Directly to content
  1. Publishing |
  2. Search |
  3. Browse |
  4. Recent items rss |
  5. Open Access |
  6. Jur. Issues |
  7. DeutschClear Cookie - decide language by browser settings

Zell- und molekularbiologische Charakterisierung neuartiger Zell-Zell-Verbindungsarten in Glioma-Zellen und mesenchymalen Stammzellen

Boda-Heggemann, Judit

English Title: Novel kinds of junctions in astrocytoma and mesenchymal stem cells

[img]
Preview
PDF, German
Download (9Mb) | Terms of use

Citation of documents: Please do not cite the URL that is displayed in your browser location input, instead use the persistent URL or the URN below, as we can guarantee their long-time accessibility.

Abstract

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.

Translation of abstract (English)

Junctions of the adhaerens category are characterised by cell type-specific combinations of transmembrane glycoproteins of the cadherin family and cytoplasmic plaque-proteins attached to them, which mostly anchor actin microfilaments. They are one of the main structural elements of cell type-specific architecture and cell-cohesion and also participate in several dynamic cell functions. Over the past decade, it has become increasingly obvious that the “adhering junctions” (AJs) of certain specific cell types can not be subsumed under the classic categories of adhering junctions but that they represent with their specific molecular combination new junctions sui generis. In this thesis, two new types of AJs of human cells and tissues have been identified and characterised, using cell biological, biochemical, immunological and molecular biological methods. Astrocytoma and glioblastoma-cells as well as astrocytes are connected by AJs of different sizes, which are characterised by a compact plaque and contain the transmembrane glycoproteins N-cadherin, cadherin-11 and in some cell colonies also VE-cadherin. These are combined on the intracellular side with the plaque-proteins alpha- and beta-catenin, together with the additional armadillo-proteins p120ctn, ARVCF and plakoglobin and – surprisingly – the desmosomal protein plakophilin 2 and the tight junction proteins ZO-1, ZO-2 and cingulin which anchor, together with afadin and the actin-binding protein vinculin, microfilament-cables of the actin-type. Molecular interactions in this structure are discussed on the basis of data obtained by immunoprecipitation experiments, and possible functions of this AJ-type (termed colligatio permixta) in embryology, histology and pathology are discussed. Of particular interest is here the spontaneous clonal expression of VE-cadherin in a subtype of cells, a molecule which up to now has been found only in endothelial cells. This observation is discussed in relation to the known interactions of astrocytes and endothelia, especially in developmental biology. Similarly in cultured human bone marrow cells, called “mesenchymal stem cells” another novel AJ-type been discovered, which consists also of N-cadherin and cadherin-11, in combination with significant amounts of the plaque-proteins alpha-catenin, beta-catenin, p120ctn and afadin, which -again- anchor cables of actin microfilaments. This type of AJs appears as small punca adhaerentia (diameter about 30-200 nm) located on the central cell body as well as on long (up to 400 µm) tentacle-like cell processes of core actin filament cables which are stabilised by ezrin, alpha-actinin and myosin. Such processes (processus adhaerentes) can be connected with similar processes of other cells through puncta-containing bridge-like structures but can also deeply and tight-fittingly penetrate in long (up to 40 µm) invaginations of neighbouring cells. The AJ-regions of puncta of both cells are mostly fused into enormously long “double membrane” junctions (manubria adhaerentia). Indications of the occurrence of such processus adhaerentes in embryogenesis, possible biological functions and the diagnostic potential of these marker structures are discussed.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Franke, Prof. Dr. Werner W
Date of thesis defense: 31. January 2006
Date Deposited: 08. Mar 2006 15:15
Date: 2005
Faculties / Institutes: Service facilities > German Cancer Research Center (DKFZ)
Subjects: 570 Life sciences
Controlled Keywords: Zellkontakt, Gliom, Stammzelle, Mesenchym
About | FAQ | Contact | Imprint |
OA-LogoLogo der Open-Archives-Initiative