Regulation der Tight Junction Proteine im Verlaufe der Differenzierung von Enterozyten

Einleitung: Tight Junctions sind Proteinkomplexe, die benachbarte Epithelzellen gürtelartig miteinander verbinden. Sie bewirken eine starke Einschränkung der parazellulären Passage von Molekülen aus dem Darmlumen durch die Enterozytenschicht hindurch. Tight Junctions sind somit bestimmend für die Funktionalität der Darmbarriere. Ziel der vorliegenden Studie war es, Änderungen der Genexpression einiger wichtiger Tight Junction Proteine (Claudin-1, ZO-1, JAM-1, Occludin und E-Cadherin) während der Differenzierung von Enterozyten zu erfassen. Methoden: Humane Enterozyten (CaCo2-Zellen) wurden auf einer semipermeablen Membran kultiviert und ihr Wachstumsstadium mikroskopisch beurteilt. Zur Überprüfung der Integrität der Enterozytenschicht wurden TEER-Wert Messungen (transepithelialer elektrischer Widerstand) durchgeführt. In einer Zeitspanne von 16 Tagen nach Aussaat der Zellen wurde zu sieben verschiedenen Zeitpunkten die mRNA für Claudin-1, ZO-1, JAM-1, Occludin und E-Cadherin mittels Real Time PCR quantifiziert. Resultate: Am Tag 6 nach Aussaht bildeten die Zellen eine lückenlose Schicht, ab Tag 10 war eine fortscheitende morphologische Differenzierung der Zellen zu beobachten. Mit zunehmender Zelldichte stieg der TEER Wert kontinuierlich an. Für Claudin-1, JAM-1, Occludin und E-Cadherin war im zeitlichen Verlauf eine konstante Genexpression zu messen. Eine Ausnahme bildete ZO-1, für das an den Tagen 1, 2 und 5 nach Aussaat der Zellen eine ca. 2-fach erhöhte Genexpression im Vergleich zu späteren Messtagen festgestellt wurde. Schlussfolgerung: Die Ergebnisse zeigen, dass die Genexpression der untersuchten Tight Junction Proteine ein vom Differenzierungsgrad weitgehend unabhängiger Prozess ist. Während der Differenzierung von CaCo-2 Zellen scheint es demnach keinen kritischen Zeitpunkt für experimentelle Stimulierung und anschließende Analysen der Genexpression der hier untersuchten Tight Junction Proteine zu geben. Lediglich die Expression von ZO-1, dem u.a. auch eine Schlüsselfunktion bei der Transduktion von Signalen zugeschrieben wird, unterliegt wahrscheinlich einem Regulationsmechanismus, der noch zu untersuchen ist.