Axel Steinke

• Verschluss- und Adherenskontakte zwischen olfaktorischen Neuronen, olfaktorischen Gliazellen und den epithelialen Zellen des peripheren olfaktorischen Systems bestimmen Barriere- und Adhäsionseigenschaften im olfaktorischen Epithel, sowie die Kompartimentierung und Axonwachstumsprozesse in den Fila olfactoria. Zur Untersuchung der zellulären und subzellulären Lokalisation von Verschlusskontaktproteinen (Occludin, Claudin 1-5, Zonula occludens proteins (ZO) 1-3) und Adherenskontaktproteinen (N-Cadherin, E-Cadherin, alpha-, beta-, p120-Catenin)Verschluss- und Adherenskontakte zwischen olfaktorischen Neuronen, olfaktorischen Gliazellen und den epithelialen Zellen des peripheren olfaktorischen Systems bestimmen Barriere- und Adhäsionseigenschaften im olfaktorischen Epithel, sowie die Kompartimentierung und Axonwachstumsprozesse in den Fila olfactoria. Zur Untersuchung der zellulären und subzellulären Lokalisation von Verschlusskontaktproteinen (Occludin, Claudin 1-5, Zonula occludens proteins (ZO) 1-3) und Adherenskontaktproteinen (N-Cadherin, E-Cadherin, alpha-, beta-, p120-Catenin) wurden immunhistochemische und immunelektronenmikroskipsche Verfahren an Gewebeschnitten des olfaktorischen Systems der Ratte durchgeführt. Mit Ausnahme von Claudin 2 waren alle untersuchten Verschlusskontaktproteine in Kontakten des olfaktorischen Epithels kolokalisiert. Unterschiedliche Immunfluoreszenzintensitäten konnten in den Kontakten zwischen olfaktorischen Neuronen und epithelialen Zellen beobachtet werden. Immunreaktivität von Claudin 5 wurde in Kontakten der olfaktorischen Gliazellen in den Fila olfactoria lokalisiert, Claudin 1- Immunreaktivität konnte in peripheren Bereichen der Fila olfactoria beobachtet werden. Hierbei zeigten sich Unterschiede in der Lokalistaion der Claudine mit verschiedenen ZOs. Stützzellen bildeten durch N-Cadherin vermittelte Adherenskontakte mit den olfaktorischen Neuronen, E-Cadherin-vermittelte Adherenskontakte mit Drüsen- und Microvilluszellen, sowie durch N- und E-Cadherin vermittelte Adherenskontakte mit benachbarten Stützzellen aus. Alpha-, beta- und p120-Catenin konnten in allen Adherenskontakten des olfaktorischen Epithels nachgewiesen werden. Olfaktorische Neurone bildeten in Abhängigkeit von deren Reifestadium unterschiedlich häufig Adherenskontakte aus. Adherenskontakte in den Fila olfactoria wurden zwischen Gliazellen, zwischen Gliazellen und Axonen, sowie zwischen Axonen untereinander lokalisiert. In den meisten Adherenskontakten der Fila olfactoria zeigte sich Kolokalisation zwischen N-Cadherin und den verschiedenen untersuchten Cateninen. In der Peripherie der Fila olfactoria konnten durch E-Cadherin vermittelte Adherenskontakte beobachtet werden. Die Funktion von Interzellularkontakten wird maßgeblich durch ihren molekularen Aufbau bestimmt. Charakteristische molekulare Zusammensetzungen der neuronalen, epithelialen und glialen Verschlusskontakte im olfaktorischen Epithel und den Fila olfactoria lässt auf unterschiedliche Eigenschaften dieser Kontakte schließen. Adherenskontakte sind für Neuro- und Axogenesevorgänge von entscheidender Bedeutung, und es liegt nahe, dass diese Kontakte auch bei diesen Prozessen im peripheren olfaktorischen Epithel eine wichtige Rolle spielen. Um Untersuchungen zur Ausbildung und zu möglichen Funktionen von Kontakten zwischen olfaktorischen Gliazellen und olfaktorischen Neuronen auch in vitro zu ermöglichen, wurden Primärkulturen von olfaktorischen Gliazellen etabliert und erste Experimente zur Charakterisierung der Kulturen bezüglich ihrer Homogenität sowie bezüglich verschiedener in vivo gefundener Eigenschaften, wie die Expression von Kontaktproteinen und die Produktion des ciliary neurotrophic factor (CNTF) in Einzelkulturen und in Kokulturen mit olfaktorischen Neuronen durchgeführt.…
• Tight and adherens junctions between neurons, epithelial and glial cells provide barrier and adhesion properties in the olfactory epithelium, and subserve functions such as compartmentalization and axon growth in the fila olfactoria. Immunofluorescence and immunoelectronmicroscopy were combined in sections of rat olfactory epithelium and fila olfactoria to document the cellular and subcellular localization of tight junction proteins occludin, claudins 1-5 and zonula occludens proteins (ZO) 1-3, and of adherens junction proteins N-cadherin,Tight and adherens junctions between neurons, epithelial and glial cells provide barrier and adhesion properties in the olfactory epithelium, and subserve functions such as compartmentalization and axon growth in the fila olfactoria. Immunofluorescence and immunoelectronmicroscopy were combined in sections of rat olfactory epithelium and fila olfactoria to document the cellular and subcellular localization of tight junction proteins occludin, claudins 1-5 and zonula occludens proteins (ZO) 1-3, and of adherens junction proteins N-cadherin, E-cadherin, and alpha-, beta- and p120-catenin. With the exception of claudin 2, all tight junction proteins were colocalized in olfactory epithelium junctions. Differences in relative immunolabeling intensities were noted between neuronal and epithelial tight junctions. In the fila olfactoria, claudin 5-immunoreactivity (-ir) was localized in olfactory ensheathing cell junctions, claudin 1-reactivity in the periphery of the fila olfactoria, with differential colocalization with zonula occludens proteins. Supporting cells formed N-cadherin-ir adherens junctions with olfactory sensory neurons, E-cadherin-ir junctions with microvillar and gland duct cells, and both N-cadherin and E-cadherin-immunoreactive junctions in homotypic contacts. Alpha, beta- and p120-catenin were localized in all adherens junctions of the olfactory epithelium. In dependency of their maturation state olfactory neurons formed differential amounts of adherens junctions. In the fila olfactoria, adherens junctions were documented between olfactory ensheathing cells, between olfactory ensheathing cells and axons, and between axons. Most adherens junctions colocalized N-cadherin with catenins, occasionally E-cadherin-ir adherens junctions were found in the periphery of the fila olfactoria. Characteristics of molecular composition suggest differential properties of tight junctions formed by neuronal, epithelial and glial cells in the olfactory epithelium and fila olfactoria. The presence and molecular composition of adherens junctions are consistent with a role of adherens junction proteins in neuroplastic processes in the peripheral olfactory pathway. Primary cultures of olfactory ensheathing cells as well as cocultures of olfactory ensheathing cells and olfactory neurons have been established to investigate the development and function of contacts observed in the in vivo system. Additionally, the expression of the ciliary neurotrophic factor (CNTF) has been analyzed in this cell culture system.…