Abteilung für Knochen- und Skelettforschung

 

Das Vertebratenskelett übernimmt verschiedene wichtige Funktionen; es ist essentieller Bestandteil des muskuloskelettalen Systems und ermöglicht uns die aufrechte Gangart, es schützt innere Organe und dient als Kalzium- und Phosphatspeicher und neuerdings wurde sogar gezeigt, dass es auch als endokrines Organ fungiert.

Während der Embryonalentwicklung werden der Großteil der späteren Knochen in ihrer zukünftigen Form und Größe als Knorpelmatrizen angelegt. Diese Knorpelmatrizen müssen dann in späteren Stadien der Entwicklung in Knochen umgewandelt werden. Dieser Prozess wird als endochondrale Ossifizierung bezeichnet. Dies erfordert zum einen den geregelten Ablauf der Differenzierung von Knorpelzellen, und zum anderen eine Kommunikation derselben mit dem umliegenden Gewebe um so die Differenzierung und weitere Maturierung der knochenbildenden Zellen, den Osteoblasten, zu koordinieren. Störungen dieser Prozesse können sich auf das Längenwachstum bzw. die Stabilität des Knochens auswirken. Die Schwerpunkte unserer Forschung liegen u.a. darin, die komplexen Funktionen des kanonischen Wnt-Signalweges in den unterschiedlichen Prozessen, wie Osteoblastendifferenzierung und deren Reifung, Knorpelzelldifferenzierung und Reifung, Gelenksbildung und Bildung des trabekulären Knochens während der embryonalen Entwicklung des Vertebratenskeletts, zu entschlüsseln. Unsere bisherige Forschung hat bereits entscheidende Erkenntnisse hinsichtlich der Rolle des kanonischen Wnt-Signalweges für die Differenzierung von Osteoblasten und Gelenksvorläuferzellen geliefert.

In der Zukunft wollen wir vor allem die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen aufdecken. Von den Forschungsergebnissen erwarten wir uns u.a. Impulse die für gezielte Differenzierung von Vorläuferzellen in bestimmte Zelltypen, wie z.B. Osteoblasten. Des Weiteren wird z.Z. davon ausgegangen, dass es eventuell möglich ist, durch gezielte Modulation dieses Signalweges auch degenerative Knochenveränderungen, wie z.B. Osteoporose, positiv zu beeinflussen. Dies geht vor allem auf die Beobachtung zurück, dass genetische Veränderungen (Mutationen) im LRP5 Gen, welches für einen humanen Wnt-Korezeptor kodiert, zum Verlust von Knochenmasse führen. Unsere eigenen Untersuchungen und die anderer Labore zur Funktion des kanonischen Wnt-Signalwegs während der Embryonalentwicklung weisen jedoch darauf hin, dass die Funktion des kanonischen Signalweges sehr komplex ist und dass eine Aktivierung des Signalweges u.a. je nach Differenzierungsstatus der Zellen zu unterschiedlichen Endergebnissen führt. Dies könnte u. U. auch von der Signalstärke abhängen, wobei letzteres noch nicht gesichert ist. Das bedeutet jedoch, dass es wichtig ist, die genauen Funktionen des kanonischen Wnt-Signalweges in den verschiedenen Zelltypen zu entschlüsseln, um zu analysieren, ob eine unterschiedlich starke Aktivierung des Signalweges differentielle Effekte hat.

  • Team

    Christine Fabritius
    MTA
    Abteilung für Knochen- und Skelettforschung
    Raum: 2.023
    Tel.: +49-251-8356236
    Fax: +49-251-8352230
    E-Mail-Kontakt
     

    Univ-Prof. Christine Hartmann, PhD
    Abteilungsleiterin
    Abteilung für Knochen- und Skelettforschung
    Raum: 2.022
    Tel.: +49-251-8355995
    Tel.: +49-251-8355993 (Sekretariat)
    Fax: +49-251-8352230
    E-Mail-Kontakt  

    Nina Heinrich
    Abteilungssekretariat
    Abteilung für Knochen- und Skelettforschung
    Raum: 2.021
    Tel.: +49-251-8355993
    Fax: +49-251-8352230
    E-Mail-Kontakt  

    Petra Köckemann
    MTLA
    Abteilung für Knochen- und Skelettforschung
    Raum: 2.023
    Tel.: +49-251-8356236
    Fax: +49-251-8352976
    E-Mail-Kontakt
     

    Dr. rer. nat. Ulrich König
    Postdoc
    Abteilung für Knochen- und Skelettforschung
    Raum: 0.050
    Tel.: +49-251-8352974
    Fax: +49-251-8357462
    E-Mail-Kontakt
     

    Dr. rer. biol. hum. Stefan Teufel
    Postdoc
    Abteilung für Knochen- und Skelettforschung
    Raum: 2.028
    Tel.: +49-251-8356179
    Fax: +49-251-8352230
    E-Mail-Kontakt
     

    MSc Benjamin Tosun
    Doktorand
    Abteilung Knochen- und Skelettforschung
    Raum: 2.028
    Tel.: +49 (0)251-8356179
    Fax: +49 (0)251-8352230
    E-Mail-Kontakt

    MSc Lena Ingeborg Wolff
    Doktorandin
    Abteilung für Knochen- und Skelettforschung
    Raum: 2.028
    Tel.: +49-251-8356179
    Fax: +49-251-8352230
    E-Mail-Kontakt

  • Projekte

    Unsere Schwerpunkte in der Forschung

  • Publikationen

    2019

    König U, Robenek H, Barresi C, Brandstetter M, Resch GP, Gröger M, Pap T, Hartmann C (2019). Cell Death induced Autophagy contributes to Terminal Differentiation of Skin and Skin Appendages. Autophagy  DOI: 10.1080/15548627.2019.1646552  

    Weissenböck M, Latham R, Nishita M, Wolff LI, Ho H, Minami Y, Hartmann C. (2019). Genetic interactions between Ror2 and Wnt9a, Ror1 and Wnt9a and Ror2 and Ror1 – phenotypic analysis of the limb skeleton and palate in compound mutants. Genes to Cells 24(4), 307-317.    

    Wolff IL and Hartmann C (2019). A second career for chondrocytes – transformation into osteoblasts. Review in: Current Osteoporosis Reports 17(3), 129-137.

    Teufel S, Hartmann C (2019) Wnt-Signaling in Skeletal Development. Chapter 9 In: “Vertebrate Skeletal Development” Ed. Olsen, B. (Elsevier) Volume 133, 235-279. DOI: 10.1016/bs.ctdb.2018.11.010.

    Hartmann C, Yang Y (2019). Molecular and cellular regulation of intramembranous and endochondral bone formation during embryogenesis. In: “Principles of Bone Biology” 4e, Chapter 1. Eds. Bilezikian J.P., Rosen, C., Clemens T., Martin, J. Markovac, J. (Elsevier). 

     

    2018

    Comai G, Boutet A, Tanneberger K, Massa F, Rocha AS, Charlet A, Panzolini C, Jian Motamedi F, Brommage R, Hans W, Funck-Brentano T, Hrabe de Angelis M, Hartmann C, Cohen-Solal M, Behrens J, Schedl A (2018) Genetic and Molecular Insights Into Genotype-Phenotype Relationships in Osteopathia Striata With Cranial Sclerosis (OSCS) Through the Analysis of Novel Mouse Wtx Mutant Alleles. Bone Miner Res. 2018 Jan 12. doi: 10.1002/jbmr.3387. [Epub ahead of print]

    2017

    Amara CS, Fabritius C, Houben A, Wolff LI, Hartmann C (2017) CaMKII Signaling Stimulates Mef2c Activity In Vitro but Only Minimally Affects Murine Long Bone Development in vivo.Front Cell Dev Biol. 2017 Mar 16;5:20. doi: 10.3389/fcell.2017.00020. eCollection 2017.

    2016

    Houben A, Kostanova-Poliakova D, Weissenböck M, Graf J, Teufel S, von der Mark K, Hartmann C (2016) beta-catenin activity in late hypertrophic chondrocytes locally orchestrates osteoblastgenesis and osteoclastogenesis.Development. 2016 Oct 15;143(20):3826-3838.

    Javaheri T, Kazemi Z, Pencik J, Pham HT, Kauer M, Noorizadeh R, Sax B, Nivarthi H, Schlederer M, Maurer B, Hofbauer M, Aryee DN, Wiedner M, Tomazou EM, Logan M, Hartmann C, Tuckermann JP, Kenner L, Mikula M, Dolznig H, Üren A, Richter GH, Grebien F, Kovar H, Moriggl R (2016) Increases survival and cell cycle progression pathways are required for EWS/FL11-induced malignant transformation.Cell Death Dis. 2016 Oct 13;7(10):e2419.

    Wehmeyer C, Frank S, Beckmann D, Böttcher M, Cromme C, König U, Fennen M, Held A, Paruzel P, Hartmann C, Stratis A, Korb-Pap A, Kamradt T, Kramer I, van den Berg W, Kneissel M, Pap T, Dankbar B (2016) Sclerostin inhibition promotes TNF-dependent inflammatory joint destruction.Sci Transl Med. 2016 Mar 16;8(330):330ra35. doi: 10.1126/scitranslmed.aac4351. PubMed PMID: 27089204.

    Pujadas G, Cervantes S, Tutusaus A, Ejarque M, Sanchez L, García A, Esteban Y, Fargas L, Alsina B, Hartmann C, Gomis R, Gasa R (2016) Wnt9a deficiency discloses a  repressive role of Tcf7l2 on endocrine differentiation in the embryonic pancreas.Sci Rep. 2016 Jan 14;6:19223. doi: 10.1038/srep19223. PubMed PMID: 26771085; PubMed Central PMCID: PMC4725895.

    Hartmann C (2016) Wnt-signalling in cartilage development. In: Cartilage - Volume 1: Physiology and Develpment. (Springer, Heidelberg), Chapter 10. 229-252.

    2015

    Koenig U, Fobker M, Lengauer B, Brandstetter M, Resch GP, Gröger M, Plenz G, Pammer J, Barresi C, Hartmann C Rossiter H (2014). Autophagy facilitates secretion and protects against degeneration of the Harderian gland.Autophagy 2015;11(2):298-313. doi: 10.4161/15548627.2014.978221.

    Park J, Gebhardt M, Golovchenko S, Perenz Branguli F, Hattori T, Hartmann C, Zhou X, deCrombrugghe B, Stock M, Schneider H, von der Mark K (2015) Dual pahtways to endochondral osteoblasts: A novel chondrocyte-derived osteoprogenitor cell identified in hypertrophic cartilage.Biol Open 4 (5), 608-21.

    Preisner A, Albrecht S, Cui Q-L, Hucke S, Gehlman J, Hartmann C, Taketo M.M., Antel J, Klotz L and Kuhlmann T (2015) Non-steroidal anti-inflammatory drug indeometacin enhandes endogenous remyelination.Acta Neuropathologica 130. 247-61.

    2014

    Nishita M, Qiao S, Miyamoto M, Okinaka Y, Yamada M, Hashimoto R, Iijima K, Otani H, Hartmann C, Nishinakamura R, Minami Y (2014) Role of Wnt5a-Ror2 signaling in morhogenesis of the metanephric mesenchyme during ureteric budding.Mol Cell Biol 34, 3069-3105.

    2013

    Golovchenko S, Hattori T, Hartmann C, Gebhardt M, Gebhard S, Hess A, Pausch F, Schlund B, von der Mark K (2013). Deletion of beta-catenin in hypertrophic growth plate chondrocytes impairs trabecular bone formation.Bone, 55, 102-12.

    2012

    Wray, J., Hartmann, C. (2012) WNTing embryonic stem cells. Trends Cell Biol. 22(3):159-68 

    2011

    Lyashenko, N., Winter, M., Migliorini, D., Biechele, T., Moon, RT., Hartmann, C. (2011). Differential requirement for the dual functions of β-catenin in embryonic stem cell self-renewal and germ layer formation. Nat Cell Biol. 13(7):753-61

    Häärä, O., Fujimori, S., Schmidt-Ullrich, R., Hartmann, C., Thesleff, I., Mikkola, ML. (2011). Ectodysplasin and Wnt pathways are required for salivary gland branching morphogenesis. Development. 138(13):2681-91

    2010

    Fujimori, S., Novak, H., Weissenböck, M., Jussila, M., Gonçalves, A., Zeller, R., Galloway, J., Thesleff, I., Hartmann, C. (2010). Wnt/β-catenin signaling in the dental mesenchyme regulates incisor development by regulating Bmp4. Dev Biol. 348(1):97-106

    Lyashenko, N., Weissenböck, M.,Sharir, A., Erben, RG., Minami, Y., Hartmann, C. (2010).Mice lacking the orphan receptor ror1 have distinct skeletal abnormalities and are growth retarded. Dev Dyn. 239(8):2266-77

    2009

    Hartmann, C. (2009). Transcriptional networks controlling skeletal development. Curr Opin Genet Dev. 19(5):437-43

    Surmann-Schmitt, C., Widmann, N., Dietz, U., Saeger, B., Eitzinger, N., Nakamura, Y., Rattel, M., Latham, R., Hartmann, C., von der Mark, H., Schett, G., von der Mark, K., Stock, M. (2009). Wif-1 is expressed at cartilage-mesenchyme interfaces and impedes Wnt3a-mediated inhibition of chondrogenesis. J Cell Sci. 122(Pt 20):3627-37 

    2008

    Taschner, MJ., Rafigh, M., Lampert, F., Schnaiter, S., Hartmann, C. (2008). Ca2+/Calmodulin-dependent kinase II signaling causes skeletal overgrowth and premature chondrocyte maturation. Dev Biol. 317(1):132-46

    2007

    Hartmann, C. (2007). Skeletal development--Wnts are in control. Mol Cells. 24(2):177-84 2006 Hartmann, C. (2006). A Wnt canon orchestrating osteoblastogenesis. Trends Cell Biol. 16(3):151-8 

    2006

    Hill, TP., Taketo, MM., Birchmeier, W., Hartmann, C. (2006). Multiple roles of mesenchymal beta-catenin during murine limb patterning. Development. 133(7):1219-29

    Später, D., Hill, TP., O'sullivan, RJ., Gruber, M., Conner, DA., Hartmann, C. (2006). Wnt9a signaling is required for joint integrity and regulation of Ihh during chondrogenesis. Development. 133(15):3039-49

    Später, D., Hill, TP., Gruber, M., Hartmann, C. (2006). Role of canonical Wnt-signalling in joint formation. Eur Cell Mater. 12:71-80 (abstract) Abzhanov, A., Kuo, WP., Hartmann, C., Grant, BR., Grant, PR., Tabin, CJ. (2006). The calmodulin pathway and evolution of elongated beak morphology in Darwin's finches. Nature. 442(7102):563-7

    Hartmann, C. (2006). Bone and Cartilage. Encyclopedic Reference of Genomics and Proteomics in Molecular Medicine (Ganten, Ruckpaul, eds.):155-9

    2005

    Hill, TP., Später, D., Taketo,MM., Birchmeier, W., Hartmann, C. (2005). Canonical Wnt/beta-catenin signalingprevents osteoblasts from differentiating into chondrocytes. Dev Cell. 8(5):727-38