Zellhaufen

Zellhaufen (Plural Zellhaufen) bezeichnet in der Biologie eine Ansammlung von Zellen, die zu einer kompakten Einheit zusammengewachsen oder zusammenlagern. Zellhaufen können einheitliche Zelltypen umfassen oder aus Mischzelltypen bestehen und treten in Geweben, in Kultursystemen oder während der Embryonalentwicklung auf. Die Bezeichnung betont die räumliche Gruppierung als Einheit, unabhängig von ihrer spezifischen Gewebeorganisation.

Bildung und Mechanismen: Zelladhäsion, vor allem Cadherine und Integrine, sowie mechanische Randbedingungen fördern die Aggregation. Die Differentialadhäsionshypothese von Steinberg beschreibt, wie Zellen mit unterschiedlichen Adhäsionsstärken sortiert werden und so Haufen bilden. Motilität, Matrixbedingungen und Signaling beeinflussen Größe, Form und Zusammensetzung der Zellhaufen. In vitro können Zellen in Suspension zu 3D-Strukturen wie Sphäroiden oder Organoiden zusammenfinden, die als Modelle für Gewebe dienen.

Anwendungsbeispiele: In der Zellkultur bilden viele Zelltypen Zellhaufen, wenn Zellen aggregieren; solche Strukturen dienen als Modelle für Gewebeentwicklung, Pharmacokinetics und Tumorbiologie. In der Krebsforschung werden Tumorzellhaufen oder Tumor-Sphäroide verwendet, da sie oft ein realistischeres Metastasepotenzial widerspiegeln als einzelne Zellen. In der Embryonalentwicklung spielen Zellhaufen eine Rolle bei der ersten Zellmigration und der Bildung frühembryonaler Strukturen.

Unterscheidung: Zellhaufen unterscheiden sich von Biofilmen, da letztere mikrobielle Gemeinschaften mit extrazellulärer Matrix sind, wohingegen Zellhaufen zelluläre Aggregationen tierischer oder pflanzlicher Zellen darstellen. Methoden zur Analyse umfassen Mikroskopie, Farbstoffmarkierungen, Zeitrafferbeobachtung und gegebenenfalls Einzelzeller- oder Cluster-Analysen.