Cathepsin K is a cysteine protease, which is predominantly expressed by osteoclasts and plays an essential role in normal degradation of the organic phase, during bone resorption. Considering that HSC supportive cell lines express higher levels of Ctsk compared to the non-supportive cell lines (Oostendorp, Harvey, and Dzierzak 2005), and that osteoclasts activation induces Ctsk secretion and at the same time mobilisation of HSC (Kollet et al. 2006), we hypothesised that Ctsk might play an important role in haematopoiesis. In order to investigate the effects of Ctsk we first generated stable Ctsk knock-downs of the supportive stroma cell lines for in vitro assays. To further understand the effects of Ctsk in the blood building system, we studied Ctsk -/- mice for in vivo assays. We found that Ctsk -/- mice effectively showed a reduced number of BM cellularity and LSK when compared to Ctsk +/+ WT mice. Furthermore, cellularity was increased in PB. We also found a higher number of mature myeloid cells in these mice. In co-culture experiments of WT HSCs using stromal cells in which expression of Ctsk was knocked down, we found that HSC activity was diminished and that this was also accompanied by an increase in myelopoietic cells. These results strongly suggest that the alterations of haematopoiesis in Ctsk -/- mice are caused by an underlying defect in niche cell function. Taken as a whole, the work described in this thesis shows that stromal Ctsk is required for maintaining HSC homeostasis.      «

Cathepsin K is a cysteine protease, which is predominantly expressed by osteoclasts and plays an essential role in normal degradation of the organic phase, during bone resorption. Considering that HSC supportive cell lines express higher levels of Ctsk compared to the non-supportive cell lines (Oostendorp, Harvey, and Dzierzak 2005), and that osteoclasts activation induces Ctsk secretion and at the same time mobilisation of HSC (Kollet et al. 2006), we hypothesised that Ctsk might play an import...     »

Cathepsin K (Ctsk) ist eine Cysteinprotease, welche überwiegend in Osteoklasten exprimiert wird und eine wesentliche Rolle in der organischen Phase der Knochenresorption spielt. Wir haben berücksichtigt, dass hämatopoetische Stammzellen unterstützende Zelllinien verglichen mit nicht-unterstützenden Zelllinien höhere Werte an Ctsk exprimieren (Oostendorp, Harvey, and Dzierzak 2005) und dass Osteoklastenaktivierung die Sekretion von Cathepsin K auslöst so wie gleichzeitig zu einer Mobilisation von Stammzellen führt (Kollet et al. 2006). Deswegen postulierten wir, dass Ctsk eine wesentliche Rolle in der Hämatopoese spielen könnte. Ziel dieser Arbeit war es also, zu identifizieren, ob Ctsk tatsächlich die Hämatopoese beeinflusst. Um die Effekte von Ctsk zu erforschen, haben wir als Erstes stabile Ctsk Knock-downs der hämatpoetischen Stammzellen unterstützenden Zelllinien generiert und mit diesen in vitro Versuche und Transplantationsversuche durchgeführt. Um weiteres Verständnis der Effekte von Ctsk zu erhalten, haben wir zusätzlich an Hand von in vivo Versuchen das blutbildende System in Ctsk -/- Mäusen studiert. Unsere Ergebnisse bestätigen, dass ein Mangel an Ctsk die Hämatopoese wie erwartet wesentlich beeinflusst. Unsere Arbeit zeigt bei Ctsk -/- Mäusen eine verringerte Zellzahl im Knochenmark, insbesondere eine verringerte Zahl der LSK Zellen im Vergleich zu Ctsk +/+ Wildtyp Mäusen, während die Zellzahl im peripheren Blut verringert war. Wir haben an Hand dieser Mäuse auch gezeigt, dass die Anzahl an reifen myeloischen Zellen relevant erhöht ist. In Kokultur-Experimenten von Wiltdypstammzellen mit Ctsk Knock-down Stromazellen haben wir eine reduzierte Aktivität der hämatopetischen Stammzellen festgestellt, ebenso auch hier eine erhöhte Anzahl an myelopoetischen Zellen. Unsere Ergebnisse weisen stark drauf hin, dass der Mangel an Cathepsin K für den Funktionsdefekt der Nischenzellen verantwortlich ist. Um die genauen Wirkmechanismen, welche dazu führen, dass die Hämatopoese bei Ctsk Knock-down Stromazellen und Ctsk -/- reduziert, ist zu ergründen, müssen weiterführende Experimente durchgeführt werden. Zusammenfassend zeigt unsere Arbeit, dass Cathepsin K eine wesentliche Rolle in der Aufrechterhaltung der Homöostase der Hämatopoese spielt.      «

Cathepsin K (Ctsk) ist eine Cysteinprotease, welche überwiegend in Osteoklasten exprimiert wird und eine wesentliche Rolle in der organischen Phase der Knochenresorption spielt. Wir haben berücksichtigt, dass hämatopoetische Stammzellen unterstützende Zelllinien verglichen mit nicht-unterstützenden Zelllinien höhere Werte an Ctsk exprimieren (Oostendorp, Harvey, and Dzierzak 2005) und dass Osteoklastenaktivierung die Sekretion von Cathepsin K auslöst so wie gleichzeitig zu einer Mobilisation von...     »