Udviklingen af ledbrusk: beviser for en appositionel vækstmekanisme
Det er veletableret, at brusk vokser ved en kombination af matrixsekretion, cellehypertrofi og celleproliferation. Det er imidlertid fortsat uklart, i hvilket omfang denne vækst sker ved appositionelle mekanismer i modsætning til interstitielle mekanismer. Ved at bruge knæleddene hos pungdyret Monodelphis domestica til at studere bruskvækst har vi kombineret en immunhistokemisk undersøgelse af TGF-beta-familien af bruskvækst- og differentieringsfaktorer fra 30 dage efter fødslen til 8 måneder sammen med en stereologisk analyse af bruskens morfologi under væksten. For at få et indblik i dannelsen af de karakteristiske zoner i brusk har vi desuden undersøgt virkningerne af intraartikulær indgift af bromodeoxyuridin, et middel, der inkorporeres i DNA under celledeling og blokerer for yderligere cellecyklus. Under tidlig vækst blev TGF-beta2 og -beta3 udtrykt i stor udstrækning, men TGF-beta1 i mindre udstrækning. Efter dannelsen af det sekundære forbeningscenter blev alle isoformerne mere begrænset til den øverste halvdel af vævsdybden, og deres fordeling svarede til den tidligere beskrevne for IGF’er og PCNA-positive celler. Stereologisk analyse af vævssnit fra den femorale kondylære brusk efter 3 og 6 måneder viste, at der var en stigning på 17% i det samlede bruskvolumen, men et fald på 31% i celletætheden på volumenenhedsbasis. Endelig viste en cellecyklusforstyrrelse med BrDU, som blev injiceret i knæleddene hos 3 måneder gamle dyr og analyseret 1 og 4 måneder efter injektionen, at de kondrocytter, der besætter overgangszonen, blev udtømt 1 måned efter injektionen, hvilket resulterede i en udtynding af ledbrusken. Denne effekt blev vendt 4 måneder efter injektionen. Immunohistokemisk analyse viste, at BrDU-behandling ændrede ekspressionsmønstrene for alle TGF-beta isoformer med en markant reduktion af mærkning af TGF-beta1 og -beta3 isoformerne i den øverste halvdel af bruskdybden. Samlet set giver dataene yderligere støtte til forestillingen om, at ledbrusk vokser ved apposition fra ledfladen snarere end ved interstitielle mekanismer.