Zellverteilung

Zellverteilung beschreibt die räumliche Anordnung von Zellen in einer Gewebeprobe oder einem Organ. Sie umfasst Dichte, Abstände und Muster der Zellen sowie deren Variation innerhalb eines Gewebes und kann sich auf mikroskopische Felder oder ganze Organabschnitte beziehen.

Zellverteilungen lassen sich in Typen einteilen: zufällig, gleichmäßig (uniform), oder clusterartig (geballt). In vielen Geweben entstehen charakteristische Muster durch Entwicklung, Zellwanderung, Proliferation und Adhäsion; in der Gehirnrinde etwa schichtweise Anordnung oder in der Leber die Zonation im Sinne von Funktionsbereichen.

Treiber der Verteilung sind Zellproliferation, Migration, Tod, Zelladhäsion, chemotaktische Signale, Wachstumsfaktoren und mechanische Kräfte. Die extrazelluläre Matrix sowie Gewebestruktur schaffen physische Grenzen, die Abstände und Nachbarschaften zwischen Zellen beeinflussen.

Zur Analyse werden Bildgebung (Licht- oder Fluoreszenzmikroskopie, Konfokalmikroskopie oder 3D-Bildgebung) und histologische Gewebeschnitte genutzt. Zellen werden segmentiert und ihre Koordinaten erfasst; anschließend kommen räumliche Statistiken zum Einsatz (z. B. Dichtekartierung, nächstgelegene Nachbarn, räumliche Autokorrelation, Ripley-K-Funktion).

Anwendungen: Verständnis der Gewebeorganisation, Entwicklung, Immunbiologie, Onkologie (Tumor-Mikroumgebung), Neurowissenschaften und Gewebetechnik.

Herausforderungen: 2D-Betrachtung kann 3D-Verteilung verzerren; Probenpräparation, Auflösung, Sektionsverzerrungen; Variation zwischen Individuen. Dennoch liefern Zellverteilungsanalysen zentrale Einsichten in Gewebearchitektur.