Funktionelle Charakterisierung der Bürstenzellen des Thymus der Maus

Abstract

Bürstenzellen sind chemosensorische Zellen, die sich an den Eintrittspforten zum Körperinneren befinden. Sie sind mit zahlreichen Rezeptoren ausgestattet und in der Lage, verschiedene Moleküle, wie zum Beispiel Bitterstoffe als Bakterienprodukt, zu detektieren und daraufhin Abwehrmechanismen einzuleiten. Dadurch kann der Eintritt von potenziell schädigenden Substanzen verhindert werden. Auch im Thymus, dem primären lymphatischen Organ, wurden diese Sinneszellen entdeckt, die neben dem bürstenzellspezifischen Protein Villin auch die Komponenten der kanonischen Geschmackstransduktionskaskade besitzen. In dieser Arbeit konnte unter den thymalen Bürstenzellen eine große Heterogenität nachgewiesen werden. Die Expression einiger Bürstenzellmarker, darunter ChAT und Komponente der Geschmackskaskade wie TRPM5, GNAT3 und PLCβ2, variiert unter diesen Zellen. Neben der Expression typischer Marker konnte gezeigt werden, dass auch AIRE und MHC-II, zwei Marker für antigenpräsentierende Zellen, sowie überraschenderweise CD45 von den Bürstenzellen exprimiert werden. Daneben konnten verschiedene Bitterrezeptoren im murinen Thymus und in den Bürstenzellen nachgewiesen werden. Diese Zellen konnten erfolgreich aus dem Thymus von ChAT-eGFP-Mäusen isoliert und angereichert werden. Bei der Stimulation der gewonnenen Bürstenzellen sowie ihrer Umgebungszellen durch die bittere Substanz Denatonium konnte eine Reaktion in Form von einem Anstieg der intrazellulären Kalziumkonzentration beobachtet werden. Allerdings scheint diese Reaktion unabhängig von der kanonischen Geschmackstransduktionskaskade abzulaufen. Auch eine cholinerge Signalübertragung von Bürstenzellen zu Nachbarzellen nach Stimulation mit Denatonium konnte nicht nachgewiesen werden. Andere Bitterstoffe lösten hingegen in den Bürsten- und Umgebungszellen keine Reaktion aus. Die Ergebnisse lassen vermuten, dass die Bürstenzellen des Thymus der Maus wider Erwartung keine chemosensorische Wächterfunktion besitzen, sondern an der Autoantigenpräsentation beteiligt sind.