Morphologische und funktionelle Untersuchung von FFAR2 und FFAR3 im Modelltier Sus scrofa in vivo und in vitro

Abstract

Der menschliche Darm nimmt eine besondere Rolle in der Aufrechterhaltung des Lebens ein. Er ist für die essentielle Nährstoffaufnahme verantwortlich, die jedoch auch mit einer Exposition gegenüber diversen äußeren Einflüssen einhergeht. Dazu zählen Bakterien, Toxine und andere Fremdstoffe, die mit der Nahrung aufgenommen werden. Für ein besseres Verständnis dieser Interaktionen werden Untersuchungsmodelle benötigt, welche die in vivo Verhältnisse bestmöglich abbilden. Die porcine IPEC-J2 Zelllinie jejunalen Ursprungs weist bei Kultivierung ein hohes Maß an Vergleichbarkeit mit dem Epithel in vivo auf. Aufgrund dessen wurden in dieser Arbeit verschiedene Modifizierungen der Kultivierung von IPEC-J2 angewandt, um die intestinalen epithelialen Gegebenheiten besser in vitro zu simulieren. Dazu gehört die Air-Liquid- Interface-Kultivierung (ALI), die über eine verbesserte zelluläre Sauerstoffversorgung zu einer erhöhten Differenzierung führt. Dies sollte einen vermehrt oxidativen Stoffwechsel fördern, was anhand verschiedener Zellatmungsparameter sowie RNA-Untersuchungen relevanter Gene erfasst wurde. Der Einfluss des intestinalen Mikrobioms auf den Menschen steht immer mehr im Interesse der Forschung. Den bakteriell produzierten kurzkettigen Fettsäuren (SCFA) werden antiinflammatorische sowie weitere potentiell therapeutisch relevante Gesundheitsvorteile zugesprochen. Deshalb wurde in dieser Arbeit auch der Zusatz der auf Epithelzellen des Darms in vivo einwirkenden SCFA Propionat, analog zur ALIKultivierung, sowie die SCFA-Rezeptoren FFAR2 und 3 in vivo und vitro, untersucht. Anhand der Messung der extrazellulären Ansäuerung kann in dieser Dissertation gezeigt werden, dass die ALI-Kultivierung und auch der Zusatz von Propionat den oxidativen Metabolismus fördert. Die Untersuchung der FFAR2/3-Expression erbrachte neue Erkenntnisse zur bisher kaum erforschten Verteilung der Rezeptoren in der Darmwand, insbesondere im enterischen Nervensystem sowie in intestinalen Gefäßen.