Depletion of annexin A5, annexin A6, and collagen X causes no gross changes in matrix vesicle–mediated mineralization, but lack of collagen X affects hematopoiesis and the Th1/Th2 response
Abstract:Numerous biochemical studies have pointed to an essential role of annexin A5 (AnxA5), annexin A6 (AnxA6), and collagen X in matrix vesicle-mediated biomineralization during endochondral ossification and in osteoarthritis. By binding to the extracellular matrix protein collagen X and matrix vesicles, annexins were proposed to anchor matrix vesicles in the extracellular space of hypertrophic chondrocytes to initiate the calcification of cartilage. However, mineralization appears to be normal in mice lacking AnxA… Show more
“…Nevertheless, a recent study found that Annexin A5 and Annexin A6-deficient mice developed no abnormal mineralization (34). The same group also found that the depletion of Annexin A5 and Annexin A6 in mice caused no gross changes in MV-mediated mineralization (35). The current results revealed no significant differences in Annexin A1, 2, 4, 5, 6, 7, or 11 expression for MVs from non-stimulated and stimulated cells.…”
“…Nevertheless, a recent study found that Annexin A5 and Annexin A6-deficient mice developed no abnormal mineralization (34). The same group also found that the depletion of Annexin A5 and Annexin A6 in mice caused no gross changes in MV-mediated mineralization (35). The current results revealed no significant differences in Annexin A1, 2, 4, 5, 6, 7, or 11 expression for MVs from non-stimulated and stimulated cells.…”
“…Yet, most important within the context of compensatory effects, upregulation of AnxA2, AnxA6 or AnxA7, all of which with overlapping expression, localization and activity pattern compared to AnxA5, was not observed in the AnxA5 KO mice. Nevertheless, the hypothesis of functional redundancy within the annexin family led to the generation of double KO mice lacking AnxA5 and AnxA6 (Belluoccio et al, 2010;Grskovic et al, 2012), which is described in more detail below (see the section 'AnxA6 KO mice' below; Tables 5 and 6). AnxA5 is believed to be involved in pregnancy loss and thrombosis associated with the antiphospholipid syndrome (Rand et al, 2010).…”
Section: Anxa5 Ko Micementioning
confidence: 99%
“…It was therefore concluded that AnxA5 and AnxA6 were not essential for mineralization in vivo. As both annexins were speculated to initiate the calcification of cartilage through collagen X-dependent pathways, Grskovic et al generated triple KO mice deficient of AnxA5, AnxA6 and collagen X (Grskovic et al, 2012). However, these mice did not show obvious abnormalities.…”
Annexins are a highly conserved protein family that bind to phospholipids in a calcium (Ca 2+ ) -dependent manner. Studies with purified annexins, as well as overexpression and knockdown approaches identified multiple functions predominantly linked to their dynamic and reversible membrane binding behavior. However, most annexins are found at multiple locations and interact with numerous proteins. Furthermore, similar membrane binding characteristics, overlapping localizations and shared interaction partners have complicated identification of their precise functions. To gain insight into annexin function in vivo, mouse models deficient of annexin A1 (AnxA1), A2, A4, A5, A6 and A7 have been generated. Interestingly, with the exception of one study, all mice strains lacking one or even two annexins are viable and develop normally. This suggested redundancy within annexins, but examining these knockout (KO) strains under stress conditions revealed striking phenotypes, identifying underlying mechanisms specific for individual annexins, often supporting Ca 2+ homeostasis and membrane transport as central for annexin biology. Conversely, mice lacking AnxA1 or A2 show extracellular functions relevant in health and disease that appear independent of membrane trafficking or Ca 2+ signaling. This review will summarize the mechanistic insights gained from studies utilizing mouse models lacking members of the annexin family.
“…Kollagen X wechselwirkt möglicherweise auch mit Annexinen, um Matrixvesikel in der hypertrophen Epiphysenfuge zu platzieren und die Mineralisation zu steuern. In Kollagen-X-defizienten Mäusen ist die Mineralisation allerdings kaum beeinträchtigt ( [5]; . Abb.…”
Section: Enchondrale Ossifikationunclassified
“…Isolierte T-Zellen waren in vitro nicht zu einer Interleukin(IL)-2-abhängigen Th1-Antwort fähig. Eine starke Th1-Antwort ist aber für die Beseitigung intrazellulärer Infektionen erforderlich; das Ausbleiben einer angemessenen T-Zell-Reaktion in Kollagen-X-defizienten Mäusen könnte entsprechend die erhöhte Mortalität von Mutanten nach einer Infektion mit Toxoplasma gondii erklären [5]. Folglich ruft ein Verlust von Kollagen X, das ausschließlich in hypertrophen Chondrozyten und nicht etwa in Immunzellen exprimiert wird, subtile Defekte in der neonatalen Epiphysenfuge hervor, stört so die Lymphozytendifferenzierung im Knochenmark und beeinträchtigt die T-Zell-Funktion gegen Parasiten in adulten Tieren.…”
Section: Störungen Des Immunsystems In Kollagen-x-defizienten Oder -Tunclassified
Die extrazelluläre Matrix (ECM) des Knochenmarks sendet Überlebenssignale an hämatopoetische Stammzellen (HSC) und dient ihnen als Adhäsionssubstrat. Das Gerüst leitet sich von einem Knorpel-ECM-Muster ab, das während der enchondralen Ossifikation (EO) in verkalkte, steife und stabile Knochenelemente umgewandelt wird. Mutationen in der Knorpel-ECM können zu einer Chondrodysplasie führen, deren typisches Merkmal Skelettfehlbildungen sind, die häufig mit Kleinwuchs einhergehen [1]. Im vorliegenden Beitrag werden präklinische Daten aus Tiermodellen mit genetisch verändertem Kollagen X zusammengefasst, die zeigen, dass Defekte in der Knorpel-ECM sich auch in Veränderungen des HSC-Kompartiments und in Funktionsstörungen des Immunsystems äußern.
Enchondrale OssifikationDas Skelett wird größtenteils durch die EO gebildet, für die eine geordnete Differenzierung von Zellen über ein intermediäres Knorpelmodell in das endgül-tige Knochengewebe charakteristisch ist. Im Verlauf der EO verdichten sich Mesenchymzellen und differenzieren in Chondrozyten, die eine Kollagen-II-reiche ECM sezernieren. Sie ändern ihre Gestalt, ordnen sich als parallele Stapel in der Epiphysenfuge an und modulieren abhängig von der Lage ihre Proliferations-und Expressionseigenschaften (. Abb. 1a). Die Chondrozyten werden zuerst prähyper-troph, dann hypertroph. In diesem Stadium sondern sie eine mineralisationsfähige und Kollagen-X-reiche ECM ab, wodurch die Hydroxylapatitbildung eingeleitet wird. Durch die Bildung des "vascular endothelial growth factor" und anderer Mediatoren werden Blutgefäße zur Vaskularisierung der Epiphysenfuge angeregt. Eindringende Osteoklasten und Osteoblasten bauen die verkalkte Matrix an der osteochondralen Schnittstelle um und lagern eine Kollagen-I-reiche ECM ab, wodurch das Trabekelnetzwerk gebildet und der Markhöhle ihre Gestalt gegeben wird. Die Knochenmark-ECM bietet eine geeignete Mikroumgebung für die Häma-topoese (Übersicht in [2]). Welchen Beitrag ihr ECM-Vorläufer in der chondralen Epiphysenfuge leistet, ist jedoch noch ungeklärt.
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