Einfluß der extrazellulären Ca2+-Konzentration und des Aktinfilamentsystems auf die homophile Interaktion von VE-Cadherin

Die Barriereeigenschaften des Gefäßendothels werden durch Verschluß- und Adhärenskontakte vermittelt. Das Ca2+-abhängige Zelladhäsionsmolekül VE-Cadherin vermittelt in Adhärenskontakten die Adhäsion benachbarter Endothelzellen. Es wurde vermutet, daß die extrazelluläre Ca2+-Konzentration und das intrazelluläre Aktinfilamentsystem die Adhäsionseigenschaften von VE-Cadherin verändern können. Daher wurden diese Einflußfaktoren mit Hilfe der Laserpinzetten-Technik untersucht. Hierzu wurden Latex-Mikroperlen mit rekombinanten VE-Cadherin-Fc-Molekülen beschichtet, die damit an VE-Cadherin-Moleküle von Endothelzellen binden und Zell-Zell-Kontakte simulieren konnten. Es zeigte sich, daß die ausschließlich durch VE-Cadherin vermittelte Interaktion zwischen Mikroperlen und Endothelzellen direkt von der extrazellulären Ca2+-Konzentration abhängig war und sich durch eine s-förmige Titrationskurve beschreiben ließ: Die Bindungshäufigkeit der Mikroperlen war bei Ca2+-Konzentrationen nahe 0,0 mM gering (26-27 %), nahm ab 0,8 mM stark zu (38 %) und erreichte bei 1,8 mM ein Maximum (65 %). Halbmaximale Bindung (KD) wurde bei 1,1 mM Ca2+ erreicht. Die Bindung war hochkooperativ (Hill Koeffizient nH = 4,6). Um die Eigenschaften des Aktinfilamentsystems zu verändern, wurden die Zellen mit Cytochalasin B, Cytochalasin D und dem Ca2+-Ionophor A 23187 inkubiert. Dabei nahm die Bindungshäufigkeit der Mikroperlen deutlich gegenüber Kontrollbedingungen ab. Es wurde gefolgert, daß ein intaktes Aktinfilamentsystem unmittelbar die Interaktion zwischen VE-Cadherin-Molekülen stärkte. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern damit neue Erkenntnisse über die Eigenschaften von VE-Cadherin: Die Adhäsion dieses Moleküls wird im physiologischen Ca2+-Bereich reguliert und ist direkt von einem intakten Aktinfilamentsystem abhängig. Es ist vorstellbar, daß die durch VE-Cadherin vermittelten Barriereeigenschaften des Endothels in vivo durch ähnliche Mechanismen reguliert werden. Ein Abfall der Ca2+-Konzentration im Interzellularspalt unter den für die Adhäsion kritischen Wert von 1,1 mM könnte durch Agonist-vermittelte Öffnung von Ca2+-Kanälen erfolgen. Eingeströmtes Ca2+ könnte seinerseits über Aktivierung von Gelsolin zur Fragmentation von Aktinfilamenten führen und so die Adhäsion weiter schwächen.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Würzburg

Year

2002

Author dc:creator

• Wiegand, Johannes Tobias Martin

Contributors dc:contributor

• Drenckhahn, Detlev

• VE-Cadherin
• Zelladhäsion
• Adhärenskontakte
• Endothel
• cell adhesion
• adherens junction
• endothelium

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