%0 Generic
%A Rickelt, Steffen
%D 2010
%F heidok:11366
%K adherens junctions , cadherins , mesenchymal cells , plakophilin-2 , soft tissue tumors
%R 10.11588/heidok.00011366
%T The molecular and cell biological characterization of cell-cell junctions in mesenchymally derived cells and tissues
%U https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/11366/
%X Nach dem herrschenden Lehrbuch Dogma exestieren zwei – und nur zwei – verschiedene Typen von zell-zell-verbindenden, Calcium-abhängigen Zellkontakten ("Adhering Junctions", AJs), die durch dicht-gepackte zytoplasmatische Plaques gekennzeichnet sind und so regelmäßig Filamente des Zytoskeletts verankern. AJs sind somit architektonisch und funktionell wichtige Strukturen, die bisher insbesondere in Epithelien und davon abgeleiteten Tumoren, vor allem den Karzinomen, untersucht worden sind. Hier unterscheided man vor allem zwischen den Intermediärfilamente verankernden Desmosomen (Maculae adhaerentes) und den Mikrofilament-Bündel verankernden Zellkontakten der Adherenz-Kategorie, die in verschiedenen Größen und Morphotypen vorkommen (Puncta, Fasziae, Zonulae). Die molekulare Zusammensetzung dieser AJ-Arten ist weitgehend bekannt, und spezifische molekular-diagnostische Antikörper werden routinemäßig in der Zell- und Entwicklungsbiologie sowie der diagnostischen Pathologie eingesetzt. Im Vergleich dazu ist sehr wenig über die molekulare Zusammensetzung der AJs, die nicht-epitheliale Zellen verbinden, bekannt, insbesondere die der mesenchymalen Gewebe und der mesenchymal-abgeleiteten Tumore. Aus diesem Grund und wegen des allgemeinen Bedarfs an verbesserten immunzytochemisch-diagnostischen Reagenzien und molekular-therapeutischen Ansätzen war es das Ziel, eine zellbiologische und molekular-analytische Grundlage für die diagnostische Identifizierung und Charakterisierung solcher AJs von mesenchymal-abgeleiteten Tumoren zu liefern. Der erste neuartige und weitverbreitete AJ-Typ ist einer, der ein grundlegendes "mesenchymales" Ensemble von N-Cadherin und/oder Cadherin-11 als transmembrane Glykoproteine aufweist, die in einem subplasmalemmalen Plaque verankert sind, der von typischen armadillo Proteinen wie alpha and beta-Catenin, Plakoglobin, den Proteinen p120, p0071 und/oder ARVCF sowie den Aktin-Mikrofilamente-bindenden Proteinen alpha and beta-Catenin und alpha-Actinin gebildet wird, hier aber zusätzlich das bedeutende Plaque-Protein Plakophilin-2 (Pkp2), oft zusammen mit Pkp3, enthält. Ich habe das Vorkommen solcher Pkp2-haltigen AJs – mit oder ohne Pkp3 – (Coniunctiones adhaerentes) in verschiedenen Säugetier-Zellkulturlinien gezeigt. Des Weiteren wurden diese AJs in einigen Tumoren in situ nachgewiesen, einschließlich bestimmter Tumore, bei denen dieses Protein durchweg ein diagnostisch relevanter molekularer Marker zu sein scheint, wie zum Beispiel den kardialen Myxomen. Basierend auf ersten Experimenten mit einer siRNA-vermittelten Genprodukt-Reduktion und ausgehend von jüngsten Erkenntnissen über eine allgemeine Rolle von Pkp2 als stabilisierendes Zell-Zell-Verbindungs-Protein wie z.B. im Säugetier-Herz, diskutiere ich die Möglichkeit dass eine Integration von Pkp-Molekülen in AJs von mesenchymal-abgeleiteten Zellen wesentlich zur strukturellen Stabilisierung und Festigkeit beiträgt und vor allem einen Vorteil beim Zusammenhalten proliferierender Zellen darstellt. Als dritte und strukturell völlig verschiedene Cadherin-Anordnung habe ich in einigen Subtypen von in Zellkultur-gewachsenen menschlichen Melanomen und Melanozyten das weit verbreitete in die Plasmamembran integrierte Glykoprotein Desmoglein Dsg2 entdeckt, dass dort sich offenbar regelmäßig in einzelnen Molekülen über große Areale der Zelloberfläche hin erstreckt und in Spiegelbild-symmetrischer Anordnung Zellen verbindet. Letztlich, habe ich die spontane, nicht induzierte, oft kumulative Synthese von Zellverbindungsmolekülen in bereits seit langem etablierten hämatopoetischen Zellkulturlinien (K562, RPMI 8226) und die Ansammlung solcher Moleküle zu einem Spektrum von Zell-Zell AJ-Strukturen untersucht. Ich habe verschiedene Arten von unterschiedlich großen, meist punktförmigen Zell-Zell-Verbindungs-Strukturen der AJ-Kategorie identifiziert, von denen die große Mehrheit auf distinkte Dsg2-Plasmamembran-Anhäufungen basiert. Am häufigsten habe ich AJ-Plaque-ähnliche Zusammensetzungen mit Pkp2 – mit oder ohne Pkp3 – mit Plakoglobin bzw. eher selten mit anderen armadillo Proteinen nachgewiesen. Es ist offensichtlich, dass solch unerwartete Analyseergebnisse, vor allem etwa die zuletzt geschilderte Anhäufung von Karzinom-charakteristischen Molekülen und Strukturen in mesenchymalen Tumoren erst recht in unizellulären Bluttumorzellen, in der Tumordiagnostik und für die therapeutische Behandlung, Beunruhigungen hervorrufen. Diese spontanen Veränderungen der Zell-Differenzierungs-Eigenschaften sowie des Zell-Charakters und -Verhaltens werden in Bezug auf entsprechende vereinzelte Angaben in der Literatur diskutiert. Die Feststellung solcher sehr unterschiedlicher AJ-Strukturen, in nicht-epithelialen Tumorzellen gezeigt, dass die Lehrbuchkapitel über Zell-Zell-Kontakte in der Zell- und Tumorbiologie wiedereröffnet und mit Fakten der ultrastrukturellen und molekularen Analyse erneut und verbessert dargestellt werden sollten.