Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Charakterisierung von Chloridströmen über das proximale Colon bei CftrTgH(neoim)1Hgu congenen Mäusen

Bleich, Eva-Maria

It was the aim of the present study to investigate chloride secretion across the proximal colon in CftrTgH(neoim)1Hgucongenic mice. Stripped epithelia were incubated in Ussing chambers and electrophysiological data were compared between CF-animals and WT-animals. In comparison with the control animals all CftrTgH(neoim)1Hgucongenic mice had a distinctly reduced basal chloride secretion. A reduced chloride secretion was also measured after stimulation with carbachol and forskolin. When comparing chloride secretion across the proximal colon between WT-animals, all epithelia from these mice showed the same pattern in response to the drugs but clear quantitative differences. This finding is another example for the diversity of different mouse strains. Likewise, all CF-animals showed the same pattern in reaction to the drugs and there was no distinct difference that lasted for the whole measurement period. This implies that the genetic background in the CF-animals had no influence on the phenotype of colonic chloride secretion. Furthermore, CF/1 mice, CF/3 mice and F1 hybrids were identical regarding chloride secretion across the proximal colon, indicating that chloride secretion was not influenced by a heterosis effect. DIDS which blocks calcium-activated chloride channels reduced the short circuit current response to carbachol by about 23%. This result which was obtained in BALB/c-CftrTgH(neoim)1Hgu mice indicates that alternative chloride channels might be present in the proximal colon of these mice. In contrast to the CF-mice there was no evidence for alternative chloride conductances in BALB/c WT-animals. In WT-mice a higher chloride secretion via Cftr-channels may have masked the alternative chloride secretion. Carbachol also induced a calcium-activated chloride current during cAMP-stimulated chloride secretion induced by forskolin. The level of this calcium-activated chloride current was not influenced by forskolin. These data are in contrast with a previous investigation by SMITH et al. in 1995 where no calcium-activated chloride current was identified in the proximal colon of mice carrying the CftrTgH(neoim)1Hgumutation. Resuming the data, all animals with the mutation CftrTgH(neoim)1Hguseem to be equally suited for CF-research. The present study has brought evidence for alternative calcium-activated chloride secretion in the BALB/c-CftrTgH(neoim)1Hgu strain. In further studies, calcium-activated chloride channels should also be investigated in other congenic CF strains, since congenic CF-strains might differ in the expression of alternative chloride secretion.

In der vorliegenden Arbeit sollte die Chloridsekretion im proximalen Colon von CftrTgH(neoim)1Hgucongenen Mäusen untersucht werden. Mit Hilfe der Ussing-Kammer-Technik wurde die Chloridsekretion über gestrippte Epithelien elektrophysiologisch gemessen und CF- sowie WT-Tiere in ihrer Reaktion auf verschiedene Stimuli und Blocker der Chloridsekretion miteinander verglichen. Es konnte gezeigt werden, daß alle CftrTgH(neoim)1Hgucongenen Mäuse im Vergleich mit den jeweiligen Wildtyp-Stämmen eine deutlich reduzierte Chloridsekretion aufwiesen, sowohl basal als auch nach Stimulation mit Carbachol und Forskolin. Beim Vergleich der Wildtyp-Stämme ergaben sich deutliche Unterschiede zwischen den Stämmen bei gleichem Reaktionsmuster der Chloridsekretion im proximalen Colon. Diese sind ein weiteres Beispiel für die in der Literatur beschriebene Diversität der Stämme. Die CF-MŠuse zeigten ebenfalls ein gleiches Reaktionsmuster der Chloridsekretion. Geringe Untrschiede zwischen den Gruppen waren nur an einzelnen wechselnden Punkten der Meßperiode zu sehen. Damit ergaben sich keine Hinweise für einen Einfluß des genetischen Hintergrundes auf den Phänotyp der Chloridsekretion im proximalen Colon. Auch konnte kein Heterosiseffekt für die F1-Generation in Bezug auf die Chloridsekretion im proximalen Colon im Vergleich mit den CF/1- und CF/3-Tieren nachgewiesen werden, da wahrscheinlich die genetische Diversität zwischen diesen beiden Stämmen nicht groß genug ist. Durch die Blockierung Calcium-abhängiger Chloridkanäle mit DIDS konnte die Antwort des Kurzschlußstroms auf Carbachol um 23% veringert werden. Diese gewonnenen Ergebnisse geben Hinweise auf alternative Chloridkanäle im proximalen Colon der BALB/c-CftrTgH(neoim)1Hgu-Mäuse. Bei den BALB/c-WT-Tieren ergab sich mit DIDS kein Hinweis auf eine alternative Chloridleitfähigkeit. Wahrscheinlich wird die alternative Calcium-abhängige Chloridsekretion bei den WT-Tieren von der Chloridsekretion durch Cftr-Kanäle überlagert und damit maskiert. Auch während einer durch Forskolin hervorgerufenen cAMP-stimulierten Chloridsekretion konnte eine Calcium-abhängige Chloridsekretion durch Carbachol induziert werden. Die Höhe des Calcium-abhängigen Chloridstroms wurde hierbei nicht durch die Forskolingabe beeinflußt. Diese Daten stehen im Gegensatz zu den Untersuchungen von SMITH et al., die 1995 an Tieren mit der Mutation CftrTgH(neoim)1Hgu erhoben wurden und bei denen generell keine Calcium-abhängige Chloridsekretion im proximalen Colon ausgelöst werden konnte. Zusammenfassend gesehen sind alle Tiere mit der Mutation CftrTgH(neoim)1Hgu hinsichtlich der Chloridsekretion im proximalen Colon sehr ähnlich, so daß sich alle hier untersuchten Stämme als gut geeignet für die CF-Forschung darstellen. Zur Zeit bestehen durch die vorliegende Arbeit nur bei dem BALB/c-CftrTgH(neoim)1Hgu-Stamm Hinweise auf alternative Calcium-abhängige Chloridkanäle. Die anderen congenen CF-Stämme sollten in dieser Richtung weiter untersucht werden, um etwaige Unterschiede zwischen den congenen CF-Stämmen hinsichtlich der alternativen Calcium-abhängigen Chloridsekretion abzuklären.

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Bleich, Eva-Maria: Charakterisierung von Chloridströmen über das proximale Colon bei CftrTgH(neoim)1Hgu congenen Mäusen. Hannover 2004. Tierärztliche Hochschule.

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