Nestin Expression in glatten Gefäßmuskelzellen und Perizyten des Nebenhodens und der Lunge
Seiten
2018
VVB Laufersweiler Verlag
978-3-8359-6719-9 (ISBN)
VVB Laufersweiler Verlag
978-3-8359-6719-9 (ISBN)
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Die Elastographie mittels Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI) ist ein neueres diagnostisches Verfahren, welches die Vorteile des nicht invasiven Ultraschalls mit einer quantitativen und damit objektiven Darstellung der Gewebeelastizität verbindet. Sie findet in der Leberdiagnostik bei Erwachsenen zunehmend Anwendung. In der Pädiatrie und Kinderradiologie war die Methode zu Studienbeginn, sowohl in der Praxis als auch in der Literatur, eine Rarität. Mit der Absicht, die Methode auch bei Kindern zu etablieren und als Basis zur Beurteilung von pathologischen Veränderungen, wurde von uns ein Normwert für die ARFI Elastographie bei Kindern und Jugendlichen erstellt sowie potentielle Einflussfaktoren analysiert. Des Weiteren wurde die Wertigkeit der ARFI Elastographie für die Leberdiagnostik in der Pädiatrie untersucht.
Zur Normwerterstellung wurden 132 lebergesunde Kinder und Jugendliche im Alter von 0 - 17 Jahren (im Mittel 9,2 Jahre) mittels ARFI Elastographie untersucht. Die Erfolgsrate der Messungen lag bei 95,43 %. Es ergab sich ein Normwert von 1,16 m/s mit einer einfachen Standardabweichung von 0,14 m/s. Der Normbereich wurde damit auf 1,02 m/s - 1,3 m/s definiert. Die ARFI Werte zeigten sich unabhängig vom Alter (p = 0,533). Mädchen zeigten signifikant niedrigere Werte als Jungen (p = 0,025), jedoch konnte kein Interaktionseffekt zwischen dem Geschlecht und den Altersgruppen vor oder nach mutmaßlichem Beginn der Pubertät festgestellt werden (p = 0,076). Die Mittelwerte des rechten Leberlappens waren signifikant niedriger als die des linken (p = 0,036), ebenso war die Varianz niedriger im rechten Leberlappen (p < 0,001). Die Messtiefe hatte keinen signifikanten Einfluss, wobei Messungen direkt unterhalb der straffen Leberkapsel vermieden wurden (p = 0,066). Ein Vergleich zwischen den Schallköpfen 4C1 und 9L4 bei 7 Patienten zeigte keinen signifikanten Unterschied in den Mittelwerten (p = 0,966), jedoch eine höhere Varianz bei dem 4C1 Schallkopf (p = 0,039). Ein Vergleich zwischen den verschiedenen Untersuchen ergab keinen signifikanten Unterschied (p = 0,108), lediglich die Varianz zwischen ihnen unterschied sich signifikant voneinander (p < 0,001).
Zur Überprüfung der Wertigkeit der ARFI Elastographie in der Leberdiagnostik wurden 34 Patienten im Alter von 0 - 29 Jahren (im Mittel 10,5 Jahre) mit potentiell leberschädigenden Grunderkrankungen, zum Teil mehrfach untersucht. Es erfolgte eine Einteilung basierend auf dem konventionellen Sonographiebefund: Gruppe A mit deutlichen Fibrose- / Zirrhosezeichen (n = 13), Gruppe B mit nur geringen, unsicheren Zeichen (n = 19) und Gruppe C ohne Fibrosezeichen bei kardial bedingter Leberstauung (Grad I - III) (n = 17). Alle Gruppen zeigten Mittelwerte signifikant oberhalb des erstellten Normwertes (p ≤ 0,001). Ein Unterschied zwischen den Gruppen zeigte sich nicht (p = 0,135). Innerhalb der Gruppe B, mit geringen Fibrosezeichen als gemeinsamer Faktor, zeigte sich ein signifikanter Unterschied zwischen einer Stauungsleber und einer Steatosis hepatis als Ätiologie der Leberverhärtung (p = 0,031). Die ARFI Werte zeigten sich in der Gruppe C positiv korrelierend, sowohl mit dem sonographisch bestimmten Stauungsgrad (p = 0,001), als auch mit dem erhobenen BNP Wert als Hinweis auf das Stauungsausmaß (p < 0,001). Die Stauungsgrade I und III unterschieden sich signifikant voneinander (p = 0,003).
Die ARFI Elastographie ermöglicht eine objektive Beurteilung von unterschiedlichen Leberpathologien durch die Quantifizierung der Lebersteifigkeit. Sie kann auch bei Kleinkindern und Säuglingen erfolgreich angewendet werden. Die Erstellung des Normwertes von 1,16 m/s schafft die Basis zur Interpretation von pathologisch erhöhten Werten. In der Zusammenschau mit der konventionellen Sonographie, Labordiagnostik und der klinischen Symptomatik ermöglicht sie eine zuverlässige, nicht invasive Verlaufsbeurteilung von Leberpathologien und gibt frühzeitig Hinweise auf einen beginnenden fibrotischen Umbau. Damit ist die ARFI Elastographie ein wertvolles diagnostisches Verfahren mit dem sich Therapieregime optimieren und die Prognose der pädiatrischen Patienten verbessern lassen.Aus verschiedenen Arbeiten ist das Intermediärfilament-Protein Nestin als neuronaler Stammzellmarker bekannt. Daten über die Expression und Funktion von Nestin außerhalb des Nervensystems sind spärlich. Hier vorliegend wird die Nestin-Expression im Gefäßsystem von zwei unterschiedlichen Organen beschrieben, dem Nebenhoden, der durch den Körperkreislauf versorgt wird, und der Lunge, mit seinem speziellen Lungenkreislauf.
Im Nebenhoden konnten Nestin-exprimierende Zellen durch den Einsatz von adulten Nestin-GFP-Mäusen als auch mit Hilfe immunhistochemischer Techniken bei Ratte, Maus und Mensch nachgewiesen werden. Die Nestin-Expression konnte in Abgrenzung zu den CD31-positiven Endothelzellen nur in den SMA-positiven glatten Gefäßmuskelzellen lokalisiert werden. Zudem wurde Proliferationsaktivität durch PCNA-Immunfärbungen bei Nestin-positiven glatten Gefäßmuskelzellen dargestellt. Mit Hilfe der qPCR und der Western-Blot Methode, konnte die Nestin mRNA- und –Protein-Expression während der postnatalen Entwicklung quantifiziert werden. Dabei zeigte sich, dass Nestin im Nebenhoden zu Beginn der Entwicklung vermehrt exprimiert wird und mit fortschreitender Reifung ein allmählicher Abfall der Nestin-Expression zu beobachten war. Bei Ratten konnte nach vorübergehender Elimination der Leydigzellen mittels Ethan-Dimethan-Sulfonat (EDS)-Injektion und dem daraus resultierenden Testosteronabfall eine deutliche Erhöhung der Expression von Nestin, das auch hier in der Gefäßwand lokalisiert war, festgestellt werden. Diese war wieder rückgängig, nachdem sich eine neue Population von Leydigzellen im Hoden gebildet hatte. Somit lassen die EDS- und Entwicklungsdaten auf eine hormonelle Steuerung der vaskulären Nestin-Expression im Nebenhoden schließen. Interessanterweise kam es zeitgleich mit dem Hormonabfall im EDS-Modell auch zu einer stark verminderten Expression des Androgenrezeptors im Nebenhoden.
In der Lunge wurden als Beispiele für Umbauprozesse Gewebe während der postnatalen Entwicklung sowie bei pulmonaler Hypertonie (PH) untersucht. In Vorarbeiten unserer Arbeitsgruppe konnte die Nestin-Expression in proliferativ aktiven glatten Muskelzellen in den Lungengefäßen lokalisiert werden. In der nun vorliegenden Arbeit zeigte sich bei Mäuse- und Rattenlungen zu Beginn der postnatalen Entwicklungsphase eine verringerte Expression von Calponin, einem Marker für differenzierte Muskelzellen, bei gleichzeitig erhöhter Nestin-Expression. Demnach können proliferierende glatte Gefäßmuskelzellen, die sich aktiv am Gefäßwachstum während der Entwicklung beteiligen, durch eine verringerte Calponin- und einer erhöhten Nestin-Expression charakterisiert werden. Bei Ratten nach induzierter pulmonaler Hypertonie (MCT und Sugen 5416/Hypoxie) sowie bei Patienten mit diagnostizierter PH konnte eine vermehrte Expression von Nestin im pulonalem Gefäßsystem belegt werden und durch Zuhilfenahme weiterer Antikörper (CD31, vWF, SMA) eindeutig den glatten Gefäßmuskelzellen zugeordnet werden. Die PH-Daten deuten in der Lunge auf eine andere Regulation der vaskulären Nestin-Expression als im Nebenhoden hin.
Einen funktionellen Einfluss von Nestin auf die Zellproliferation konnte in einem Zellkulturmodell mit menschlichen glatten Gefäßmuskelzellen aus der Pulmonalarterie nachgewiesen werden. Nach Nestin-Knockdown mittels Transfektion von Nestin siRNA zeigte sich eine verringerte Zahl kultivierter Gefäßmuskelzellen passend zu einer mittels XTT-Assay nachgewiesenen verringerten Zellproliferation.
Zusammenfassend zeigt sich, dass das Protein Nestin proliferationsfähige glatte Muskelzellen im Gefäßsystem von verschiedenen Organen markiert. Dabei dürfte Nestin in Entwicklungs- und Regenerationsprozesse involviert und selbst organspezifisch reguliert sein.
Zur Normwerterstellung wurden 132 lebergesunde Kinder und Jugendliche im Alter von 0 - 17 Jahren (im Mittel 9,2 Jahre) mittels ARFI Elastographie untersucht. Die Erfolgsrate der Messungen lag bei 95,43 %. Es ergab sich ein Normwert von 1,16 m/s mit einer einfachen Standardabweichung von 0,14 m/s. Der Normbereich wurde damit auf 1,02 m/s - 1,3 m/s definiert. Die ARFI Werte zeigten sich unabhängig vom Alter (p = 0,533). Mädchen zeigten signifikant niedrigere Werte als Jungen (p = 0,025), jedoch konnte kein Interaktionseffekt zwischen dem Geschlecht und den Altersgruppen vor oder nach mutmaßlichem Beginn der Pubertät festgestellt werden (p = 0,076). Die Mittelwerte des rechten Leberlappens waren signifikant niedriger als die des linken (p = 0,036), ebenso war die Varianz niedriger im rechten Leberlappen (p < 0,001). Die Messtiefe hatte keinen signifikanten Einfluss, wobei Messungen direkt unterhalb der straffen Leberkapsel vermieden wurden (p = 0,066). Ein Vergleich zwischen den Schallköpfen 4C1 und 9L4 bei 7 Patienten zeigte keinen signifikanten Unterschied in den Mittelwerten (p = 0,966), jedoch eine höhere Varianz bei dem 4C1 Schallkopf (p = 0,039). Ein Vergleich zwischen den verschiedenen Untersuchen ergab keinen signifikanten Unterschied (p = 0,108), lediglich die Varianz zwischen ihnen unterschied sich signifikant voneinander (p < 0,001).
Zur Überprüfung der Wertigkeit der ARFI Elastographie in der Leberdiagnostik wurden 34 Patienten im Alter von 0 - 29 Jahren (im Mittel 10,5 Jahre) mit potentiell leberschädigenden Grunderkrankungen, zum Teil mehrfach untersucht. Es erfolgte eine Einteilung basierend auf dem konventionellen Sonographiebefund: Gruppe A mit deutlichen Fibrose- / Zirrhosezeichen (n = 13), Gruppe B mit nur geringen, unsicheren Zeichen (n = 19) und Gruppe C ohne Fibrosezeichen bei kardial bedingter Leberstauung (Grad I - III) (n = 17). Alle Gruppen zeigten Mittelwerte signifikant oberhalb des erstellten Normwertes (p ≤ 0,001). Ein Unterschied zwischen den Gruppen zeigte sich nicht (p = 0,135). Innerhalb der Gruppe B, mit geringen Fibrosezeichen als gemeinsamer Faktor, zeigte sich ein signifikanter Unterschied zwischen einer Stauungsleber und einer Steatosis hepatis als Ätiologie der Leberverhärtung (p = 0,031). Die ARFI Werte zeigten sich in der Gruppe C positiv korrelierend, sowohl mit dem sonographisch bestimmten Stauungsgrad (p = 0,001), als auch mit dem erhobenen BNP Wert als Hinweis auf das Stauungsausmaß (p < 0,001). Die Stauungsgrade I und III unterschieden sich signifikant voneinander (p = 0,003).
Die ARFI Elastographie ermöglicht eine objektive Beurteilung von unterschiedlichen Leberpathologien durch die Quantifizierung der Lebersteifigkeit. Sie kann auch bei Kleinkindern und Säuglingen erfolgreich angewendet werden. Die Erstellung des Normwertes von 1,16 m/s schafft die Basis zur Interpretation von pathologisch erhöhten Werten. In der Zusammenschau mit der konventionellen Sonographie, Labordiagnostik und der klinischen Symptomatik ermöglicht sie eine zuverlässige, nicht invasive Verlaufsbeurteilung von Leberpathologien und gibt frühzeitig Hinweise auf einen beginnenden fibrotischen Umbau. Damit ist die ARFI Elastographie ein wertvolles diagnostisches Verfahren mit dem sich Therapieregime optimieren und die Prognose der pädiatrischen Patienten verbessern lassen.Aus verschiedenen Arbeiten ist das Intermediärfilament-Protein Nestin als neuronaler Stammzellmarker bekannt. Daten über die Expression und Funktion von Nestin außerhalb des Nervensystems sind spärlich. Hier vorliegend wird die Nestin-Expression im Gefäßsystem von zwei unterschiedlichen Organen beschrieben, dem Nebenhoden, der durch den Körperkreislauf versorgt wird, und der Lunge, mit seinem speziellen Lungenkreislauf.
Im Nebenhoden konnten Nestin-exprimierende Zellen durch den Einsatz von adulten Nestin-GFP-Mäusen als auch mit Hilfe immunhistochemischer Techniken bei Ratte, Maus und Mensch nachgewiesen werden. Die Nestin-Expression konnte in Abgrenzung zu den CD31-positiven Endothelzellen nur in den SMA-positiven glatten Gefäßmuskelzellen lokalisiert werden. Zudem wurde Proliferationsaktivität durch PCNA-Immunfärbungen bei Nestin-positiven glatten Gefäßmuskelzellen dargestellt. Mit Hilfe der qPCR und der Western-Blot Methode, konnte die Nestin mRNA- und –Protein-Expression während der postnatalen Entwicklung quantifiziert werden. Dabei zeigte sich, dass Nestin im Nebenhoden zu Beginn der Entwicklung vermehrt exprimiert wird und mit fortschreitender Reifung ein allmählicher Abfall der Nestin-Expression zu beobachten war. Bei Ratten konnte nach vorübergehender Elimination der Leydigzellen mittels Ethan-Dimethan-Sulfonat (EDS)-Injektion und dem daraus resultierenden Testosteronabfall eine deutliche Erhöhung der Expression von Nestin, das auch hier in der Gefäßwand lokalisiert war, festgestellt werden. Diese war wieder rückgängig, nachdem sich eine neue Population von Leydigzellen im Hoden gebildet hatte. Somit lassen die EDS- und Entwicklungsdaten auf eine hormonelle Steuerung der vaskulären Nestin-Expression im Nebenhoden schließen. Interessanterweise kam es zeitgleich mit dem Hormonabfall im EDS-Modell auch zu einer stark verminderten Expression des Androgenrezeptors im Nebenhoden.
In der Lunge wurden als Beispiele für Umbauprozesse Gewebe während der postnatalen Entwicklung sowie bei pulmonaler Hypertonie (PH) untersucht. In Vorarbeiten unserer Arbeitsgruppe konnte die Nestin-Expression in proliferativ aktiven glatten Muskelzellen in den Lungengefäßen lokalisiert werden. In der nun vorliegenden Arbeit zeigte sich bei Mäuse- und Rattenlungen zu Beginn der postnatalen Entwicklungsphase eine verringerte Expression von Calponin, einem Marker für differenzierte Muskelzellen, bei gleichzeitig erhöhter Nestin-Expression. Demnach können proliferierende glatte Gefäßmuskelzellen, die sich aktiv am Gefäßwachstum während der Entwicklung beteiligen, durch eine verringerte Calponin- und einer erhöhten Nestin-Expression charakterisiert werden. Bei Ratten nach induzierter pulmonaler Hypertonie (MCT und Sugen 5416/Hypoxie) sowie bei Patienten mit diagnostizierter PH konnte eine vermehrte Expression von Nestin im pulonalem Gefäßsystem belegt werden und durch Zuhilfenahme weiterer Antikörper (CD31, vWF, SMA) eindeutig den glatten Gefäßmuskelzellen zugeordnet werden. Die PH-Daten deuten in der Lunge auf eine andere Regulation der vaskulären Nestin-Expression als im Nebenhoden hin.
Einen funktionellen Einfluss von Nestin auf die Zellproliferation konnte in einem Zellkulturmodell mit menschlichen glatten Gefäßmuskelzellen aus der Pulmonalarterie nachgewiesen werden. Nach Nestin-Knockdown mittels Transfektion von Nestin siRNA zeigte sich eine verringerte Zahl kultivierter Gefäßmuskelzellen passend zu einer mittels XTT-Assay nachgewiesenen verringerten Zellproliferation.
Zusammenfassend zeigt sich, dass das Protein Nestin proliferationsfähige glatte Muskelzellen im Gefäßsystem von verschiedenen Organen markiert. Dabei dürfte Nestin in Entwicklungs- und Regenerationsprozesse involviert und selbst organspezifisch reguliert sein.
| Erscheinungsdatum | 08.09.2018 |
|---|---|
| Reihe/Serie | Edition Scientifique |
| Sprache | deutsch |
| Maße | 146 x 210 mm |
| Gewicht | 159 g |
| Themenwelt | Veterinärmedizin |
| Schlagworte | Doktorarbeit • Uni • Wissenschaft |
| ISBN-10 | 3-8359-6719-3 / 3835967193 |
| ISBN-13 | 978-3-8359-6719-9 / 9783835967199 |
| Zustand | Neuware |
| Informationen gemäß Produktsicherheitsverordnung (GPSR) | |
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