Abstract
Keratinozyten sind der am häufigsten vorkommende Zelltyp in der Epidermis, der oberflächlichsten Schicht der Haut. In der Vergangenheit dachte man, dass sensorische Neuronen, die die Epidermis innervieren, die ausschließlichen Erkenner und Übermittler von Umweltreizen sind. Jüngste Arbeiten aus unserem Labor und von anderen haben jedoch gezeigt, dass Keratinozyten auch für die normale Mechanotransduktion und mechanisch ausgelöste Verhaltensreaktionen bei Mäusen entscheidend sind. Hier haben wir untersucht, ob die Aktivität der Keratinozyten auch für ein normales Kälte- und Wärmeempfinden erforderlich ist. Zunächst beobachteten wir die kälteinduzierte Aktivität in Keratinozyten von Maus, Ratte, überwinterndem 13-linigen Erdhörnchen und Mensch und stellten fest, dass die keratinozytäre Kälteaktivität bei allen Säugetierarten konserviert ist. Als nächstes haben wir mit Hilfe von transgenen Mausgeweben und pharmakologischen Werkzeugen festgestellt, dass die keratinozytären Kältereaktionen die Freisetzung von intrazellulärem Kalzium durch ein oder mehrere unbekannte kälteempfindliche Proteine erfordern. Diese kälteinduzierte Keratinozytenaktivität ist für ein normales Kälteempfinden erforderlich, da eine optogenetische Hemmung der epidermalen Zellen die reflexiven Verhaltensreaktionen auf Kältereize reduziert. Die Hemmung der Keratinozyten verringerte auch reflexive Verhaltensreaktionen auf Hitzereize. Schließlich konnten wir zeigen, dass die epidermale ATP-P2X4-Signalübertragung für das normale Kälte- und Wärmeempfinden erforderlich ist. Basierend auf diesen Daten und unseren früheren Erkenntnissen ist die keratinozytäre purinerge Signalübertragung ein modalitätskonserviertes Verstärkungssystem, das für eine normale Somatosensation in vivo erforderlich ist.