RANKL

RANKL wird durch das Gen TNFRSF11 codiert, das auf Chromosom 13 liegt. Durch alternatives Splicing entstehen drei Isoformen. Zwei davon besitzen eine Transmembrandomäne, die dritte Form ist im Zytosol löslich. Alle drei sind als Homotrimere aktiv.

RANKL wird von Osteoblasten und von aktivierten T- und B-Lymphozyten exprimiert. Die Synthese wird durch Zytokine und Hormone reguliert, darunter Prostaglandin E2, Calcitriol und Parathormon.

Knochen unterliegen einem ständigen Umbau, der die Synthese von neuem Material und den Abbau von altem Knochen beinhaltet. Die Synthese wird von Osteoblasten, der Abbau wird von Osteoklasten vermittelt.

RANKL bindet an seinen Rezeptor RANK, der sich auf der Oberfläche von nicht vollständig entwickelten, sogenannten Pro-Osteoklasten, und ausgereiften Osteoklasten befindet. Die Interaktion induziert die Differenzierung der Zellen und steigert die Aktivität. In der Folge erhöht sich die Knochenresorption.

Negativ reguliert wird die Interaktion vor allem durch Osteoprotegerin (OPG), das von Osteoblasten exprimiert wird. Das Protein bindet RANKL und verhindert damit die Interaktion mit RANK. Das Verhältnis zwischen RANKL und OPG beeinflusst also das Ausmaß der Knochenresorption.

Ein Ungleichgewicht in der Aktivität von RANK und dem Level von RANKL und OPG führt zu Störungen der Knochensubstanz. Die postmenopausale Osteoporose wird u.a. auf einen Mangel von OPG zurückgeführt, da dessen Expression von Östrogenen reguliert wird. Der Östrogenmangel in der Menopause vermindert die negative Regulation im RANK/RANKL-System und führt zu einer erhöhten Aktivität von Osteoklasten.

Ein Verlust der Knochensubstanz im Rahmen der Rheumatoiden Arthritis wird auf erhöhtes Level von RANKL zurückgeführt, da das Protein auch von aktivierten Lymphozyten gebildet wird.

• Guerrini et al. The immune system, bone and RANKL. Arch Biochem Biophys, 2014
• Wright et al. RANK, RANKL and osteoprotegerin in bone biology and disease. Curr Rev Musculoskelet Med; 2009