Zell- und molekularbiologische Charakterisierung neuartiger Zell-Zell-Verbindungsarten in Glioma-Zellen und mesenchymalen Stammzellen - Boda-Heggemann, Judit (2005)
Zell-Zell-Verbindungen ("Junctions") der Adhaerens-Kategorie sind durch zelltypische Kombinationen von Transmembran-Glykoproteinen der Cadherin-Großfamilie und damit assoziierten cytoplasmatischen Plaque-Proteinen bestimmt, die meist Actin-Mikrofilamente verankern. Sie stellen Hauptstrukturelemente des spezifischen Gewebe-Aufbaus und Zusammenhalts dar und sind darüberhinaus auch an vielen dynamischen Zellfunktionen beteiligt. In den letzten Jahren hatte sich zunehmend deutlicher herausgestellt, dass viele "Adhering Junction" (AJ) besonderer Zelltypen nicht unter die bisher bekannten Klassen bzw. Typen von AJ subsumieren lassen, sondern aufgrund ihrer Struktur, vor allem aber ihrer besonderen molekularen Zusammensetzung eigene Strukturtypen sui generis darstellen. Im Rahmen dieser Arbeit sind zwei AJ-Typen menschlicher Zellen und Gewebe in ihrer molekularen Zusammensetzung bestimmt worden, wobei Untersuchungen an Zellkulturen sowie zellbiologische, biochemische, immunologische und molekularbiologische Methoden benutzt wurden. Astrocytom-Zellen, auch Astrocyten, und Glioblastom-Zellen bilden viele AJ unterschiedlicher Größe aus, die durch einen recht kompakten Plaque ausgezeichnet sind und die Cadherine N-Cadherin, Cadherin-11 sowie in einigen Zellkolonien immer wieder auch VE-Cadherin enthalten, die auf der Binnenseite mit den Plaque-Proteinen alpha- und beta-Catenin, den weiteren armadillo-Proteinen p120ctn, ARVCF und Plakoglobin sowie - überraschenderweise - dem von Desmosomen her bekannten Protein Plakophilin 2 und den - von "Tight Junctions" bekannten - Plaque-Proteinen ZO-1, ZO-2 und Cingulin komplexiert sind und zusammen mit Afadin und dem Actin-bindenden Protein Vinculin Mikrofilament-Bündel des Actin-Typs verankern. Molekulare Interaktionen innerhalb dieser Struktur werden aufgrund erster Immunpräzipitations-Ergebnisse ebenso diskutiert wie die mögliche Bedeutung dieses AJ-Typs, dem der Name Colligatio permixta gegeben wurde, in Embryologie, Histologie und Pathologie. Dabei ist das spontane klonale Auftreten einer Unterform, die das - erstmals außerhalb von Gefäß-Endothelien nachgewiesene - VE-Cadherin enthält, auch deshalb von besonderem Interesse, weil der Astrocyt - gewissermaßen seiner natürlichen Position nach - oft eine räumliche wie funktionale Beziehung zu Blutgefäßen, besonders Kapillaren erkennen lässt. Neue tumordiagnostischen Möglichkeiten wie entwicklungsbiologischen Implikationen der Entdeckung dieses neuen Junction-Typs werden besprochen. Gleichzeitig ist in Kulturen bestimmter menschlicher Knochenmarkzellen, sogenannter "mesenchymaler Stammzellen", ein anderer - in seiner molekularen Zusammensetzung äußerst schlichter - AJ-Typ entdeckt worden, der ebenfalls N-Cadherin und Cadherin-11 in Verbindung mit signifikanten Mengen der Plaque-Proteine alpha- und beta-Catenin, Protein p120ctn und Afadin enthält und vielfach auch Actinfilament-Bündel verankert. Dieser AJ-Typ erscheint in der Regel in Form kleiner Puncta adhaerentia (Durchmesser meist im Bereich 30-200 nm), wobei diese sowohl am eigentlichen zentralen Zellkörper als auch auf tentakel-artigen Zellausläufern verschiedener, teils sehr großer Länge (bis über 400 µm lang) vorkommen, die einerseits durch Actinfilament-Bündel in Verbindung mit Ezrin, alpha-Actinin und Myosin stabilisiert sind, andererseits aber auch Mikrotubuli enthalten. Solche Zellausläufer (Processus adhaerentes) können dabei sowohl über durch Puncta hergestellte Brückenstrukturen mit Ausläufern anderer Zellen verbunden sein, andererseits aber auch tief und eng in entsprechenden, z.T. sehr häufigen und langen (bis über 40 µm) Invaginationen von Nachbarzellen verankert sein, wobei die AJ-Regionen der Puncta beider Zellen gewissermaßen zu einer riesigen Doppelhülle (Manubrium adhaerens) fusioniert sein können. Hinweise auf ein Vorkommen solcher Processus adhaerentes in der Embryogenese und mögliche biologische Funktionen solcher Strukturen werden ebenso besprochen wie Einsatzmöglichkeiten und mögliche Bedeutung in der Diagnostik.