2. Material und Methoden - ArchiMeD

EINLEITUNG
Bei der Entwicklung des Skeletts und dem Aufbau seiner unterschiedlichen
Funktionsstrukturen lassen sich mehrere Abschnitte unterscheiden. In der Phase der
Musterbildung kommt es zur Kondensation mesenchymaler Zellen in den Bereichen, die dazu
bestimmt sind, Knochen zu bilden. Es entsteht ein Modell des Stützapparates. In der sich
anschließenden Phase der Morphogenese, welcher die Prozesse der Organogenese und
Histogenese umfasst, kommt es zu der Gestalt- und Formentwicklung der einzelnen
Skelettelemente. Die Differenzierung der mesenchymalen Vorläuferzellen zu Chondrozyten
bzw. Osteoblasten und Osteoklasten, sowie die Einwanderung von Blutgefäßen resultiert in
der Entstehung von Knorpel bzw. Knochengewebe. Im Rahmen der Histogenese kommt es
zur Bildung spezifischer extrazellulärer Matrix. Die folgende Phase des Wachstums betrifft
vor allem das im Rahmen der enchondralen Ossifikation stattfindende Längenwachstum,
wobei Endgröße und Proportionen festgelegt werden. Den Abschluss bildet die Phase der
Homöostase, in der die Knochensubstanz durch kontinuierlichen An- und Abbau erneuert,
ihre Form und Größe aber im wesentlichen nicht mehr verändert wird.
Phase der Musterbildung (Patterning)
Der Begriff der Musterbildung des Skeletts definiert sich aus der richtigen Anzahl und Form
aller Skelettelemente, sowie aus der Anwesenheit der entsprechenden Knochen in der
richtigen Anordnung. Vor allem die Entwicklung des Extremitätenskeletts unterlag intensiven
Untersuchungen und ist ein geeignetes Beispiel, um die Prozesse der Musterbildung genauer
zu erläutern (Johnson und Tabin, 1997). Systematische Untersuchungen bei Huhn und Maus
führten zu der Entdeckung zahlreicher Transkriptionsfaktoren und Signalproteine, die für die
Ausbildung und Aufrechterhaltung der drei Entwicklungsachsen verantwortlich sind (Innis
und Mortloch, 1998, Manouvrier-Hanu, 1999). Es handelt sich hierbei um die proximal-
distale Achse, die sich am Beispiel der Vorderextremitäten vom Extremitätenansatz bis zur
Spitze (von Schulter bis zur Fingerspitze) erstreckt, die anterior-posteriore Achse, die parallel
zur Körperachse (von Daumen zum kleinen Finger) verläuft, und um die dorsal-ventrale
Achse, die vom Handrücken zur Handfläche führt (Abb.1).
2