Epitheliale Tight Junctions und intestinale Permeabilität in der Dextran-Sodium-Sulfat-Colitis der Maus

Einleitung: Expressionsveränderungen oder eine Umverteilung von epithelialen Tight Junction Proteinen könnten zu der erhöhten intestinalen Permeabilität bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) führen.

Ziele: Beschreibung von epithelialer Permeabilität sowie der Tight Junction und Adherens Junction Protein Expression in der Dextran-Sodium-Sulfat (DSS) induzierten Colitis.

Methodik: Bei 7 balb/c Mäusen wurde durch Gabe von DSS 5% im Trinkwasser über 6 Tage eine akute Colitis induziert, 7 gesunde Tiere bildeten die Kontrollgruppe. Die Colitisaktivität wurde mit einem histologischen und einem klinischen Aktivitätsscore gemessen. Die mukosale Permeabilität des Colons für Evans blue in vivo wurde photometrisch bestimmt. Die Expression und Verteilung der Tight Junction Proteine Occludin, ZO-1, Claudin 1–5 und der Adherens Junction Proteine E-Cadherin und Beta-Catenin wurden immunfluoreszenzmikroskopisch und mittels Western Blot untersucht.

Ergebnis: Die Gabe von DSS führte zu einer schweren akuten Colitis mit einem signifikant erhöhten klinischen Aktivitätsscore (10,5±0,68, Kontrolle: 0; p<0,05) und histologischen Aktivitätsscore (22,3±1,6, Kontrolle 1,8±0,1; p<0,05). Die Permeabilität für Evans blue war in der Colitis deutlich erhöht (11,4 Ext./g, Kontrolle: 0,40 Ext./g; p<0,05). Die Mikroskopie zeigte eine typische Kryptenverkürzung in der akuten Colitis. Die Expression von Occludin und ZO-1 an der apikalen Membran war in der akuten Colitis deutlich vermindert, Occludin wurde in die Epithelzellen internalisiert. Die Tight Junction Proteine Claudin-1 und-3 sowie die Adherens Junction Proteine E-Cadherin und Beta-Catenin zeigten morphologisch keine Expressionsveränderungen. Im Western Blot war die Expression von Occludin und Claudin-3 vermindert, während Claudin-1, Beta-Catenin und E-Cadherin unverändert exprimiert wurden.

Schlussfolgerung: Die Minderexpression und Umverteilung der Tight Junction Proteine könnten verantwortlich sein für die gesteigerte Colon-Permeabilität in der DSS-Colitis. Aufbauend auf dieser Studie kann die Auswirkung pharmakologischer Therapien auf Entzündungsaktivität, Permeabilität und Tight Junction Morphologie in der CED untersucht werden.