Identifizierung von Perizytensubpopulationen in einem spontan diabetischen Mausmodell

Fragestellung: Die diabetische Retinopathie ist eine schwerwiegende Komplikation des Diabetes und führt unbehandelt zur Erblindung. Früheste morphologische Veränderungen des kapillären Systems sind hierbei der Verlust von perikapillären Perizyten, die vermehrte Bildung von zellkernfreien Basalmembranschläuchen und der Zusammenbruch der Blut-Retina-Schranke. Die Gründe und die genauen Mechanismen des Perizytenverlustes sind bis heute nicht geklärt. Weiterhin ist nicht bekannt, ob Perizyten in der Retina eine einheitliche Population darstellen. Wir untersuchten, ob der hyperglykämie-bedingte Verlust von Perizyten eine einheitliche Reduktion einer ganzen Zellpopulation darstellt.

Methoden: In spontan diabetischen Ins2Akita/XLacZ4Mäusen wurde die Gesamt-Perizytenzahl relativ zur Kapillarfläche in retinalen Digestionspräparate nach sechsmonatiger Diabetesdauer quantifiziert. Als Kontrolle dienten normoglykämische Wildtyp/XLacZ4 positive Wurfgeschwister. Die Perizytenpopulation wurde bezüglich ihrer Form, ihrer Lokalisation und ihrer beta-galactosidase Aktivität in Untergruppen unterteilt und quantifiziert.

Ergebnisse: Die retinale Gesamt-Perizytenzahl war um 13% in den diabetischen Ins2Akita/XLaZ4Mäusen nach 6 Monaten der Hyperglykämie reduziert (diabetisch 2085±91 pro mm² vs. nicht diabetisch 2413±294 pro mm²). Interessanterweise ergab die Quantifizierung der Untergruppen, dass die Perizyten, die sich auf geraden Abschnitten der Kapillaren ohne jeglichen Kontakt zu Gefäßverzweigungen befinden, signifikant in den diabetischen Retinae reduziert sind (diabetisch 1390±189 vs. nicht diabetisch 1778±322 pro mm²). Die Anzahl an Perizyten, die direkt an kapillären Verzweigungen lokalisiert sind, sind in diabetischen Tieren und nicht-diabetischen Kontrollen gleich. Die Anzahl an migrierenden Perizyten war um 20% in den diabetischen Retinae erhöht (diabetisch 155±57 vs. nicht diabetisch 113±43 pro mm²).

Schlussfolgerung: Unsere Daten zeigen, dass der Umfang des hyperglykämie-bedingten retinalen Perizytenverlustes in einem spontan diabetischen Mausmodell vergleichbar mit dem in einem streptozotoxin-induzierten Diabetesmausmodell ist. Wir konnten erstmalig zeigen, dass der Verlust nicht die gesamte Perizytenpopulation betrifft, sondern nur bestimmte morphologisch klar definierbare Subgruppen von Perizyten. Weiterhin konnten wir zeigen, dass der Perizytenverlust durch Migration verursacht werden kann.