Expressionsregulation des porenbildenden Tight Junction-Proteins Claudin-2 in HT-29/B6-Zellen durch TNFalpha

J. Mankertz; S. Tavalali; B. Hillenbrand; A. Fromm; H. Schmitz; A. H. Gitter; P. Florian; M. Fromm; M. Zeitz; J. D. Schulzke

doi:10.1055/s-2006-950656

Zeitschrift für Gastroenterologie, Inhaltsverzeichnis

Expressionsregulation des porenbildenden Tight Junction-Proteins Claudin-2 in HT-29/B6-Zellen durch TNFalpha

J Mankertz ¹, S Tavalali ¹, B Hillenbrand ¹, A Fromm ¹, H Schmitz ¹, AH Gitter ², P Florian ², M Fromm ², M Zeitz ¹, JD Schulzke ¹

¹Medizinische Klinik I: Gastroenterologie und Infektiologie, Charité, Campus Benjamin Franklin, Berlin, Germany
²Institut für Klinische Physiologie, Charité, Campus Benjamin Franklin, Berlin, Germany

Abstract

Einleitung: Claudin-2 ist Bestandteil der epithelialen Tight Junction. Es vermittelt eine parazelluläre Permeabilität für kleine Kationen (Amasheh et al., 2002) und ist damit an der Regulation des parazellulären Transportes beteiligt. Bei M. Crohn und Colitis ulcerosa kommt es zu einer verstärkten Expression von Claudin-2 im entzündeten Darmsegment.

Ziel: Aufklärung der Wirkung pro-inflammatorischer Zytokine auf Expression, Stabilität und intrazelluläre Lokalisation von Claudin-2.

Methodik: Konfluente und subkonfluente Kulturen der humanen intestinalen Zelllinie HT-29/B6 wurden mit TNFalpha und Interferon gamma inkubiert. Änderungen der epithelialen Leitfähigkeit wurden durch Conductance Scanning gemessen. Claudin-2-Protein und -mRNA wurden densitometrisch im Western Blot bzw. durch Real-Time PCR bestimmt. Die Lokalisation von Claudin-2 erfolgte durch konfokale Laserscanning-Mikroskopie.

Ergebnis: In konfluenten HT-29/B6-Zellen führte die Inkubation mit TNFalpha zu einer Steigerung der Claudin-2-Expression (159±17%, P<0.05) bei gleichzeitigem Abfall des transepithelialen elektrischen Widerstandes (31±2%, P<0.001). TNFalpha und Interferon gamma in Kombination führten zu einem dramatischen Anstieg der parazellulären Leitfähigkeit um das 146fache. Die vermehrte Proteinexpression unter TNFalpha konnte auf eine erhöhte Transkriptionsaktivität zurückgeführt werden (163±14%, P<0.01). Interferon-gamma hatte keinen Effekt auf die Proteinexpression. Die intrazelluläre Verteilung und die mRNA-Stabilität von Claudin-2 blieben in Gegenwart beider Zytokine unverändert. Überraschenderweise zeigten Reportergen-Analysen in subkonfluenten Zellen eine Verminderung der Claudin-2-Promotoraktivität nach Inkubation mit TNFalpha (55±2, P<0.001), die mit einer Verminderung der Proteinexpression verbunden war.

Schlussfolgerung: Die Genexpression von Claudin-2 wird durch TNFalpha in proliferierenden subkonfluenten Zellen herunterreguliert, während sie in konfluenten Zellen hochreguliert wird. Übertragen auf das native Epithel würde Letzteres einen sekretorischen Leckflux ermöglichen und könnte so einen protektiven Effekt darstellen, durch den luminale Noxen von der Darmwand abgespült werden. Allerdings würde der osmotische Effekt dieses Leckfluxes auch zur Diarrhoe bei CED beitragen.