| Teil A
Einleitung: Chronische Niereninsuffizienz wird durch Morbidität und Mortalität charakterisiert. Eine der häufigsten Komplikationen ist ein gestörter Mineral- und Knochenstoffwechsel. Diese Störungen werden als chronic kidney disease-mineral and bone disorder zusammengefasst. CKD-MBD ist der Hauptgrund für die ansteigende kardiovaskuläre Mortalität bei Patienten mit CKD. Wir haben ein neues nicht invasives Mausmodell für die CKD-MBD entwickelt.
Methoden: DBA/2 Mäuse sind anfällig für ektope Nierenverkalkung, wenn sie einer erhöhten oralen Phosphatgabe ausgesetzt sind. Um einen Nierenschaden zu erzeugen, wurden diese Mäuse mit Hochphosphatfutter für 4 Tage oder 7 Tage mit Rückkehr zu Standardfutter für 84 Tage gefüttert. Es wurden Serum und Urinproben sowie Proben von Nieren und Knochen für histologische Untersuchungen und RT-PCR gesammelt. Weiters wurden kardiovaskuläre Untersuchungen durchgeführt.
Ergebnisse: Sowohl die Mäuse der HPD4 Gruppe als auch die Mäuse der HPD7 Gruppe haben eine Phosphatnephropathie mit tubulärer Atrophie sowie interstitielle Fibrose entwickelt. Außerdem wiesen die Mäuse eine signifikant reduzierte glomeruläre Filtrationsrate auf. Die Echokardiografie zeigte eine leichte Erhöhung der linksventrikulären Muskelmasse mit intakter linksventrikulärer systolischer Funktion. Die abdominale Aorta von HPD-Mäusen wiesen eine Mediaverkalkung auf. Histomorphometrische Untersuchungen von HPD-Mäusen offenbarten ein reduziertes Knochenvolumen/Gewebevolumen sowie eine niedrigere Mineralappositionsrate.
Schlussfolgerung: Wir präsentieren hier ein nicht invasives Modell der CKD-MBD, welches Merkmale des humanen Äquivalents widerspiegelt. Unser Modell ist durch Mediaverkalkung, sekundären Hyperparathyreoidismus und einer Knochenanomalie mit niedrigem Knochen-Turnover gekennzeichnet. Dieses Modell ist ein nützliches Werkzeug für weitere Untersuchungen von pathogenen Faktoren in der CKD-MBD.
Teil B
Einleitung: Chronische Niereninsuffizienz ist mit einer starken Verkalkung der Tunica media verbunden. Diese Verkalkung wird nicht nur von systemischen Faktoren wie Hyperphosphatämie bestimmt, sondern ist auch von den vaskulären glatten Muskelzellen abhängig. Das Ziel der Untersuchungen war es die Rolle der Autophagie in der Pathogenese der urämischen Mediaverkalkung zu untersuchen.
Methoden: DBA/2 Mäuse wurden für 5 oder 12 Tage mit Hochphosphatfutter behandelt. Um die Autophagie zu beeinflussen, wurde den Mäusen Rapamycin intraperitoneal injiziert. Für in vitro Untersuchungen wurden vaskuläre glatte Muskelzellen verwendet. Das Medium wurde mit Ascorbinsäure und beta-Glycerolphosphat versehen, um eine Verkalkung hervorzurufen. Um die Autophagie zu beeinflussen wurden die Zellen mit Rapamycin, 3-Methyladenin oder Bafilomycin behandelt. Die Aorten der DBA/2 Mäuse und die Zellen wurden mittels qPCR, Western Blot und histologischen Techniken untersucht.
Ergebnisse: DBA/2 Mäuse entwickelten eine schwere vaskuläre Verkalkung und die Zellen wiesen starke Verkalkungen auf. qPCR Analysen von Mausaorten, welche HPD bekamen, zeigten eine signifikant erhöhte Geneexpression von Autopahgie bezogenen Genen auf. Proteinwerte von LC3-II waren in den Aorten der HPD Mäuse signifikant erhöht und die p62 Werte erniedrigt. Histologische Untersuchungen, zeigten dass die Autophagie in der Tunica media der Aorten lokalisiert war. Die Behandlung mit Rapamycin hatte eine signifikante Reduzierung der Verkalkung in vitro und in vivo zur Folge. Außerdem hatten HPD Mäuse, welche mit Rapamycin behandelt wurden, eine höhere Überlebensrate.
Schlussfolgerung: Diese Ergebnisse beweisen, dass die Autophagie eine wichtige Rolle bei der Entstehung der urämischen Mediaverkalkung einnimmt. Außerdem schützt die Autophagie, wenn sie durch Rapamycin erhöht wird, vaskuläre glatte Muskelzellen als auch Mausaorten vor der Verkalkung.
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