Darstellung und Charakterisierung von Mastzell-Vorläuferzellen in der Maus unter physiologischen und pathophysiologischen Bedingungen

Die Entwicklung der Mastzelle von der Hämatopoese bis zur adulten Zelle ist immer noch Grundlage vieler Diskussionen. In verschiedenen in vitro und in vivo Experimenten konnte zwar gezeigt werden, dass die Mastzelle eine eigenständige hämatopoetische Zellreihe besitzt, jedoch existieren noch viele Unklarheiten. Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine in vivo Methode darzustellen, die die Entstehung und das Verteilungsmuster der Mastzellen und Mastzellvorläuferzellen unter physiologischen und pathophysiologi-schen Bedingungen abbilden kann. Es wurde das Knochenmark einer CD45.2+ Mausreihe bestrahlt und zerstört, um das Knochenmark mit Knochenmarkzellen von CD45.1+ Mäusen zu rekonstituieren. Die Knochenmark-rekonstituierten Mäuse wurden in drei Gruppen unterteilt: in eine Kon-trollgruppe und in zwei Gruppen, in denen die Mäuse einem mastzellaktivierenden Reiz ausgesetzt wurden. Zur Aktivierung der Mukosa-assoziierten Mastzellen wurde Natrium-Dextransulfat (dextran sulfate sodium salt, reagent grade, DSS) in das Trinkwasser ge-geben, als Reiz für die Hautmastzellen wurde Phorbol-12-Myristat-13-Azetat (phorbol 12 myristate 13 acetate, PMA) auf die Haut aufgetragen. Nach der Behandlung wurden den Mäusen Proben von Knochenmark, Blut, Haut, Milz, und Darm entnommen, sowie eine peritoneale Lavage durchgeführt. Die Proben wurden mittels Durchflusszytometrie ana-lysiert. Es konnte gezeigt werden, dass die erarbeitete Sechsfach-FACS-Färbung zusammen mit einer Dreifach-FACS-Färbung und den histologischen Schnitten das Verteilungs-muster der Mastzellvorläufer abbilden kann und somit eine zu etablierende Färbung für weitere Experimente in der Durchflusszytometrie sein kann. Es konnte in diesem in vivo Experiment bestätigt werden, dass die Mastzellen und die Mastzellvorläufer aus dem Knochenmark stammen. Unter den pathophysiologischen Reizen konnte gezeigt werden, dass es zu einer erhöhten Zellzahl von CD45.2+ Zellen, also nicht transplantierten Zellen, in den Organen Haut, Milz und peritonealer Lavage kommt. Ob diese Darstellung belegt, dass gewebeständige Stammzellen, die während der Bestrahlung geruht haben, unter einem adäquaten Reiz sich zu Mastzellvorläufer-zellen differenzieren und dann auch in andere Organe einwandern, war nicht die grund-legende Fragestellung dieser Arbeit und muss Grundlage weiterführender Experimente sein.The formation path of the mast cell from hematopoiesis to adult cell is still debated in literature. In vitro and in vivo studies show that mast cells follow a discrete hematopoietic cell line. However, many points still are unclear. The goal of the present work is to develop an in vivo method for investigating mast cells. Its aim is to depict the distribution pattern of mast cells and mast cell progenitors under physiological and pathophysiological con-ditions. Therefore, the complete bone marrow of CD45.2+ mice was destroyed via irradiation. The mice were then reconstituted with bone marrow of CD45.1+ mice. The reconstituted mice were divided in three groups of equal size: an untreated control group and two groups treated with mast cell activating stimuli, respectively. For activating mucosa-associated mast cells, one group was treated with drinking water containing dextran sulfate sodium salt (DSS). The skin on the back and the ears of the mice in the second group was treated with phorbol 12 myristate 13 acetate (PMA) in order to activate mast cells in the skin. At the end of the experiment all mice were killed, and samples were collected from bone marrow, blood, skin, spleen, and intestine. In addition, peritoneal lavage was carried out. All samples were analysed by fluorescence-activated flow cytometry. The present work demonstrates that the developed six-fold FACS staining in combination with a three-fold FACS staining and histological sections is actually able to depict the distribution pattern of mast cell progenitors. Therefore, the method can be used as base for further experiments in this field. The bone marrow is confirmed as origin of mast cells and mast cells progenitors by the results of the presented in vivo experiments. The results also show an increase in the numbers of CD45.2+ cells, i. e. non-transplanted cells, in skin, spleen, and peritoneal lavage after mast cell activating stimuli. Within the scope of the present work it can’t be evaluated whether these cells originate from tissue-bound stem cells. Such dormant cells could have survived the irradiation. The applied stimuli could then have initiated the dif-ferentiation of these cells into mast cell progenitors. Answering this question was not part of the design of the present work. Finding the answer should be the base of future exper-iments