Utvecklingen av ledbrosk: bevis för en appositionell tillväxtmekanism
Det är väl etablerat att brosk växer genom en kombination av matrisutsöndring, cellhypertrofi och cellproliferation. I vilken utsträckning denna tillväxt sker genom appositionella mekanismer, i motsats till interstitiella mekanismer, är dock fortfarande oklart. Genom att använda knälederna hos pungdjuret Monodelphis domestica för att studera brosktillväxten har vi kombinerat en immunohistokemisk studie av TGF-beta-familjen av brosktillväxt- och differentieringsfaktorer mellan 30 dagar efter födseln och 8 månader, tillsammans med en stereologisk analys av broskets morfologi under tillväxten. För att få en inblick i genereringen av de karakteristiska zonerna i brosket har vi dessutom undersökt effekterna av intraartikulär administrering av bromodeoxyuridin, ett medel som införlivas i DNA under celldelningen och blockerar ytterligare cellcykling. Under tidig tillväxt uttrycktes TGF-beta2 och -beta3 i stor utsträckning, men TGF-beta1 i mindre utsträckning. Efter bildandet av det sekundära förbeningscentrumet blev alla isoformer mer begränsade till den övre halvan av vävnadsdjupet och deras fördelning liknade den som tidigare beskrivits för IGF och PCNA-positiva celler. Stereologisk analys av vävnadssektioner från kondylärbrosket vid 3 och 6 månader visade att den totala broskvolymen ökade med 17 % men att celltätheten minskade med 31 % per volymenhet. Slutligen visade cellcykelstörning med BrDU, som injicerades i knälederna hos 3 månader gamla djur och analyserades 1 och 4 månader efter injektionen, att de kondrocyter som upptar övergångszonen utarmades 1 månad efter injektionen, vilket resulterade i en gallring av ledbrosket. Denna effekt vändes 4 månader efter injektionen. Immunohistokemisk analys visade att BrDU-behandling förändrade uttrycksmönstret för alla TGF-beta isoformer, med en markant minskning av märkningen av TGF-beta1- och -beta3-isoformerna i den övre halvan av broskdjupet. Sammantaget ger dessa data ytterligare stöd för uppfattningen att ledbrosk växer genom apposition från ledytan snarare än genom interstitiella mekanismer.