Eine cholinerge Zelle mit chemosensorischen Eigenschaften im Epithel der Konjunktiva der Maus

Abstract

Vor kurzem wurden spezialisierte cholinerge Zellen, vermutlich Wächterzellen, im Schleimhautepithel verschiedener Säugetiere entdeckt. Sie exprimieren Moleküle der kanonischen Geschmackstransduktionskaskade zur Erkennung potenziell schädlicher Substanzen, lösen nach Stimulation protektive Reflexe aus und liegen an potenziellen Eintrittspforten für Bakterien (Nase, Tuba auditiva, Trachea, Magen-Darm-Trakt und Urethra). Auch das Auge besitzt engen Kontakt zur Umwelt. Ziel dieser Arbeit war es, die Konjunktiva und die ableitenden Tränenwege der Maus auf das Vorhandensein solcher Zellen zu untersuchen. Mithilfe von zwei verschiedenen Stämmen transgener Mäuse, die unter dem Promotor des Syntheseenzyms für Acetylcholin (ChAT) bzw. dem Promotor der nikotinischen Acetylcholin-Rezeptoruntereinheit alpha3, eGFP exprimieren, wurden immunhistochemische Untersuchungen durchgeführt. Ein bisher unbekannter cholinerger Zelltyp im Epithel der Konjunktiva wurde so identifiziert. Diese Zellen sind immunreaktiv für die Bestandteile der kanonischen Geschmackstransduktionskaskade alpha-Gustducin, Phospholipase Cbeta2 und TRPM5 und enthalten das Zytokeratin 8. Sie befinden sich im Fornix conjunctivae des medialen Augenwinkels, aber nicht in den ableitenden Tränenwegen. Sie werden von CGRP- und Substanz P-immunreaktiven sensorischen Nervenfasern kontaktiert. Weitere Zellen mit ChAT-eGFP-Immunfluoreszenz fanden sich im konjunktiva-assoziierten lymphatischen Gewebe und in Haarfollikeln. Dabei könnte es sich um Immunzellen oder Stammzellen handeln. Im konjunktiva-assoziierten lymphatischen Gewebe der Maus lagen auch vereinzelte nicht-cholinerge Zellen mit alpha-Gustducin-Immunreaktivität, möglicherweise ebenfalls Immunzellen.Die bisher unbekannten cholinergen chemosensorischen Zellen im murinen Kojunktivalepithel wurden konjunktivale CCC genannt (conjunctival cholinergic chemosensory cell). Sie können aufgrund ihrer Lage die Tränenflüssigkeit überwachen und besitzen die molekularen Voraussetzungen, um eine Wächterzelle in der Mukosa des Auges zu sein. Sie könnten mittels cholinerger Signale protektive Reflexe wie den Lidschlussreflex auslösen und auch lokale Effekte wie eine neurogene Entzündung triggern. So könnten sie eine wichtige Rolle bei Erkrankungen des Auges spielen und pharmakologische Angriffspunkte bilden. Specialized cholinergic cells, presumably sentinel cells, were recently identified in the mucosa of various mammalian organs. These cells utilize molecules of the canonical taste transduction signalling cascade to sense potentially harmful substances and initiate protective reflexes upon stimulation. They are located at potential bacterial entry points (nose, tuba auditiva, trachea, gastrointestinal tract and urethra). The eye has close contact to the outer body surface as well. The aim of the study was to search for the presence of this cell type in the conjunctiva and the lacrimal drainage system. Immunohistochemistry was performed on tissues obtained from two different transgenic mouse strains expressing eGFP under the promotor of the acetylcholine synthesizing enzyme, choline acetyltransferase (ChAT), and under the promotor of the nicotinic acetylcholine-receptor subunit alpha3, respectively. A previously unknown cholinergic cell type in the conjunctival epithelium was identified. These cells are immunoreactive for the molecules of the canonical taste transduction cascade alpha-gustducin, phospholipase Cbeta2 and TRPM5, and express cytokeratin 8. They are located in the fornical conjunctiva of the medial angle of eye. They are contacted by CGRP- and substance P-immunoreactive sensory nerve fibers. Other ChAT-eGFP-positive cells were observed in conjunctiva-associated lymphatic tissue and in hair follicles, assumingly cells of the immune system or stem cells. Non-cholinergic alpha-gustducin-immunoreactive cells were also observed in conjunctiva-associated lymphatic tissue and might also represent immune cells.The previously unidentified cholinergic chemosensory cells in murine conjunctival epithelium were named conjunctival CCC (cholinergic chemosensory cells). Their location enables them to monitor the lacrimal fluid and they posess the molecular equipment to function as sentinel cells in the ocular mucosa. They possibly initiate protective reflexes such as blinking, or trigger local effects such as neurogenic inflammation by cholinergic signalling. Therefore, they could play an important role in eye disease and might be a pharmaceutically relevant target.