Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Biowissenschaften

Fachgebiet: Tierphysiolgie

Betreuer: Prof. Dr. Burkhard Hinz



Dipl.-Biol. Ellen Schmuhl
(e-mail: ellenschmuhl@web.de )

Einfluss von Cannabinoiden auf die Migration und osteogene Differenzierung mesenchymaler Stammzellen aus dem Fettgewebe

Die Migration und Differenzierung mesenchymaler Stammzellen sind bekanntermaßen in Gewebeheilungsprozesse involviert. Neuere Studien belegen zudem eine Beteiligung des Endocannabinoidsystems in Gewebeheilungsprozesse wie die Knochenregeneration. Die Schwerpunkte der vorliegenden lagen auf Untersuchungen zum Einfluss des nicht psychoaktiven Phytocannabinoids Cannabidiol (CBD) auf die Migration und die osteogene Differenzierung von adipose tissue-derived stem cells (ASC), die als zelluläres Modellsystem dienten. CBD steigerte die Migration der ASC. Die Aktivierung der extracellular-signal regulated kinase 1/2 (ERK) war dabei essentiell für die Vermittlung dieses Cannabinoid-Effektes. Ferner war die Aktivierung des Cannabinoidrezeptors 2 (CB2) und Inhibierung des G Protein-gekoppelten Rezeptors 55 (GPR55) in die Signalweiterleitung involviert. Darüber hinaus wurde nach Langzeitstimulation mit CBD ein Anstieg osteogener Differenzierungsmarker nachgewiesen. Diese Ergebnisse legen nahe, dass CBD auch in vivo die Mobilisierung von MSC unterstützen und durch eine knochenaufbauende Wirkung die Regeneration von Geweben mit Mineralisierungsdefekten verbessern könnte.

Migration and differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs) are known to be involved in various regenerative processes such as bone healing. The present study therefore focussed on cannabinoids which have been demonstrated to exhibit tissue healing properties. The non-psychoactive phytocannabinoid cannabidiol (CBD) was found to increase the migration of adipose-derived MSCs. The promigratory effect of CBD was accompanied by activation of extracellular-signal regulated kinase 1/2 (ERK), activation of cannabinoid receptor 2 (CB₂) and inhibition of G protein-coupled receptor 55 (GRP55). Moreover additional evidence for a functional effect of CBD on MSCs was provided by experiments demonstrating long-term stimulation with CBD to induce differentiation of MSCs into the osteoblastic lineage. CBD may therefore recruit MSCs to sites of calcifying tissue regeneration and subsequently support bone regeneration via an osteoanabolic action on MSCs.