Morphologische Charakterisierung des pulmonalen Phänotyps Peptidtransportergen-depletierter Mäuse

Abstract

Nach der erfolgreichen Herstellung einer Mauslinie, in der das PEPT2-Gen gezielt inaktiviert wurde, konnte in dieser Arbeit ein Beitrag geleistet werden zur pulmonalen Phänotypisierung. Im Vordergrund stand dabei die morphologische Analyse der Rolle des Transporters. Mit Hilfe von lichtmikroskopischen Aufnahmen, sowie anhand von elektronen-mikroskopischen Darstellungen wurden Knock-out Mäuse und Wildtyptiere auf morpho-logische Auffälligkeiten hin untersucht und miteinander verglichen. Die Ergebnisse ergaben in den lichtmikroskopischen Übersichtsaufnahmen deutliche emphysematöse Veränderungen in allen Mäuselungen, jedoch stärker ausgeprägt bei den PEPT2 -/- Tieren. Bei den Gen-depletierten Tieren ließ sich des Weiteren eine Hypertrophie der Bronchialschleimhaut darstellen. Die Masson- Goldner-Färbung und die PAS-Färbung ergaben bei keinem Tier morphologisch erkennbaren Pathologien. In den Semidünnschnitten und den elektronenmikroskopischen Aufnahmen wurden in den Gen-depletierten Tieren vacuolenartige Ablagerungen sichtbar, die sich im periarteriellen und peribronchialen Raum verteilten. Weitere Auffälligkeiten wurden im Bereich der Epithel- und Gefäßstruktur erkennbar. Hier wiesen die Gen-depletierten Mäuse eine Dilatation der Gefäße und eine Hypertrophie des Bronchialepithels - sowie der Muskulatur auf. Die Morphologie der Wildtyptiere war unauffällig. Die im Vergleich mit den Kontrollen festgestellten wesentlichen morphologischen Veränderungen von der Lunge legen nah, dass es sich um Befunde handelt, die mit der Funktion des Peptidtransporters in Verbindung stehen, auch wenn die rein morphologische Betrachtung funktionelle Störungen nur unvollständig erfassen kann. Diese neuen Ergebnisse sollten in weiteren Studien genutzt werden, um die Rolle von PEPT2 bei der Erhaltung der pulmonalen Homöostase im Detail zu klären. Zudem besitzt der Peptidtransporter pharmakologische Relevanz durch seine Fähigkeit aerosolisch-applizierte Pharmaka zu transportieren, so dass weitere Studien die genauen strukturellen Erfordernisse für PEPT2-Substrate zur Entwicklung aerosolischer Therapeutika klären sollten.

After the successful genetic engineering of PEPT-2 knockout mice to assess the role of the PEPT-2 transporter in mammalians, the present study focused on the characterization of the pulmonary phenotype of the PEPT-2 knockout mice. By using light and electro-microscopy morphological changes were screened and compared between wildtype (WT) and PEPT-2-knockout (KO) mice. With light- microscopy significant emphysematous changes in the KO group were detected, in addition to a hypertrophy of the bronchial mucosa. Masson-Goldner-staining and PAS-staining detected no differences in both groups. In KO-mice the semi-thin- sections and electro-microscopy pictures revealed vacuola-like deposits, which were mostly found in areas around arteries and bronchi. Additional morphological changes were detected in vessels and bronchial system of the lungs. KO-mice showed a dilatation of the studied vessels, hypertrophy of the bronchial epithelium and smooth muscle layer. WT mice showed no changes. Besides the fact, that the histological description of the lungs may not explain any functional features, most likely the documented morphological changes in KO-mice are based on the depletion of the peptide-transporter PEPT-2. Because of its physiological importance in protein absorption, maintenances of the lung homeostasis and possible role as vehicles for drug delivery (aerosolic pharmacotherapy) further in vivo and in vitro studies need to be performed.