Elektrophysiologische Untersuchungen an Zellkulturen des humanen Hornhautepithels

¹Mergler S., ²Dannowski H., ³Bednarz J., ³Engelmann K., ²Hartmann C., ²Pleyer U.,
¹Universitätsklinikum Charité, Campus Virchow, Med. Klinik m.S. Hepatologie & Gastroenterologie (Berlin)
²Humboldt-Universität zu Berlin, Charité Campus Virchow-Klinikum, Augenklinik (Berlin)
³Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde (Hamburg)

Hintergrund: Neben freien Radikalen kommt Ca²⁺ bei Apoptose-induzierten Abläufen eine wichtige Rolle zu. Es ist an der Regulation verschiedener zellulärer Funktionen und als sekundärer Botenstoff für viele Signaltransduktionswege entscheidend beteiligt. So werden über intrazelluläre Ca2+-Konzentration ([Ca²⁺]_i) Enzyme und die Ionenleitfähigkeit der Zellmembran reguliert. Bisher gibt es noch keine näheren Untersuchungen zu Ca²⁺ Kanälen im humanen Hornhautendothel (HCEC). Neben Ca²⁺ Kanalaktivitäten sollen Fibroblastenwachstumsfaktor (FGF)-vermittelte Ca²⁺ Antworten gemessen werden.
Methoden: Es wurden Primärzellkulturen aus humanem Hornhautendothel. sowie die Zelllinie HCEC-SV40 etabliert (Exp Eye Res. 1999; 69:547-553). Die Membranleitfähigkeiten wurden mit der Patch-Clamp-Technik (Pflügers Arch. 1981; 391:85-100) untersucht. [Ca²⁺]_i wurde durch Fluoreszenzfarbstoffe gemessen (J. Biol. Chem. 1985; 260: 3440-3450).
Ergebnisse: Ba²⁺ Einwärtsströme in HCEC-SV40 Zellkulturen zeigten Eigenschaften von L-Typ Strömen. Extrazelluläre Applikation von b-FGF (basic-FGF) (10 ng/ml) erhöhte [Ca²⁺]_i in HCEC (von 115 ± 3 nM; n = 5 nach 153 ± 3 nM; n = 6). In HCEC-SV40 war dieser Effekt noch deutlicher (von 108 ± 3 nM nach 177 ± 21 nM; beide n = 4). a-FGF (acidic-FGF) (10 ng/ml) führte in HCEC-SV40 zu einem ähnlichen Effekt, der durch den spezifischen L-Typ Ca²⁺-Kanalblocker Nifedipin (5 µM) vollständig inhibiert werden konnte. Auch eine Inaktivierung der FGF-Rezeptoren durch Tyrosinkinaseinhibitoren führte zu einem deutlich verminderten kapazitativen Ca²⁺ Einstrom (CCE).
Schlussfolgerungen: Wir konnten erstmals über Nifedipin L-Typ Ca²⁺ Kanalaktivitäten nachweisen. Die überwiegend Tyrosinkinase-sensitive Ca²⁺ Leitfähigkeit könnte mit einer hohen FGF-Rezeptordichte assoziiert sein. In HCEC-SV40 scheinen die FGF-Rezeptoren höher exprimiert zu sein als in primärkultivierten HCEC. Die gewonnenen Daten hinsichtlich der Ca²⁺ Leitfähigkeit könnten für eine Prüfung von Kultivierungs- und Konservierungsbedingungen von HCE Zellen herangezogen werden. Unterstützt durch DFG (PL 150/10-1).

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