Publikationsdatenbank

Moduliert mCLCA3 den pulmonalen Phänotyp der Mukoviszidose?
Pathomorphologische, -morphometrische und molekularbiologische Phänotypisierung eines neuen doppelt transgenen Lungen-Mausmodells für Mukoviszidose (2012)

Art

Hochschulschrift

Autor

Lange, Kathleen (WE 12)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag, 2012 — 213 Seiten

ISBN: 978-3-86387-378-3

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/12820

Kontakt

Institut für Tierpathologie

Robert-von-Ostertag-Str. 15
14163 Berlin
+49 30 838 62450
pathologie@vetmed.fu-berlin.de

Abstract / Zusammenfassung

Die Mukoviszidose als die häufigste letale angeborene Lungenerkrankung des Menschen wird durch Mutationen im CFTR-Gen hervorgerufen. Dadurch kommt es zu einer verminderten Chloridsekretion, einer erhöhten Natrium- und Wasserabsorption, einer Verminderung des Flüssigkeitsfilms auf der Atemwegsoberfläche, einer Dehydratation des Schleims in den Atemwegen, einer gestörten mukoziliären Reinigung mit einer Verlegung der Atemwege durch Schleim und einer starken Vermehrung von schleimproduzierenden Becherzellen. Für die Erforschung der Lungenpathologie ist ein transgenes Mausmodell am besten geeignet, bei dem der epitheliale Natriumkanal (ENaC) überexprimiert wird. Dieses Modell ist durch die Ausprägung des Mukoviszidose-typischen Lungenphänotyps gekennzeichnet. Der Phänotyp der Erkrankung wird nach heutigem Verständnis durch Modulatorgene beeinflusst, zu denen auch die Mitglieder der CLCA-Familie (Calcium-aktivierter Chloridkanal Regulator, engl. calcium-activated chloride channel regulator) gehören könnten. Um den Einfluss des Modulatorgens mCLCA3 bei der Maus auf den Lungenphänotyp der Mukoviszidose zu untersuchen, wurde ein neues, doppelt transgenes Mausmodell generiert, das sich durch die fehlende Expression von mCLCA3 (mCLCA3-knock-out, hier kurz: „m3-ko“) und die Überexpression von ENaC (ENaC-transgen, hier kurz: „ENaC-tg“) auszeichnet. Die in dieser Arbeit untersuchten Tiere zeigen den Mukoviszidose-typischen Lungenphänotyp. Es wurden vier Genotypen in zwei Altersgruppen (juvenil / 14 Tage alt, adult / 9 Wochen alt) vergleichend pathomorphologisch, -morphometrisch und molekularbiologisch charakterisiert. Dabei wurde der Genotyp ENaC-tg/m3-ko als zentraler Genotyp untersucht, während die Genotypen ENaC-tg/m3-wt, ENaC-wt/m3-ko, ENaC-wt/m3-wt als Vergleichs- bzw. als Kontrollgruppen dienten. Der ENaC-Status war dabei für den wesentlichen Phänotyp verantwortlich, während der mCLCA3-Status nur punktuell einen Einfluss als Modulator auszuüben schien.
Das phänotypische Bild der adulten Tiere des Genotyps ENaC-tg/m3-ko wurde dabei im Vergleich zu den Tieren des Genotyps ENaC-tg/m3-wt durch eine signifikant geringere Schleimmenge ( engl. mucus volume density) und eine abgeschwächte Becherzellhyperplasie im gesamten Respirationstrakt bei vergleichbarer Epithelzellhypertrophie und Entzündungsreaktion durch Makrophagen und neutrophile Granulozyten gekennzeichnet.
Der mCLCA3-knock-out schien daher im adulten Mausmodell einen gewissen phänotypischen Rescue-Effekt zu verursachen, der sich sowohl auf die Schleimmenge als auch sekundär auf die Becherzellhyperplasie in Form einer Milderung der pulmonalen Veränderungen auszuwirken schien.
In der juvenilen Altersgruppe zeigten sich bei den ENaC-tg/m3-ko Tieren im Vergleich zu den Tieren des Genotyps ENaC-tg/m3-wt vor allem die intraluminalen Mukusakkumulationen in der Trachea, die Becherzellhyperplasie im gesamten Respirationstrakt mit Ausnahme der Tracheamitte, die Epithelzellhypertrophie in der Trachea und den großen Bronchien sowie Typ und Stärke der Entzündungsreaktion in einem ähnlichen Schweregrad. Eine signifikant stärkere Ausprägung der Becherzellhyperplasie fand sich hingegen bei den ENaC-tg/m3-ko Tieren lediglich in der Mitte der Trachea sowie eine signifikant größere Epithelzellhypertrophie ausschließlich in den mittelgroßen Bronchien. Zusammenfassend kann für die juvenilen Tiere des Genotyps ENaC-tg/m3-ko gesagt werden, dass sie sich phänotypisch tendenziell vergleichbar mit den juvenilen Tieren des Genotyps ENaC-tg/m3-wt darstellten, wobei sich die Epithelzellhypertrophie in den mittelgroßen und kleinen Bronchien, sowie die Becherzellhyperplasie in der Mitte der Trachea signifikant verstärkt fanden.
Scheinbar moduliert der mCLCA3-Status den pulmonalen Phänotyp der Mukoviszidose im juvenilen Mausmodell im Gegensatz zum adulten Modell nicht, wobei die juvenilen Tiere gegenüber den adulten Tieren einen schwerwiegenderen Phänotyp aufweisen.
Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass der m3-knock-out bei adulten Mäusen im Mukoviszidose- Modell zu einer Verbesserung des Lungenphänotyps zu führen scheint und stützen somit die Hypothese, wonach m3 ein Modulator der Mukoviszidose sein könnte. Eine Unterdrückung von m3 in den Atemwegen von Mukoviszidose-Patienten könnte möglicherweise eine neue therapeutische Strategie darstellen, wobei die Rolle der altersbedingt unterschiedlichen Ausprägung dieses Effekts näher untersucht werden sollten.