Einzelne Claudin-Proteine werden im Allgemeinen entweder als barrierebildende oder porenbildende (kanalbildende) Claudine klassifiziert, je nachdem, ob ihre Expression die Permeabilität erhöht oder verringert. So führt eine Überexpression von Claudin-1 und 4 in MDCK-Epithelzellen zu einer verringerten Permeabilität (Van Itallie C et al. 2001).
Eine Verringerung der Claudin-1-Expression in menschlichen Hautkeratinozyten führt zu einer erhöhten Permeabilität der Epithelien, was auf eine Störung der Barrierefunktion hinweist (Yamamoto T et al. 2008; De Benedetto A et al. 2011). Daher werden Claudin-1 und Claudin-4 als Barriere-Claudine eingestuft. Andere Barriere-Claudine sind die Claudine 5, 6, 8, 9, 11, 15 und 19. Durch die Überexpression von Claudin-6 wird auch die Expression anderer Claudine herunterreguliert, was auf eine negative Rückkopplungsschleife zwischen vorhandenen Claudinen und der nachfolgenden Claudinexpression schließen lässt.
Claudin-4 beispielsweise ist ein prototypisches barrierebildendes Claudin das die parazelluläre Permeabilität durch einen bisher unbekannten Mechanismus verringert. Claudin-4 hemmt selektiv den Fluss über Kationenkanäle, die von den Claudinen 2 oder 15 gebildet werden. Der durch Claudin-4 verursachte Verlust der Claudin-Kanalfunktion geht mit einer verringerten Verankerung und anschließender Endozytose porenbildender Claudine einher. Analysen in nichtepithelialen Zellen zeigen, dass Claudin-4 zwar nicht zur unabhängigen Polymerisation fähig ist, jedoch andererseits Polymerstränge und höherwertige Netzwerke zerstört, die von den Claudinen 2, 7, 15 und 19 gebildet werden. Dieser Prozess der Interclaudin-Interferenz, bei dem ein Claudin höherwertige Strukturen und Kanäle zerstört, die von einem anderen Claudin gebildet werden, stellt einen bisher unbekannten Mechanismus der Barriereregulierung dar (Shashikanth N et al. 2022).
In Claudin-6 überexprimierenden Mäusen zeigt die Epidermis auch eine abnorme Expression von Differenzierungsmarkern wie Keratin 1, Filaggrin, Loricrin und Involucrin (Turksen K et al. 2002).
Interleukin-33 reduziert die Expression von Filaggrin und Claudin-1. Dies führt zu einer Reduktion der Barrierefunktion der Haut. Die Zerstörung der Barriere führt jedoch zur perkutanen Exposition gegenüber Allergenen oder zur Freisetzung von Interleukin-33 (IL-33). Somit ist IL-33 ein gemeinsamer Ansatzpunkt für den Juckreiz-Kratz-Zyklus der atopischen Dermatitis (Imai Y 2019). Bemerkenswerterweise führt ein Filaggrin-Gen -Knockdown mit einem reduzierten Level nicht nur von Keratin 10 sondern auch von den TJ- Proteinen ZO-1, Claudin-1 und Occludin. Parallel kommt es zu einem Anstieg von Cysteinproteasen, die wiederum TJ-Proteine degradieren können (Wang et al. 2017).
Neben ihren Funktionen und ihrer Expression in Epithelgeweben wurden Claudine auch in gewebespezifischen Verteilungen im Endothel identifiziert. So exprimieren beispielsweise Endothelzellen des menschlichen Gehirns und der Maus die Claudine 3, 5 und 12, während Endothelzellen der Niere die Claudine 5 und 15 exprimieren.