Ein exemplarisches Krankheitsbild ist die Osteogenesis imperfecta, bei der eine gestörte Synthese von Kollagen Typ I – einem essenziellen Bestandteil des Dentins – zur Dentinogenesis imperfecta führt. Ziel meiner Dissertation war es, die Rolle der Kollagene XII und XXII sowie eines spezifischen Subtyps der Osteogenesis imperfecta zu analysieren, um deren Einfluss auf die Zahnstruktur und -entwicklung detailliert zu charakterisieren. Kollagen XXII, ein Mitglied der FACIT-Proteine, ist primär an der Dentin-Enamel-Junction (DEJ) eines Zahnes lokalisiert. Die Verteilung der Immunfärbung von Kollagen XXII verändert sich im Laufe der Entwicklung. Histologische Färbungen zeigten keinen signifikanten Unterschied zwischen WT und KO. Die innovative Karamoto-Technik ermöglicht es, das DEJ intakt zu halten, ohne einen Zahn zu entkalken. Diese Technik sollte daher genutzt werden, um die Funktion von Kollagen XXII näher zu untersuchen. Kollagen XII ist bereits bei P2 in der Pulpa und im PDL des Schneidezahns lokalisiert. Mit fortschreitender Entwicklung nimmt die Intensität der Immunfärbung für Kollagen XII im Zahn ab. Im Gegensatz zu Osteoblasten scheinen Odontoblasten bei Col12-/- nicht beeinträchtigt zu sein. Hingegen wird Kollagen XII im PDL exprimiert, wo Veränderungen beobachtet werden konnten. Bei Col12-/- Mäusen ist das Cementum, welches üblicherweise Kollagen I enthält und mit Pikro-Siriusred-Färbung unter einem Polarisationsmikroskop sichtbar ist, nicht mehr erkennbar. Dennoch kann das Cementum bei Col12-/- mittels Cementum-Marker (Osteopontin) angefärbt werden. Solche diskrepanten Färbeergebnisse sollten jedoch mit Vorsicht interpretiert werden, da histologische Unterschiede nicht zwangsläufig funktionelle Veränderungen widerspiegeln. Das Cementum dient als Verankerungsstelle für den PDL und verbindet ihn über den PDL mit dem Alveolarknochen. Bei fehlendem Kollagen XII ist das Kollagen I im Cementum nicht vorhanden, was die Verbindung von PDL zum Zahn schwächt. Auf molekularer Ebene wurde festgestellt, dass bei Abwesenheit von Kollagen XII die Konzentration von Periostin ansteigt. Da Periostin ebenfalls ein wichtiger PDL-Marker ist und eine Schlüsselrolle für die Kaufunktion und den Zusammenhalt des Kauapparats spielt, deutet dies darauf hin, dass die durch das Fehlen von Kollagen XII verursachte Kauschwäche oder PDL-Inkompetenz durch eine erhöhte Periostin-Produktion teilweise kompensiert wird. Andere molekular ähnliche Proteine zeigten jedoch eine normale Intensität bei KO. Die Kieferknochendichte wurde mittels µcT in sagittalen und horizontalen Ebenen um die mesiale Wurzel analysiert. Während in der horizontalen Ebene keine signifikanten Unterschiede in den gemessenen Parametern festgestellt wurden, zeigten sich in der sagittalen Ebene bei der Trabekelabstandsmessung (Tb.Sp) und der Trabekeldichte (Tb.Th) größere Streuungen, jedoch ebenfalls keine signifikanten Unterschiede zwischen WT und KO. Insgesamt blieben die Unterschiede in beiden Ebenen unauffällig. Bei den KDELR2-Mäusen wurde durch H&E-Färbung eine signifikante Veränderung der Zahnhartsubstanz festgestellt, die möglicherweise auf eine Entwicklungsverzögerung zurückzuführen ist.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Sun, Li li.sun1@uk-koeln.de https://orcid.org/0009-0002-7251-7976 UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-792429
Date:	2025
Language:	German
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Faculty of Medicine > Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde > Institut für experimentelle Zahnmedizin und orale muskuloskeletale Biologie
Subjects:	Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Kollagen XII UNSPECIFIED Kollagen XXII UNSPECIFIED FACIT-Kollagene UNSPECIFIED KDELR2 UNSPECIFIED Extrazelluläre Matrix UNSPECIFIED Zahn UNSPECIFIED Parodontalligament UNSPECIFIED
Date of oral exam:	6 October 2025
Referee:	Name Academic Title Koch, Manuel Universitätsprofessor Dr. Semler, Jörg Oliver Professor Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/79242