title: Die Expression zentralnervöser Antigene glialen Ursprungs im Mäuseösophagus
title: Murine Esophagus Expresses Glial-Derived Central Nervous System Antigens
Creators: name: Kapitza, Christopher
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2024
Subjects: subject: Autoantibodies
subject: Enteric Glia
subject: Enteric Nervous System
subject: Esophagus
subject: Dysphagia
subject: Multiple Sclerosis

description: Multiple sclerosis (MS) has been considered to specifically affect the central nervous system (CNS) for a long time. As autonomic dysfunction including dysphagia can occur as accompanying phenomena in patients, the enteric nervous system has been attracting increasing attention over the past years. The aim of this study was to identify glial and myelin markers as potential target structures for autoimmune processes in the esophagus. RT-PCR analysis revealed glial fibrillary acidic protein (GFAP), proteolipid protein (PLP), and myelin basic protein (MBP) expression, but an absence of myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG) in the murine esophagus. Selected immunohistochemistry for GFAP, PLP, and MBP including transgenic mice with cell-type specific expression of PLP and GFAP supported these results by detection of (1) GFAP, PLP, and MBP in Schwann cells in skeletal muscle and esophagus; (2) GFAP, PLP, but no MBP in perisynaptic Schwann cells of skeletal and esophageal motor endplates; (3) GFAP and PLP, but no MBP in glial cells surrounding esophageal myenteric neurons; and (4) PLP, but no GFAP and MBP in enteric glial cells forming a network in the esophagus. Our results pave the way for further investigations regarding the involvement of esophageal glial cells in the pathogenesis of dysphagia in MS.
description: Hintergrund und Ziele: Als Hauptmanifestationsort neurodegenerativer Autoimmunerkrankungen wie Multiple Sklerose (MS) wurde lange Zeit ausschließlich das zentrale Nervensystem (ZNS) verstanden. Diese wissenschaftliche Sichtweise wird jedoch den mannigfaltigen Symptomen, unter denen die überwiegende Mehrheit der Betroffenen leiden, nicht gerecht. Insbesondere gastrointestinale Symptome wie Dysphagie und Schluckstörungen, Gastroparese, Obstipationsneigung und Mastdarmstörungen ließen das enterische Nervensystem (ENS) mehr und mehr in den Fokus der Neurowissenschaft rücken [1,2]. So gelang es unter anderem potentielle Zielstrukturen für Autoimmunprozesse im ENS bei Untersuchungen des Dickdarms nachzuweisen [2]. Dabei wurde jedoch der obere Gastrointestinaltrakt (GI-Trakt) - und vor allem die Rolle des Ösophagus - bisher in den Untersuchungen eher vernachlässigt. Aus diesem Grund war das Ziel der vorliegenden Arbeit, potentielle Target-Strukturen für autoimmune Prozesse im ENS des Ösophagus zu identifizieren und ausgehend davon mögliche Erklärungen für die Pathophysiologie der Schluckstörungen bei MS-Patienten abzuleiten. Methoden: Um mögliche Zielstrukturen im ENS zu identifizieren, wurde zunächst gezielt im murinen Ösophagus nach dem Vorhandensein zentralnervöser Glia- und Myelinbestandteile gesucht, welche gleichzeitig bekannte Zielstrukturen im ZNS bei MS darstellen. Hierfür wurde initial eine RT-PCR-Analyse von sechs Mäuseösophagi mit einem zuvor selektierten Markerpanel durchgeführt. Zu diesem Markerpanel zählten das saure Gliafaserprotein (GFAP), das basische Myelinprotein (MBP), das Proteolipid-Protein (PLP), das Myelin- assoziierte Glykoprotein (MAG), das Oligodendrozyten-spezifische Protein (OSP) und das Myelin-Oligodendrozyten-Glykoprotein (MOG). So gelang es, die Markerauswahl für die immunhistochemischen Folgeuntersuchungen auf GFAP, MBP und PLP einzugrenzen, um die Expression der entsprechenden Marker auf Proteinniveau nachzuweisen. Hierfür wurden sowohl immunhistochemische Untersuchungen an Kryostatschnitten als auch an Wholemount-Präparaten etabliert und ausgewertet. Als Gewebegrundlage dienten hierfür 22 C57BL/6-Mäuse und jeweils drei Tiere transgener Mauslinien, welche sich durch eine Fluoreszenzprotein-Expression in PLP-positiven bzw. GFAP- und PLP-positiven Zellen auszeichneten. Ergebnisse und Beobachtungen: In den molekularbiologischen Untersuchungen konnte die Genexpression von GFAP, MBP und PLP im murinen Ösophagus detektiert werden. In den immunhistochemischen Folgeuntersuchungen gelang es zudem, die genannten Glia- und Myelinmarker auf Proteinebene nachzuweisen, und zwar in Form von (1) GFAP-/PLP- und MBP-positiven Schwannzellen in der quergestreiften Ösophagusmuskulatur und im Skelettmuskel (2) GFAP- und PLP-positiven, jedoch MBP-negativen, perisynaptischen Schwann-Zellen der motorischen Endplatten des Ösophagus und des Skelettmuskels (3) GFAP- und PLP-positiven, jedoch MBP-negativen, Gliazellen myenterischer ösophagealer Neurone und (4) PLP-positiven, jedoch GFAP- und MBP-negativen enterischen Gliazellen, welche den Ösophagus in seiner gesamten Länge netzwerkartig durchzogen. Schlussfolgerungen: Die vorliegende Arbeit konnte erstmalig das Vorkommen von ZNS-typischen Glia- und Myelinmarkern im Ösophagus nachweisen. Dabei konnten anhand des Expressionsmusters verschiedene Gliazelltypen im ENS des Ösophagus definiert werden. Da auch für perisynaptische Schwannzellen im Bereich der Ösophagusmuskulatur und myelinisierende Schwannzellen vagaler Nervenfasern die Expression jener Marker gezeigt werden konnte, gelang es erstmals neben dem ENS weitere potenzielle Zielstrukturen für autoimmune Prozesse zu charakterisieren. Ausgehend von diesen Befunden ist somit ein pathomechanistischer Zusammenhang zwischen Dysphagien bzw. Schluckstörungen und Schädigungen der beschriebenen Zellen im Rahmen von autoimmunen Prozessen denkbar. Daher sind weitere wissenschaftliche Anstrengungen notwendig, um die Übertragbarkeit vom Tiermodell auf den Menschen und den Pathomechanismus für Dysphagien im Rahmen autoimmuner neurodegenerativer Erkrankungen besser verstehen zu können.