Restitution von Einzelzelldefekten

Im Darmepithel werden alte oder defekte Zellen rasch ersetzt. Nach Verlust einer Zelle wird der Defekt durch expandierende Nachbarzellen verschlossen, wobei sich im Zellzwischenraum neue tight junctions bilden.

Blick auf die mukosale Seite des Kolonepithels mit Oberflächenepithel und Krypten (rechts: Ausschnitt) während der Restitution eines Einzelzelldefekts (Pfeil).

Die epitheliale Barriere wird beim Verlust von Zellen, z.B. durch Verletzung oder durch Apoptose, beeinträchtigt und muss daher rasch repariert werden. Über die Reparatur grösserer epithelialer Wunden (Restitution) ist schon viel bekannt. Dabei wird die Lücke durch Einwanderung intakter Nachbarzellen innerhalb von Stunden geschlossen. Tiefe Wunden erfordern zusätzlich Zellproliferation, so dass der Vorgang dann Tage in Anspruch nimmt. Auf der anderen Seite ist über den - viel schnelleren - Verschluß von Einzelzelldefekten sehr wenig bekannt. Eine rein morphologische Beobachtung kann nämlich nicht klären, ob das funktionelle Leck geschlossen wird. Dies ist aber mit der neuen Conductance scanning-Technik möglich. Wir untersuchen so zum Beispiel den Einfluss von Entzündungsmediatoren auf die Restitution von Einzelzelldefekten im Darmepithel.

Förderung durch DFG Graduiertenkolleg 276/2 "Signalerkennung und -umsetzung"

Literatur

Mit der Conductance scanning-Technik wurden Lecks quantifiziert, die durch den apoptotischen Abbau einzelner Epithelzellen entstehen:

1. Gitter AH, Bendfeldt K, Schulzke JD, Fromm M (2000) Measurement of paracellular epithelial conductivity by conductance scanning. FASEB J. 14(12): 1749-1753
2. Bojarski C, Gitter AH, Bendfeldt K, Mankertz J, Schmitz H, Wagner S, Fromm M, Schulzke JD (2001) Permeability of human HT-29/B6 colonic epithelium as a function of apoptosis. J. Physiol. 535: 541-552

Die Reparatur von Einzelzell-Lecks wurde in einem epithelialen Zellmodell (HT-29/B6) und in nativem Maus-Kolon untersucht:

3. Florian P, Gitter AH, Schulzke JD, Fromm M (2001) Recovery of colon epithelial barrier after single-cell lesion. Pflügers Arch. 441(6): R208
4. Florian P, Fromm M, Schulzke JD, Gitter AH (2002) Impaired restitution of single-cell lesions by TNFα and IFNγ in native colon epithelium. Pflügers Arch. 443: S289