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Desmoglein2 Regulates Claudin2 Expression by Sequestering PI-3-Kinase in Intestinal Epithelial Cells
(2021)
Inflammation-induced reduction of intestinal desmosomal cadherin Desmoglein 2 (Dsg2) is linked to changes of tight junctions (TJ) leading to impaired intestinal epithelial barrier (IEB) function by undefined mechanisms. We characterized the interplay between loss of Dsg2 and upregulation of pore-forming TJ protein Claudin2. Intraperitoneal application of Dsg2-stablising Tandem peptide (TP) attenuated impaired IEB function, reduction of Dsg2 and increased Claudin2 in DSS-induced colitis in C57Bl/6 mice. TP blocked loss of Dsg2-mediated adhesion and upregulation of Claudin2 in Caco2 cells challenged with TNFα. In Dsg2-deficient Caco2 cells basal expression of Claudin2 was increased which was paralleled by reduced transepithelial electrical resistance and by augmented phosphorylation of AKT\(^{Ser473}\) under basal conditions. Inhibition of phosphoinositid-3-kinase proved that PI-3-kinase/AKT-signaling is critical to upregulate Claudin2. In immunostaining PI-3-kinase dissociated from Dsg2 under inflammatory conditions. Immunoprecipitations and proximity ligation assays confirmed a direct interaction of Dsg2 and PI-3-kinase which was abrogated following TNFα application. In summary, Dsg2 regulates Claudin2 expression by sequestering PI-3-kinase to the cell borders in intestinal epithelium.
Pemphigus vulgaris (PV) ist eine blasenbildende Autoimmunerkrankung, die durch Autoantikörper gegen Dsg1 und Dsg3 gekennzeichnet ist. Der genaue Pathomechanismus, der zu einem PV-IgG vermittelten Verlust der interzellulären Adhäsion führt, ist noch unklar. Die Dsg3-Depletion und die Modulation von Signalkaskaden stellen hierbei kennzeichnende Merkmale der Erkrankung dar. Mit den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit ist eine bessere Einordnung der Dsg3-Depletion in den pathogenetischen Kontext von Pemphigus vulgaris möglich. Die Experimente zeigen, dass die Dsg3-Depletion von Differenzierungsprozessen abhängig ist und mit einem Adhäsionsverlust einhergehen kann. Die Hemmung der PKC verhindert hierbei sowohl die PV-IgG vermittelten Effekte in der Zellkultur als auch die Blasenbildung im Mausmodell in vivo und in humaner Haut ex vivo. Des Weiteren liefert die Arbeit neue Erkenntnisse, welche für die suprabasale Lokalisation der Blasenbildung bedeutsam sein könnten.