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Klonierung und Charakterisierung des ersten equinen CLCA-Homologen, eCLCA1, und erste Untersuchungen zu seiner Bedeutung bei chronisch-obstruktiver Bronchiolitis des Pferdes (2008)

Art

Hochschulschrift

Autor

Range, Friederike (WE 12)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag, 2008 — IX, 136 Seiten

ISBN: 978-3-86664-531-8

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/421

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Abstract / Zusammenfassung

Bei der chronisch-obstruktiven Bronchiolitis der Pferde (COB; recurrent airway obstruction, RAO) stellt die Becherzellmetaplasie und -hyperplasie mit einer hieraus resultierenden Dyskrinie und Obstruktion der kleinen Luftwege einen zentralen Pathomechanismus dar. Dabei finden sich klinisch, pathogenetisch und histologisch zahlreiche Ähnlichkeiten zum Asthma bronchiale des Menschen. Die vor wenigen Jahren entdeckte Genfamilie der CLCA- Chloridkanäle (CLCA = engl. chloride channel, calcium activated) scheint eine zentrale Funktion bei der Muzinsynthese in Becherzellen und bei der Sekretion von Ionen und Wasser an epithelialen Barrieren einzunehmen. Erst kürzlich konnte gezeigt werden, dass es bei Asthma bronchiale zu einer transkriptionellen Aufregulation von mCLCA3 bei der Maus und hCLCA1 beim Menschen kommt. Diese CLCA-Proteine kommen als frühe Auslöser der Becherzellmetaplasie und -hyperplasie und somit der Dyskrinie in Frage und scheinen folglich maßgeblich an der Pathogenese beteiligt zu sein. Ziel dieser Studie war es, die Rolle eines equinen Homologen zu hCLCA1 und mCLCA3 bei der chronisch-obstruktiven Bronchiolitis des Pferdes zu charakterisieren.
Hierzu wurde zunächst der entsprechende equine Vertreter der CLCA-Chloridkanäle, eCLCA1, identifiziert, kloniert und charakterisiert. Eine Sequenzanalyse identifizierte eCLCA1 als direkten Orthologen zu hCLCA1 und mCLCA3. Es wurden zwei eCLCA1-Allelvarianten, die sich durch insgesamt drei Einzel-Nukleotid-Polymorphismen (SNP) unterscheiden, identifiziert. Die beiden Allele scheinen in der Pferdepopulation etwa gleich stark verteilt zu sein. Nach Erzeugung von spezifischen anti-eCLCA1-Antikörpern wurde das eCLCA1-Protein immunhistochemisch in Muzin-produzierenden Becherzellen des Respirations- und Intestinaltraktes sowie in Schweißdrüsen der Haut und Schleimdrüsen der Nieren lokalisiert. In Gesamtgewebsproben des Atmungstraktes von Pferden mit COB wurde eine deutliche Überexpression von eCLCA1 durch Immunhistochemie und quantitative real-time RT-PCR gezeigt. Das eCLCA1-Protein wurde in hyper- und metaplastischen, bronchiolären und trachealen Becherzellen und in intraluminal gelegenem Schleim COB-erkrankter Pferde lokalisiert. Morphometrische Untersuchungen zeigten eine signifikante Zunahme von eCLCA1-exprimierenden Becherzellen bei COB sowohl in Bronchien und Bronchiolen als auch in der Trachea. Die Ermittlung der eCLCA1-mRNA Expressionsrate auf Einzelzellebene mittels laser capture microdissection und anschließender quantitativer RT-PCR hingegen konnte keinen Unterschied zwischen COB-kranken Pferden und gesunden Tieren aufzeigen, so dass die in Gesamtgewebsproben ermittelte Überexpression vermutlich auf die Zunahme der Becherzellanzahl zurückzuführen ist und nicht auf eine transkriptionelle Aufregulation.
Die mehr als zweifache Zunahme an eCLCA1-exprimierenden Becherzellen bei COB weist dennoch auf eine signifikante, funktionelle Rolle dieses Moleküls bei COB hin. Dabei wären die erhobenen Befunde sowohl mit einer primär-pathogenetischen Rolle von eCLCA1 bei der COB als auch mit einer sekundären, eventuell kompensatorischen Funktion vereinbar, möglicherweise über eine induzierte Aktivierung Kalzium-aktivierter Chloridströme zur vermehrten Befeuchtung des Atemwegschleims. Neben ihrem Modellcharakter für das Asthma des Menschen, bei dem eine derartige Untersuchung kaum durchgeführt werden kann, können die Ergebnisse bei zukünftigen Untersuchungen eingesetzt werden, die auf ein besseres Verständnis der eigentlichen Funktion von eCLCA1 abzielen.