Pericytes extend within the basement membranes of the microvasculature, maintain the blood- brain barrier integrity, and contribute to neurovascular regulation. Studies have suggested that pericyte dysfunction and loss play important roles in impaired blood-brain barriers and neurovascular dysregulation in Alzheimer’s disease (AD). The primary objective of this study was to investigate if pericyte loss occurs in AD pathology. We employed morphometric techniques and investigated the vasculature in the grey matter of the middle frontal gyrus. Samples were obtained post-mortem from 16 AD cases and 16 control cases without a history of dementia. Markers of pericytes (platelet-derived growth factor receptor beta), vessels (laminin), cell proliferation (Ki67), and amyloid beta were immunostained. The analyses of pericyte density (pericytes per tissue volume), pericyte linear density (pericytes per capillary length), and vessel density (vessel length per tissue volume) were performed with the stereological methods optical fractionator and spaceballs. We measured pericyte coverage (percentage of capillary area covered by pericytes) with an image threshold technique and amyloid beta (percentage of tissue area covered by amyloid beta) with the stereological area fraction fractionator tool. There were no significant differences in pericyte linear density (control vs. AD; mean ± SD; 8.3 ± 0.7 vs. 8.5 ± 1 cells / mm capillary; p = 0.4635) or coverage (control vs. AD; median 75.6 vs. 75.8 % area; p = 0.7804) between control and AD cases. Compared to controls, AD subjects were characterized by a 24% increase in capillary density (control vs. AD; mean ± SD; 291 ± 39 vs. 361 ± 48 mm / mm3; p < 0.0001), paralleled by a 28% increase in pericyte density (control vs. AD; mean ± SD; 2412 ± 376 vs. 3081 ± 584 cells / mm3; p = 0.0006). The increase in vessel density was limited to capillaries and did not include other parenchymal vessels. Capillary density showed a strong positive correlation with total amyloid beta (control and AD; rs = 0.6419, p < 0.0001). Proliferating pericytes and endothelial cells were rare in both control and AD. Our results indicate that AD pathology in the middle frontal cortex is characterized by an increase in the density of capillaries, which maintain a morphometrically normal pericyte population. This suggests that the neurovascular and blood-brain barrier abnormalities found in AD pathology may not be the consequence of pericyte loss.
Perizyten befinden sich innerhalb der Basalmembran der Mikrovaskulatur und tragen zur Integrität der Blut-Hirn-Schranke und neurovaskulären Regulation bei. Studien haben nahegelegt, dass Perizytendysfunktion und -verlust eine wichtige Rolle bei gestörten Blut-Hirn- Schranken und neurovaskulärer Dysregulation in der Alzheimer-Pathologie spielen. Primäres Ziel dieser Studie war, zu untersuchen, ob Perizytenverlust in der Alzheimer- Pathologie auftritt. Dazu setzten wir morphometrische Techniken ein und untersuchten die Gefäße in der Grauen Substanz des mittleren frontalen Gyrus. Post-mortem-Gewebeproben stammten von 16 Subjekten mit Alzheimer-Krankheit (AK) und 16 Kontroll-Subjekten ohne demenzieller Vorerkrankung. Marker von Perizyten (Platelet-Derived Growth Factor Receptor Beta), Gefäßen (Laminin), Zell-Proliferation (Ki67) und Amyloid Beta wurden immungefärbt. Die Analyse von Perizytendichte (Perizyten per Volumen Gewebe), linearer Perizytendichte (Perizyten per Kapillarenlänge) und Kapillarendichte (Kapillaren per Volumen Gewebe) wurde mit den stereologischen Methoden Optical Fractionator und Spaceballs durchgeführt. Der Perizytenbesatz (Anteil vom Kapillarenareal das von Perizyten besetzt ist) wurde mit einem Schwellenwertverfahren und Amyloid Beta (Anteil vom Gewebe das von Amyloid Beta besetzt ist) mit dem stereologischen Area Fraction Fractionator Tool gemessen. Es gab keine signifikanten Unterschiede in der linearen Perizytendichte (Kontrolle vs. AK; Mittelwert ± s; 8,3 ± 0,7 vs. 8,5 ± 1 Zellen / mm Kapillare; p = 0,4635) oder dem Perizytenbesatz (Kontrolle vs. AK; Median; 75,6 vs. 75,8 % Areal; p = 0,7804) zwischen Kontrollen und AK-Fällen. Verglichen mit Kontrollen waren AK-Fälle charakterisiert durch einen 24%-Anstieg der Kapillarendichte (Kontrolle vs. AK; Mittelwert ± s; 291 ± 39 vs. 361 ± 48 mm / mm3; p < 0,0001), begleitet von einem parallelen 28%-Anstieg der Perizytendichte (Kontrolle vs. AK; Mittelwert ± s; 2412 ± 376 vs. 3081 ± 584 Zellen / mm3; p = 0,0006). Die Erhöhung der Gefäßdichte beschränkte sich auf Kapillaren, andere parenchymale Gefäße waren nicht betroffen. Die Kapillarendichte wies eine starke positive Korrelation mit Gesamt- Amyloid Beta auf (Kontrolle vs. AK; rs = 0.6419, p < 0.0001). Proliferierende Perizyten und Endothelzellen waren sowohl bei Kontrollen als auch bei AK-Fällen selten. Wie unsere Ergebnisse zeigen, ist die AK-Pathologie im mittleren frontalen Kortex durch eine erhöhte Kapillarendichte mit einer morphometrisch normalen Perizytenpopulation charakterisiert. Dies legt nahe, dass die gestörten Blut-Hirn-Schranken und die neurovaskuläre Dysregulation bei der AK-Pathologie nicht durch Perizytenverlust begründet sind.
