Nährstoffmangel und Zellhaftung beeinflussen die Musterbildung von Hautkeratinozyten

BerlinForscher der Hokkaido-Universität haben entdeckt, dass Zelladhäsion und Nährstoffmangel Muster in Hautzellen verursachen. Durch die Nutzung einer kontinuierlichen Keratinozyten-Zelllinie namens HaCaT beobachteten sie die natürliche Bildung von Bereichen mit sowohl hoher als auch niedriger Zelldichte in den Kulturen.

Wichtige Erkenntnisse:

• Keratinozyten bewegten sich zufällig und bildeten spontan Regionen mit hoher und niedriger Dichte.
• Die Musterbildung wurde verdeckt, wenn das Kulturmedium erneuert wurde, tauchte jedoch wieder auf, als die Nährstoffe verbraucht waren.
• Die Genexpression in den hochdichten Regionen zeigte eine Hochregulation von Zelladhäsions- und Differenzierungsproteinen.
• Adhärenzmoleküle (z.B. E-Cadherin und Aktin) waren in den hochdichten Regionen an interzellulären Verbindungen lokalisiert.

Die Studie zeigt, dass ein Mangel an Nährstoffen und eine starke Zelladhäsion die Zellorganisation beeinflussen. Bei geringem Nahrungsangebot konzentrierten sich Hautzellen mehr darauf, zusammenzuhalten und Muster zu bilden, anstatt sich eigenständig zu bewegen. Dies zeigt, dass sie eher als Gruppe agieren. Diese Erkenntnis hilft uns, die Zellorganisation in der Haut zu verstehen und könnte auch auf andere Gewebe zutreffen.

Lesen Sie auch:

Heute · 20:17

Neuentdeckung: Methanthiol verstärkt die kühlende Wirkung der Meeresemissionen auf das Klima

Das Team überprüfte seine Ergebnisse mit einem mathematischen Modell. Dieses Modell zeigte, dass eine gleichmäßige Verteilung und Stress zusammen mit starker Zelladhäsion allein ausreichen, um diese Dichtemuster zu erzeugen. Dies stützt die Theorie, dass Zelladhäsion genügt, um organisierte Muster zu schaffen und eröffnet damit neue Ansätze zur Untersuchung des Zellverhaltens in epithelialem Gewebe.

Diese Muster beeinflussten auch das Wachstum und die Entwicklung von Zellen und halfen uns zu verstehen, wie Hautschichten entstehen. Die Studie zeigte, dass eine unzureichende Nährstoffversorgung bei Mäusen die Hautbildung verändern kann, was darauf hindeutet, dass weitere Forschung notwendig ist, um zu untersuchen, wie Nährstoffe die Zellentwicklung beeinflussen.

Diese Studie untersucht Keratinozyten, wirft jedoch größere Fragen auf, ob ähnliche Prozesse auch in anderen Zelltypen und Geweben ablaufen. Könnten Nährstoffmangel und Zelladhäsion entscheidende Faktoren für die Zellorganisation in verschiedenen biologischen Kontexten sein? Zukünftige Forschung wird wahrscheinlich mehr Variablen testen, um zu verstehen, wie sich Zellen entwickeln und zusammenarbeiten, um Gewebe zu formen und zu erhalten.