Lützenberg, Roland and Solano, Kendrick and Buken, Christoph and Sahana, Jayashree and Riwaldt, Stefan and Kopp, Sascha and Krüger, Marcus and Schulz, Herbert and Saar, Kathrin and Huebner, Norbert and Hemmersbach, Ruth and Bauer, Johann and Infanger, Manfred and Grimm, Daniela and Wehland, Markus (2018) Pathway Analysis Hints Towards Benefcial Effects of Long-Term Vibration on Human Chondrocytes. Cellular Physiology and Biochemistry, 47 (4), pp. 1729-1741. S. Karger AG. doi: 10.1159/000491006. ISSN 1015-8987.
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Official URL: https://www.karger.com/Article/FullText/491006
Abstract
Background/Aims: Spaceflight negatively influences the function of cartilage tissue in vivo. In vitro human chondrocytes exhibit an altered gene expression of inflammation markers after a two-hour exposure to vibration. Little is known about the impact of long-term vibration on chondrocytes. Methods: Human cartilage cells were exposed for up to 24 h (VIB) on a specialised vibration platform (Vibraplex) simulating the vibration profle which occurs during parabolic flights and compared to static control conditions (CON). Afterwards, they were investigated by phase-contrast microscopy, rhodamine phalloidin staining, microarray analysis, qPCR and western blot analysis. Results: Morphological investigations revealed no changes between CON and VIB chondrocytes. F-Actin staining showed no alterations of the cytoskeleton in VIB compared with CON cells. DAPI and TUNEL staining did not identify apoptotic cells. ICAM-1 was elevated and vimentin, beta-tubulin and osteopontin proteins were signifcantly reduced in VIB compared to CON cells. qPCR of cytoskeletal genes, ITGB1, SOX3, SOX5, SOX9 did not reveal differential regulations. Microarray analysis detected 13 differentially expressed genes, mostly indicating unspecifc stimulations. Pathway analyses demonstrated interactions of PSMD4 and CNOT7 with ICAM. Conclusions: Long-term vibration did not damage human chondrocytes in vitro. The reduction of osteopontin protein and the down-regulation of PSMD4 and TBX15 gene expression suggest that in vitro long-term vibration might even positively influence cultured chondrocytes.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/121565/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Pathway Analysis Hints Towards Benefcial Effects of Long-Term Vibration on Human Chondrocytes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 28 June 2018 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Cellular Physiology and Biochemistry | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 47 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1159/000491006 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | pp. 1729-1741 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | S. Karger AG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1015-8987 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Chondrocytes, Vibration, Cytoskeleton, Extracellular matrix proteins, Gene expression, Pathway analysis | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R FR - Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - Vorhaben Biowissenschaftliche Exp.-vorbereitung (old), R - Vorhaben Biowissenschaftliche Nutzerunterstützung (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Aerospace Medicine > Gravitational Biology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Duwe, Helmut | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 06 Sep 2018 18:06 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 23 Jun 2023 11:59 |
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