| Eine Beeinträchtigung des zerebralen Insulinsignalweges wurde sowohl bei Patienten der Alzheimer Krankheit (AD) als auch in AD Mausmodellen beobachtet. Der Insulinsignalweg spielt im Gehirn eine entscheidende Rolle für das Wachstum neuronaler Zellen, die Festigung von Erinnerungen und die Langzeitpotenzierung. Das Low-density Lipoprotein Receptor related Protein-1 (LRP-1) moduliert in Folge eines Stimulus durch Insulin den Insulinsignalweg durch eine Dimerisierung des Insulinrezeptors-β (IR-β). Von Mausmodellen ist bekannt, dass eine Deletion von LRP-1 die Menge von IR-β vermindert und dadurch der Insulinsignalweg behindert wird. Die zerebromikrovaskularen Endothelzellen, welche die Blut-Hirn-Schranke (BBB) darstellen, exprimieren sowohl LRP-1 als auch IR-β. Jüngste Studien haben gezeigt, dass Insulin in Leberparenchymzellen und auch an der BBB. den Expressionsspiegel von LRP-1 reguliert und daher möglicherweise den Abtransport von Aβ sowohl aus dem Gehirn wie auch in der Peripherie moduliert. Obwohl von einigen Studienautoren Modifikationen des Insulinsignalweges bei AD beobachtet wurden, sind die diesbezüglichen Veränderungen an den zerebrovaskulären Endothelzellen durch IR-β und LRP-1 im Verlauf von AD noch nicht zur Gänze aufgeklärt. In der vorliegenden Abschlussarbeit zeigen wir, dass es bei neun Monate alten männlichen und weiblichen 3XTg-AD Mäusen (PS1M146V, APPSwe, and tauP301L) verglichen mit gleichaltrigen nichttransgenen Tieren, im Gesamtgehirn und der Zerebromikrovaskulatur zu einer signifikanten Reduktion der Expression von IR-β and LRP-1 kommt. Diese Beeinträchtigung wirkt sich in weiterer Folge auf die dem Insulinsignalweg nachgeschalteten Prozesse aus. Die veränderte Expressionshöhe von IR-β und LRP-1 in Gehirn und Zerebromikrovaskulatur der 3XTg-AD Mäuse korrelierte mit einer Erhöhung der LC3B Expression, was auf eine Aktivierung der Autophagie hindeutet. Fettreiche Ernährung (HFD) der Versuchstiere führte zu einer Reduktion der Expression von LRP-1 sowohl im Gehirn als auch in der Leber und erhöhte die Aβ Last, ohne nennenswerte Auswirkungen auf die Höhe der zerebromikrovaskuären LRP-1 und IR-β Expression zu haben. Weiterführende in vitro Versuche mit Schweinehirnkapillarendothelzellen (pBCEC) zeigten, dass eine Behandlung mit Aβ1-40 or Aβ1-42 zu veränderten LRP-1 und IR-β Level führt, deren Interaktion beeinträchtigt wird und es zum Absturz der weiterführenden Insulin-mediierten Signalkaskade kommt. Durch weitere mechanistische Versuche konnten wir bestätigen, dass es durch eine Behandlung der pBCEC mit Aβ zu einem verstärkten autophago-lysosomalen Abbau von LRP-1 und IR-β kommt. Mit Hilfe von siRNA Versuchen konnten wir in pBCEC zeigen, dass es in Folge einer Deletion von LRP-1 zu einer post-translationalen Reduktion des IR-β Levels kommt und dies in weiterer Folge die Insulin mediierten Effekte an der BBB unterdrückt. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass bei AD die Aβ Last im Hirn die LRP-1 und IR-β Degradation beschleunigt und es dadurch in der Mikrozerebrovaskulatur (und im Gesamthirn) zu einer Abschwächung der Wirkung von Insulin kommt. |
