dc.contributor.author
Fries, Alexa Charlotte Luise
dc.date.accessioned
2021-06-04T13:38:35Z
dc.date.available
2021-06-04T13:38:35Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/29093
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-28843
dc.description.abstract
Der Zusammenbruch der Blut-Hirn-Schranke (BHS) spielt eine bedeutende Rolle beim Verständnis der sekundären Hirnschädigung nach Subarachnoidalblutung (SAB). Im proinflammatorischen Milieu nach SAB wird Interleukin (IL) 6 ein entscheidender Effekt auf das zerebrovaskuläre Leakage und die Bestandteile der Neurovaskulären Unit (NVU) zugeschrieben. Diese Arbeit charakterisiert neben Ausmaß und Ursachen der BHS-Schädigung den Einfluss des IL6 auf die BHS-Integrität in einem SAB-Mausmodell. Die SAB wurde in Wildtyp (WT) und IL6 Knock Out (KO) Mäusen mittels Filament-Perforations-Methode induziert. SAB und scheinoperierte SHAM-Tiere (Kontrollen) wurden an Tag 4 nach stattgehabter Blutung getötet. Die BHS-Permeabilität wurde anhand der Extravasation fluoreszierender Tracer, Evans Blue (EB, 70 kDa) und Fluorescein Isothiocyanate- (FITC)-Dextran (FD, 4 kDa), eruiert. Der Hirnwassergehalt wurde über das Verhältnis des Nass- zu Trockengewichts ermittelt. Die endotheliale Expression von Tight Junctions (TJ), Zytokinen (IL6, IL1β und Tumornekrosefaktor (TNF) α) und der Matrix-Metalloproteinase 9 (MMP9) wurde in isolierten Hirnkapillaren via qPCR untersucht. Die Verteilung von Collagen IV sowie apoptotische Desmin- und TUNEL-positive Perizyten wurden per Immunfluoreszenzmikroskopie ermittelt. An Tag 4 nach SAB wurde eine signifikante IL6-Überexpression (2,7 ± 0,5-fach) in WT beobachtet. Während FD in beiden Gruppen (WT und IL6 KO) in das Parenchym extravasierte, konnte eine SAB-induzierte EB-Extravasation lediglich bei WT beobachtet werden. Der Hirnwassergehalt lag bei WT nach SAB signifikant um 2,66 ± 0,47 % höher als bei IL6 KOs. Eine signifikante Rekonstitution der Occludin- (1,79 ± 0,14-fach der Expression der SHAM-Tiere), jedoch nicht der Claudin-5-Expression (0,86 ± 0,56-fach) konnte in SAB-operierten IL6 KO-Mäusen im Vergleich zu WT-Mäusen beobachtet werden. Außerdem konnte eine Hochregulation von IL1β und TNFα in WT nach SAB festgestellt werden (je 2,3 ± 0,99-fach und 2,18 ± 0,77-fach der SHAM-Kontrollgruppe), wohingegen in IL6 KOs eine geringere Expression bestimmt wurde. Abschließend wurde eine höhere Anzahl apoptotischer Perizyten in SAB WT-Tieren im Vergleich mit der IL6 KO-Gruppe detektiert. Der Verlust der BHS-Integrität in WT-Mäusen nach SAB konnte anhand der EB-Extravasation sowie der verringerten TJ-Expression demonstriert werden. Die unterbundene EB-Passage, die partiell wiederhergestellte TJ-Expression und die weniger starke Beanspruchung von extrazellulärer Matrix sowie Endothel-Perizyten-Interaktion in IL6 KOs sind Indikatoren dafür, dass die BHS-Dichtigkeit in diesen Mäusen nach SAB besser erhalten wird. Der Einfluss des IL6 auf das zerebrovaskuläre Leakage sowie sein Effekt auf die NVU machen die zentrale Rolle dieses Zytokins bei der sekundären Hirnschädigung nach SAB deutlich.
de
dc.description.abstract
Studying disruption of the blood-brain barrier (BBB) is central for the understanding of
secondary brain injury after subarachnoid hemorrhage (SAH). Interleukin (IL) 6 has
been postulated to affect cerebrovascular leakage and neurovascular unit components
(NVU) under proinflammatory conditions following SAH. The presented work focuses on
investigating the extent and causes of BBB breakdown, along with the influence of IL6
on BBB integrity in a SAH mouse model.
Methods:
Filament perforation model was used to induce SAH in wildtype (WT) and IL6 knock out
(KO) mice. SAH- and SHAM-operated animals (controls) were sacrificed 4 days after
the onset of the bleeding. By extravasation of fluorescents Evans Blue (EB, 70 kDa) and
Fluorescein Isothiocyanate- (FITC)-Dextran (FD, 4 kDa) BBB permeability was
assessed. Brain water content was determined applying the wet/dry weight method.
Endothelial expressions of tight junctions (TJ), cytokines (IL6, IL1β, tumor-necrosis
factor (TNF) α and matrix metalloproteinase 9 (MMP9) were analyzed in isolated brain
capillaries by applying qPCR. Apoptotic desmin- and TUNEL-double-positive pericytes
and the distribution of Collagen IV were assessed by conducting immunofluorescence
microscopy.
Results:
On day 4 post-SAH, a significant IL6 overexpression (2.7 ± 0.5-fold) was detected in
WTs. While FD extravasated in both groups, SAH-induced EB-extravasation was
noticed only in WT mice. In comparison to IL6KOs, WT mice showed significantly higher brain water content after SAH (2.66 % ± 0.47 %). A significant reconstitution of occludin
(1.79 ± 0.14-fold of SHAM) but not claudin-5 (0.86 ± 0.56-fold) was detected in SAHoperated
IL6KOs compared to WTs. This study revealed IL1β and TNFα to be
upregulated in WTs post SAH (2.3 ± 0.99-fold and 2.18 ± 0.77-fold of SHAM). This
overexpression was attenuated in IL6KOs. Finally, degradation of extracellular matrix
(ECM) and significantly more apoptotic pericytes were detected in SAH-WTs (3.1 ± 1.0-
fold) compared to IL6KOs.
Conclusion:
The loss of BBB integrity in WT mice post SAH in terms of EB extravasation and lower
TJ expression was demonstrated. Considering the constriction of EB extravasation, the
partial reconstitution of TJ expression and the lower affection of ECM and endothelialpericyte
interaction, we deduce that BBB tightness could be obtained more effectively in
IL6KOs. Due to its proinflammatory influence on cerebrovascular leakage and its effect
on NVU-components, we infer that IL6 is decisively involved in the presence of
secondary brain injury post SAH.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
blood-brain barrier
en
dc.subject
tight junctions
en
dc.subject
subarachnoid hemorrhage
en
dc.subject
interleukin 6
en
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Der Effekt des Interleukin 6 auf Struktur und Permeabilität der Blut-Hirn-Schranke im Rahmen der sekundären Hirnschädigung nach Subarachnoidalblutung
dc.contributor.gender
female
dc.contributor.firstReferee
N.N.
dc.contributor.furtherReferee
N.N.
dc.date.accepted
2021-06-04
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-refubium-29093-2
dc.title.translated
The role of interleukin 6 on blood-brain barrier permeability and structure in secondary brain injury after subarachnoid hemorrhage
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access