Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Immunhistochemische und biochemische Untersuchungen zur Expression von epithelialen Keratinen in klinisch unveränderter Pferdehaut und Fußhaut von Kaltblutpferden mit Warzenmauke-Syndrom

Frase, Renate

Initially nine antibodies directed against the human keratins (K) K1, K6, K9, K13, K16, K17, K19 and K20, respectively, were examined by western blotting after one-dimensional SDS-PAGE and immunohistochemistry on skin samples and other horse tissues (intestine, oesophagus, pharynx, trachea, lung, urinary bladder) for their cross-reactivity with the homologous equine keratins. Thereafter the immunohistochemical reaction patterns of the cross-reactive antibodies as well as those of antibodies against K5/6/(4), K10 and K14 showing cross-reactivity with equine keratins as established earlier, were determined in the epidermis, hair follicle sheaths and glands of skin samples from the neck and the pasterns of ten warm blood horses and compared with those observed in human skin. Skin samples from the neck and the pasterns of 51 heavy draft horses, 47 of which suffering from verrucous pastern dermatitis syndrome, were examined immunohistochemically concerning the epidermal expression of K6 and K16. The cross-reactivity of the nine antibodies examined varied considerably. The antibodies against E3 against K17 and RCK 108 against K19 showed no cross-reaction with any equine tissue, while those against human K6 (LHK6B) and K16 (LL025) appeared to cross-react specifically with the equine homologous keratins. The antibody 34ßB4 against K1 proved to be moderately sensitive, but specific for equine K1. In equine tissue the target epitope of the antibody Ks20.8 against K20 displayed a tissue distribution pattern similar to that of K8/K18 in humans. The antibody-mix Ks9.70+Ks9.210 against K9 reacted in horse skin moderately sensitive with a heterologous keratin, probably K19, while the polyclonal antibody against K9 HK9-Ty1 reacted with several keratins and probably other intermediate filaments. The antibody Ks1A3, which is supposed to be specific for human K13, surprisingly showed cross-reactivity with other keratins, probably with K15 and others, in human skin and horse tissues. The immunohistochemical staining pattern of all antibodies used was identical in normal skin from the neck and the pasterns. In comparison to human skin, however, the staining pattern of some antibodies showed minor variations which probably have to be ascribed to minor species-specific differences in the expression patterns of some keratins (D5/16B, LHK6B, LL020) or cross-reactivities with additional heterologous keratins (Ks9.70+Ks9.216, Ks1A3, Ks20.8). In comparison to normal skin from the neck and the pasterns of heavy draft horses, the samples from diseased foot skin immunohistochemically showed a significantly increased epidermal expression of K6 and K16, with a tendentious increase in relation to the histological degree of epidermal hyperplasia. As in humans and other mammalian species, the epidermal expression of K6 and K16 in equine skin is probably induced by growth factors like EGF and TGF-alpha and proinflammatory cytokines like TNF-alpha, IFN-gamma and IL-1. Together with the changes in the epidermal expression of the keratins K5/6/(4), K10 and K14 in diseased foot skin of heavy draft horses with verrucous pastern dermatitis syndrome, the changes in the keratin expression observed correspond to the phylogenetically conserved keratin expression pattern characteristic of wound healing and other inflammatory and proliferative skin diseases in mammalian species.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden zunächst neun gegen die Keratine (K) K1, K6, K9, K13, K16, K17, K19 bzw. K20 des Menschen gerichtete Antikörper mittels Western blot nach eindimensionaler SDS-PAGE und immunhistochemischer Versuche an Haut und anderen Geweben vom Pferd (Darm-, Oesophagus-, Rachen-, Tracheaschleimhaut, Harnblase, Lunge) bezüglich ihrer Kreuzreaktivität mit den homologen Keratinen des Pferdes untersucht. Anschließend wurde mit den kreuzreaktiven Antikörpern sowie Antikörpern gegen die Keratine K5/6/(4), K10 und K14, deren Kreuzreaktivität mit den homologen equinen Keratinen bereits bekannt war, immunhistochemisch das Verteilungsmuster der Zielepitope dieser Antikörper in der Epidermis, den Haarfollikelscheiden und Hautdrüsen in klinisch unveränderter Haut aus dem lateralen Hals- und Fesselbeugenbereich von zehn Warmblutpferden bestimmt und mit dem des Menschen verglichen. Die Hals- und Fußhaut von insgesamt 51 Kaltblutpferden unterschiedlicher Rassen, von denen 47 das Warzenmauke-Syndrom in Stadium I bis IV aufwiesen, wurde bezüglich der epidermalen Expression von K6 und K16 untersucht. Die Kreuzreaktivität der neun getesteten, gegen humane Keratine gerichteten Antikörper mit Keratinen des Pferdes variierte beträchtlich. Während die Antikörper E3 gegen K17 und RCK108 gegen K19 keinerlei Kreuzreaktivität mit equinem Gewebe zeigten, zeigten die Antikörper gegen K6 (LHK6B) und K16 (LL025) anscheinend eine spezifische Kreuzreaktion mit den homologen equinen Keratinen. Als mäßig sensitiv, aber spezifisch für equines K1 erwies sich der Antikörper 34ßB4. Das Zielepitop des Antikörpers Ks20.8 gegen K20 zeigte beim Pferd ein dem Expressionsmuster der Keratine K8/K18 ähnliches Verteilungsmuster. Der Antikörper-Mix Ks9.70+Ks9.210 gegen K9 reagierte beim Pferd mäßig sensitiv mit einem Epitop auf einem 40 kDa Protein mit ähnlichem Expressionsmuster wie das K19 des Menschen, während der polyklonale Antikörper HK9-Ty-1 gegen K9 anscheinend sowohl mit verschieden Keratinen als auch anderen Intermediärfilamenten kreuz reagierte. Der angeblich für das K13 des Menschen spezifische Antikörper Ks1A3 zeigte überraschenderweise sowohl in menschlicher Haut als auch in Geweben des Pferdes Kreuzreaktionen mit weiteren Keratinen, vermutlich K15 und anderen. Das Reaktionsmuster aller getesteten Antikörper in unveränderter Pferdehaut vom Hals und der Fesselbeuge war in beiden Körperregionen identisch. Im Vergleich mit der Haut des Menschen ergaben sich im Reaktionsmuster einiger Antikörper hingegen geringgradige Abweichungen, die vermutlich auf geringe tierartliche Unterschiede im Expressionsmuster der Keratine (D5/16B4, LHK6B, LL002) bzw. auf zusätzliche Kreuzreaktionen mit heterologen Keratinen (Ks9.70+Ks9.216, Ks1A3, Ks20.8) zurückzuführen sind. Immunhistologisch wiesen die Fußhautproben von Kaltblutpferden mit Warzenmauke-Syndrom im Vergleich zu unveränderter Fuß- und Halshaut von Kaltlutpferden in der Epidermis eine deutlich erhöhte und tendentiell mit dem Grad der epidermalen Hyperplasie zunehmende suprabasale Expression von K6 und K16 auf. Die Induktion der epidermalen Expression von K6 und K16 ist vermutlich in Analogie zum Menschen und anderen Säugetieren auf die Einwirkung der Wachstumsfaktoren EGF und TGF-alpha oder der proinflammatorischen Zytokine TNF-alpha, IFN-gamma und IL-1 zurückzuführen. Zusammen mit den bereits bekannten Veränderungen im epidermalen Expressionsmuster der Keratine K5/6/(4), K10 und K14 liegt somit in der Fußhaut von Kaltblupferden mit Warzenmauke-Syndrom ein phylogenetisch konserviertes, für Wundheilung und andere entzündliche und proliferative Hautveränderungen typisches Keratin-Expressionsmuster vor.

Quote

Citation style:

Frase, Renate: Immunhistochemische und biochemische Untersuchungen zur Expression von epithelialen Keratinen in klinisch unveränderter Pferdehaut und Fußhaut von Kaltblutpferden mit Warzenmauke-Syndrom. Hannover 2007. Tierärztliche Hochschule.

Rights

Use and reproduction:
All rights reserved

Export